›

Khóa luận Đánh giá hiện trạng ô nhiễm nước thải sản xuất tại mỏ Antimon Hải Hà - Quảng Ninh và đề xuất công nghệ xử lý

pdf 52 trang thiennha21 13/04/2022 11450
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Khóa luận Đánh giá hiện trạng ô nhiễm nước thải sản xuất tại mỏ Antimon Hải Hà - Quảng Ninh và đề xuất công nghệ xử lý", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfkhoa_luan_danh_gia_hien_trang_o_nhiem_nuoc_thai_san_xuat_tai.pdf

Nội dung text: Khóa luận Đánh giá hiện trạng ô nhiễm nước thải sản xuất tại mỏ Antimon Hải Hà - Quảng Ninh và đề xuất công nghệ xử lý

  1. ÐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ÐẠI HỌC NÔNG LÂM  VÀNG LÁO LỞ ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM NƯỚC THẢI SẢN XUẤT TẠI MỎ ANTIMON HẢI HÀ - QUẢNG NINH VÀ ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Khoa học môi trường Khoa : Môi trường Khóa học : 2014 - 2018 Thái Nguyên, năm 2018
  2. ÐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ÐẠI HỌC NÔNG LÂM  VÀNG LÁO LỞ ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM NƯỚC THẢI SẢN XUẤT TẠI MỎ ANTIMON HẢI HÀ - QUẢNG NINH VÀ ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Khoa học môi trường Lớp : K46 - KHMT - N03 Khoa : Môi trường Khóa học : 2014 - 2017 Giảng viên hướng dẫn : TS.Hà Xuân Linh Thái Nguyên, năm 2018
  3. i LỜI CẢM ƠN Thực tập tốt nghiệp là giai đoạn quan trọng nhất đối sinh viên của các Trường Đại học, Cao đẳng nói chung và Trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên nói riêng. Từ đó sinh viên hệ thống hóa lại kiến thức đã học và áp dụng kiến thức đã được học vào thực tế, giúp sinh viên hoàn thiện bản thân và cung cấp kiến thức thực tế, kiểm nghiệm lại chúng trong thực tế, nâng cao kiến thức nhằm phục vụ cho công việc sau này. Trong thời gian thực tập tốt nghiệp, với sự nỗ lực phấn đấu của bản thân và sự giúp đỡ của thầy cô, các cô chú cán bộ ở cơ quan thực tập đã giúp em hoàn thành báo cáo tốt nghiệp của mình. Lời đầu tiên em xin bày tỏ lòng biết ơn ban giám hiệu nhà Trường, Ban chủ nhiệm Khoa Môi Trường, đặc biệt em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo TS. Hà Xuân Linh đã trực tiếp hướng dẫn, tận tình giúp đỡ em trong suốt quá trình nghiên cứu thực hiện đề tài tốt nghiệp để em hoàn thành tốt đề tài. Em xin gửi lời cảm ơn tới tập thể cán bộ công nhân viên Viện Kỹ Thuật và Công Nghệ Môi Trường, đồng thời cảm ơn các cô chú, anh chị Công ty cổ phần Antimon Hải Hà, Quảng Ninh đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho em trong suốt thời gian thực tập. Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, người thân và bạn bè của em đã chia sẻ, giúp đỡ, động viên em trong quá trình học tập nghiên cứu hoàn thành tốt đề tài tốt nghiệp của mình. Do thời gian có hạn, năng lực và kinh nghiệm của bản thân còn nhiều hạn chế nên đề tài này không tránh khỏi những thiếu sót. Vì vậy em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của các thầy cô giáo để đề tài được hoàn thiện tốt hơn. Em xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, ngày tháng năm 2018 Sinh viên Lở Vàng Láo Lở
  4. ii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Chú thích BYT Bộ y tế BTNMT Bộ tài nguyên môi trường BOD Nhu cầu oxy sinh hóa COD Nhu cầu oxy sinh học ĐTM Đánh giá tác động môi trường NQ Nghị quyết NĐ Nghị định XLNT Xử lý nước thải QCVN Quy chuẩn Việt Nam TCCP Tiêu chuẩn cho phép TCN Tiêu chuẩn ngành DNTN Doanh nghiệp tư nhân TSS Hàm lượng chất rắn lơ lửng TVK Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam
  5. 1 Phần 1. MỞ ĐẦU. 1.1. Đặt vấn đề. Trong sự nghiêp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước với tốc độ nhanh chóng như hiện nay,quặng antimon đã trở thành một ngành công nghiệp mũi nhọn góp phần to lớn vào sự phát triển chung của đất nước. Trước hết,việc khai thác quặng antimon là để phục vụ trực tiếp cho các ngành kinh tế quan trọng nhất: cung cấp nhiên liệu cho ngành công nghiệp.Ngoài ra còn khẳng định được vai trò quan trọng trong công tác ổn định việc làm và cải thiện được đời sống cho người dân lao động. Tỉnh Quảng Ninh là một tỉnh có trữ lượng lớn quặng antimon. Tỉnh Quảng Ninh rất giàu tiềm năng phát triển kinh tế, do có nhiều thế mạnh mà các vùng khác không 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 Antimon, 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
  6. 2 năm 2008 đến nay, riêng vùng 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 Antimon thuộc Công ty cổ phần Antimon Hải Hà , Quảng Ninh là một trong những mỏ khai thác lớn 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 của hệ thống xử lý nước thải trong quá trình khai thác khoáng sản tại mỏ Antimon – Hải Hà - 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 nhằm tiến tới góp phần đảm bảo sự phát triển bền vững của hoạt động sản xuất khoáng sản trên địa bàn 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, 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 tuơng 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 hiện trạng ô nhiễm nước thải sản xuất tại mỏ Antimon Hải Hà - Quảng Ninh và đề xuất công nghệ xử lý” 1.2 Mục tiêu của đề tài. - Đánh giá được hiệu quả xử lý của hệ thống xử lý nước thải của mỏ tại Antimon.
  7. 3 - Đánh giá hiện trạng môi trường nước thải mỏ tại Antimon. 1.3. Yêu cầu của đề tài. - Đảm bảo tài liệu, số liệu đầy đủ, trung thực, khách quan. - Kết quả phân tích các thông số về chất lượng nước chính xác. - Các mẫu nghiên cứu và phân tích phải đảm bảo tính khoa học và đại diện cho khu vực nghiên cứu. - Các kết quả phân tích phải được so sánh với tiêu chuẩn, quy chuẩn môi trường Việt Nam. 1.4. Ý nghĩa của đề tài. 1.4.1. Ý nghĩa thực tiễn. - Đánh giá hiệu quả hệ thống xử lý nước thải tại mỏ Antimon, đồng thời nâng cao ý thức bảo vệ môi trường, và góp phần nâng cao thương hiệu của công ty. 1.4.2. Ý nghĩa 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.
  8. 4 Phần 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU. 2.1. Cơ sở pháp lý và khoa học của đề tài. 2.1.1. Cơ sở pháp lý. - Luật bảo vệ môi trường số 55/2014/QH13 được ban hành ngày 23 tháng 6 năm 2014. - Thông tư số 43/2015/TT-BTNMT quy định về báo cáo hiện trạng môi trường, bộ chỉ thị môi trường và quản lý số liệu quan trắc môi trường ký ngày 29 tháng 09 năm 2015. - Căn cứ nghị định 127/2014/NĐ – CP ngày 31 tháng 12 năm 2014 của Chính phủ quy định điều kiện của tổ chức hoạt động dịch vụ quan trắc môi trường. - Căn cứ thông tư 04/2015/QĐ-UBND quyết định về việc ban hành đơn giá quan trắc và phân tích môi trường trên địa bàn thành phố Hà Nội ký ngày 12 tháng 03 năm 2015. - Thông tư 21/2012/TT-BTNMT ngày 19 tháng 12 năm 2012 của Bộ Tài nguyên và môi trường Quy định việc đảm bảo chất lượng và kiểm soát chất lượng trong quan trắc môi trường. - Luật khoáng sản số 60/2010/QH12 được Quốc hội nước Cộng hòa Xã hội Chủ Nghĩa Việt Nam thông qua ngày 17/11/2010. - Luật tài nguyên nước số 17/2012/QH13 ban hành ngày 21/6/2012. - Nghị định của chính phủ số 201/2013/NĐ-CP, ngày 27/11/2013. Quy định chỉ tiêu thi hành một số điều của Luật tài nguyên nước. - Thông tư số 4/2012/TT-BTNMT ngày 08/05/2012 của Bộ Tài Nguyên và Môi Trường về việc quyết định tiêu chí xác định cơ sở gây ô nhiễm môi trường. - Thông tư số 47/2011/TT-BTNMT ngày 28/12/2011 của Bộ Tài Nguyên và Môi Trường về việc ban hành Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về môi trường. - Luật Hóa chất số 06/2007/QH12 được Quốc hội nước CHXHCN Việt Nam thông qua ngày 21 tháng 11 năm 2007.
  9. 5 - Nghị định 59/2007/NĐ-CP của Chính phủ ban hành ngày 06/04/2007 về quản lý chất thải rắn. - Nghị định 80/2006/NĐ-CP ngày 09/08/2006 của Chính Phủ về việc: “Quy định chi tiết và hướng dẫn thi hành một số điều của Luật Bảo vệ môi trường”. - Thông tư số 32/2013/TT-BTNMT, ngày 25/10/2013 của Bộ Tài Nguyên và Môi Trường về việc ban hành Quy định quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về Môi Trường. - Thông tư số 04/2015/TT-BXD ngày 6/8/2014 của Chính Phủ về thoát nước và xử lý nước thải. - Quy chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp. - Các Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về môi trường của Bộ Tài nguyên và Môi trường, bao gồm: + QCVN 40:2011/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp. + QCVN 01:2009/BYT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước ăn uống. + QCVN 02:2009/BYT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước sinh hoạt. - Các bộ tiêu chuẩn về thiết kế hệ thống xử lý nước thải như: + TCVN 7957:2008: Tiêu chuẩn về thiết kế hệ thống xử lý nước thải. + TCXD 51:2008: Tiêu chuẩn thiết kế thoát nước - mạng lưới và công trình bên ngoài do Bộ Xây dựng ban hành năm 2008. 2.1.2. Cơ sở khoa học của đề tài. * Khái niệm về môi trường. Theo khoản 1 điều 3 Luật Bảo Vệ Môi Trường Việt Nam năm 2014 môi trường được định nghĩa như sau: "Môi trường là hệ thống các yếu tố vật chất
  10. 6 tự nhiên và nhân tạo có tác động đối với sự tồn tại và phát triển của con người và sinh vật". * Khái niệm về ô nhiễm môi trường. - Theo khoản 8 điều 3 Luật Bảo vệ Môi trường Việt Nam năm 2014, “Ô nhiễm môi trường là sự biến đổi của các thành phần môi trường không phù hợp với quy chuẩn kỹ thuật môi trường và tiêu chuẩn môi trường gây ảnh hưởng xấu tới con người và sinh vật” Trên thế giới ô nhiễm môi trường được hiểu là việc chuyển các chất thải hoặc năng lượng và môi trường đến mức có khả năng gây hại cho sức khỏe con người, đến sự phát triển của sinh vật hoặc làm suy giảm chất lượng môi trường. Các tác nhân gây ô nhiễm bao gồm các chất thải ở dạng khí (khí thải), lỏng (nước thải), rắn (chất thải rắn) chứa hóa chất hoặc các tác nhân vật lý, sinh học và các dạng năng lượng như nhiệt độ, bức xạ. Tuy nhiên môi trường chỉ được coi là bị ô nhiễm nếu trong đó hàm lượng, nồng độ hoặc cường độ các tác nhân trên đạt mức có khả năng tác động xấu đến con người, sinh vật, vật liệu. * Khái niệm nước thải và phân loại nước thải. Khái niệm. Theo quy định tại khoản 7 Điều 2 Nghị định số 80/2014/NĐ-CP ngày 6 tháng 8 năm 2014 của Chính phủ về thoát nước và xử lý nước thải, “nước thải là nước đã bị thay đổi đặc điểm, tính chất do sử dụng hoặc do các hoạt động của con người xả vào hệ thống thoát nước hoặc ra môi trường”. Người ta còn định nghĩa 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. Thông thường nước thải được phân loại theo nguồn gốc phát sinh ra chúng, đó là cơ sở trong việc lựa chọn các biện pháp giải quyết hoặc công nghệ xử lý. Phân loại . Nước thải được phân thành các loại cơ bản:
  11. 7 - Nước thải sinh hoạt: Là nước thải từ các khu dân cư, khu vực hoạt động thương mại, khu công sở, trường học và các cơ sở tương tự khác. - Nước thải thấm qua: Là lượng nước thấm vào hệ thống ống bằng nhiều cách khác nhau, qua các khớp nối, các ống có khuyết tật hoặc thành hồ ga hay hố xí. - Nước thải tự nhiên: Nước mưa được xem như nước thải tự nhiên ở những thành phố hiện đại, chúng được thu gom theo hệ thống. - Nước thải đô thị: Nước thải đô thị là một thuật ngữ chung chỉ chất lỏng trong hệ thống cống thoát của một thành phố, thị xã, đó là hỗn hợp của các loại nước thải đã kể ra. - Nước thải công nghiệp (hay còn gọi là nước thải sản xuất) là nước thải được thải ra từ các cơ sở sản xuất công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp, giao thông vận tải, khai thác khoáng sản. - Nước thải sản xuất trong khai thác khoáng sản. Nước thải sản xuất trong khai thác khoáng sản được chia thành hai loại: Nước thải sinh hoạt (phát sinh từ các hoạt động sinh hoạt của con người như tắm giặt, ăn uống, vệ sinh). Nước thải công nghiệp (là do các hoạt động sản xuất khai thác than sinh ra như đào lò, nước thải từ bãi thải, nước thải từ kho Antimon, nước thải vệ sinh công nghiệp trên mặt bằng sân công nghiệp, nước phun sương dập bụi, nước rửa xe ). * Khái niệm quản lý môi trường. “Quản lý môi trường là tổng hợp các biện pháp, luật pháp, chính sách, kinh tế, kỹ thuật, xã hội thích hợp nhằm bảo vệ chất lượng môi trường sống và phát triển bền vững kinh tế, xã hội quốc gia”.  Các thông số đặc trưng của nước thải công nghiệp khai thác antimon. Đặc trưng của nước thải công nghiệp khai thác antimon là hàm lượng cặn lơ lửng lớn và có trị số pH rất thấp thường ở môi trường axít do trong antimon
  12. 8 có gốc lưu huỳnh (SO2), đặc biệt còn có các kim loại nặng cao như mangan, sắt, + Hàm lượng chất rắn: Tổng chất rắn là thành phần đặc trưng nhất của nước thải, nó bao gồm các chất rắn không tan lơ lửng (SS), chất keo và hòa tan(DS). Chất rắn lơ lửng có kích thước hạt >= 10-4 mm có thể lắng được và không lắng được (dạng keo). + Nhu cầu ôxy sinh hóa (BOD) và hóa học (COD): Mức độ nhiễm bẩn nước thải bởi chất hữu cơ có thể xác định theo lượng ôxy cần thiết để ôxy hóa chất hữu cơ dưới tác động của vi sinh vật hiếu khí và được gọi là nhu cầu ôxy cho quá trình sinh. Nhu cầu ôxy hóa học COD: Là lượng ôxy cần thiết để ôxy hóa hoàn toàn chất hữu cơ và một phần nhỏ các chất vô cơ dễ bị ôxy hóa có trong nước thải. Chỉ tiêu nhu cầu ôxy sinh hóa BOD không đủ để phản ánh khả năng ôxy hóa các chất hữu cơ khó bị ôxy hóa và các chất vô cơ có thể bị ôxy hóa có trong nước thải. + Ôxy hòa tan (DO): Nồng độ ôxy hòa tan trong nước thải trước và sau xử lý là chỉ tiêu rất quan trọng. Trong quá trình xử lý hiếu khí luôn phải giữ nồng độ ôxy hòa tan trong nước thải từ 1,5 – 2 mg/l để quá trình ôxy hóa diễn ra theo ý muốn và để hỗn hợp không rơi vào tình trạng yếm khí. Ôxy là khí có độ hòa tan thấp và nồng độ ôxy hòa tan phụ thuộc vào nhiệt độ, nồng độ muối có trong nước. + Trị số pH: Trị số pH cho biết nước thải có tính trung hòa, tính axit hay tính kiềm. Quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học rất nhạy cảm với sự dao động của trị số pH. Quá trình xử lý hiếu khí đòi hỏi giá trị pH trong khoảng 6,5 đến 8,5. hóa học (COD), nhu cầu ôxy hóa sinh học (BOD), các hợp chất + - - của nitơ (NH4 , NO2 , NO3 ), Sunphát, hàm lượng kim loại. Các giá trị của
  13. 9 những chỉ tiêu này được so sánh với giá trị giới hạn cho phép được quy định trong QCVN 40:2011/BTNMT. 2.2. Tổng quan ềv phát thải ô nhiễm nước trong khai thác khoáng sản. Trên thế giới và ở nước ta quá trình khai thác khoáng sản 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 khoáng sản dễ bị suy thoái và ô nhiễm. Antimon ở Việt nam được khai thác từ rất lâu, đã tạo tiền đề cho sự phát triển của nhiều ngành kinh tế khác, nguồn lợi kinh tế do Antimon 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 Antimon 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
  14. 10 2.2.1. Quy trình khai thác Antimon. Quy trình công nghệ khai thác hầm lò có thể được hiểu đơn giản là tập hợp các công việc chuẩn bị và khai thác Antimon, cần được thực hiện trong một khu khai thác. Quy trình công nghệ khai thác Antimon ở lò chợ được chia thành các công tác chính và các công tác phụ. Các công tác chính là các khâu tách Antimon khỏi khối nguyên ban đầu, phá vỡ than đến cỡ hạt cần thiết, xúc bốc và vận tải Antimon, chống giữ lò chợ và điều khiển áp lực mỏ. Các công tác phụ bao gồm việc di chuyển thiết bị vận tải theo tiến độ của gương lò chợ, cung cấp vật liệu, máy móc, thiết bị, năng lượng vào lò chợ, thông gió, chống bụi, thoát nước, chiếu sáng, thông tin liên lạc Như vậy, với các dạng công nghệ khai thác Antimon khác nhau, sẽ có các tập hợp các công tác chính và phụ khác nhau, tức là các quy trình công nghệ khai thác Antimon khác nhau. Các quá trình cơ bản của khai thác hầm lò bao gồm: - Mở vỉa: Là quá trình phá hủy các lớp đất đá bao quanh vỉa than để tạo thành ruộng, chuẩn bị cho công tác khai thác, quá trình này thường được sử dụng bằng áp lực (kíp, min, ). Lớp đất đá bao quanh gọi là đá mỏ, được vận chuyển đem đổ thải tại các khu vực quy định. - Khấu than: Là quá trình phá vỡ Antimon từ khối nguyên ban đầu ra các khối nhỏ và xúc bốc, vận chuyển Antimon ra khỏi hầm lò. Công tác khấu Antimon có thể được thực hiện bằng các phương pháp thủ công, khoan nổ mìn, cơ khí, thuỷ lực, Việc lựa chọn phương pháp khấu trước hết phụ thuộc vào các tính chất của than và các lớp đá vây quanh, đồng thời phụ thuộc vào các yêu cầu về chất lượng Antimon và chi phí để khai thác nó. - Chống giữ lò chợ: Việc chống giữ lò chợ là một giai đoạn quan trọng trong khái thác hầm lò, nó là giai đoạn ảnh hưởng đến an toàn và tiến độ khai thác. Việc chống giữ lò chợ là quá trình sử dụng các công nghệ kỹ thuật để gia cố thành lò, ngăn cho các vách đá khỏi bị sập đổ.
  15. 11 - Điều khiển áp lực mỏ lò chợ: Khi tiến hành các công tác khai thác Antimon, trạng thái cân bằng của các lớp đá bị phá huỷ, chúng rạn nứt và có thể sập đổ vào hầm lò. Để ngăn ngừa những biến dạng lớn và sự sập đổ của đá vào không gian công tác cần phải sử dụng nhiều biện pháp khác nhau nhằm điều chỉnh sự xuất hiện của áp lực mỏ. Những biện pháp đó là một trong những quá trình sản xuất quan trọng và được gọi là điều khiển áp lực mỏ.Trong các gương lò chợ dài ở các vỉa dốc thoải và dốc nghiêng, điều khiển áp lực mỏ chủ yếu là điều khiển áp lực của đá vách, nên thường được gọi là điều khiển đá vách. - Các công đoạn cuối của mỏ lò chợ: Khi khấu than theo từng dải dọc lò chợ, sau mỗi dải khấu cần phải chuẩn bị thiết bị để khấu dải Antimon tiếp theo. Các công đoạn liên quan đến chuẩn bị thiết bị để khấu dải Antimon tiếp theo và di chuyển chúng về phía gương lò được gọi là các công đoạn cuối. Các công đoạn cuối đặc trưng là: chuẩn bị buồng khấu (khám), dựng vì chống tăng cường ở đầu lò chợ giáp với lò chuẩn bị, di chuyển bộ truyền động của máng cào, tháo và lắp các chân cột chống của lò chuẩn bị, xếp cũi, . Thành phần và khối lượng của các công đoạn cuối rất khác nhau, phụ thuộc vào công nghệ khấu than, sơ đồ khấu, hình dạng và kích thước tiết diện lò chuẩn bị giáp với lò chợ, kết cấu vì chống của chúng, - Lắp ráp và tháo thiết bị mỏ lò chợ: Việc lắp ráp và tháo tổ hợp thiết bị lò chợ là quá trình vận tải, lắp ráp và tháo ròi các thiết bị trong lò chợ như các vì chống lò, máy móc, cáp, tời, 2.2.2. Sự hình thành nước thải trong quá trình khai thác Antimon. Trong quá trình khai thác, nước thải mỏ Antimon được hình thành từ 3 nguồn chính: nước bơm từ các cửa lò của mỏ hầm lò, từ các moong của mỏ lộ thiên, nước thải từ các nhà máy sàng tuyển các bãi thải, kho Antimon được thải ra các sông suối. Trong 3 loại nước thải nêu trên, nước thải hầm lò có số lượng lớn và nồng độ các chất ô nhiễm trong đó cao hơn nhiều so với các loại nước thải khác.
  16. 12 a. Nước thải than 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 Antimon ra. Nước ngầm, nước chứa trong các lớp đất đá chảy ra 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, loại nước thải này được gọi là nước thải mỏ hầm lò. b. Nước thải từ khai trường lộ thiên. Khai thác than lộ thiên, ngươi ta phải bóc lớp đất đá phía bên trên để lấy các vỉa Antimon nằm bên dưới, quá trình khai thác như vậy tạo ra các moong. Nước mưa chảy tràn bề mặt kéo theo bùn đất, bùn Antimon, các chất hòa tan xuống moong. Một số khu vực nước còn có nước ngầm xâm 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 lộ thiên. c. Nước thải từ các nhà máy sàng tuyển. Qúa trình rửa than hoặc tuyển Antimon người ta thường dùng nước. Sau quá trình tuyển nước được qua các bể cô đặc để thu hồi nước và tách bùn, 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. 2.2.3. Tính chất chung của nước thải hầm lò. Quá trình lưu nước trong các đường lò, quá trình nước di chuyển đã kéo theo các hợp chất trên bề mặt tiếp xúc trong lò, kết hợp với các điều kiện vật lý, hóa học, sinh học đã hình thành ra dạng nước thải mỏ Antimon. Nước thải mỏ Antimon có thể mang tính axít hoặc trung tính, đa phần nước có chứa Fe, Mn và TSS khá cao. Nhiều tài liệu nghiên cứu giải thích nguyên nhân chính 2- gây ra nước thải có tính axít cao, hàm lượng Fe, Mn, SO4 trong nước thải mỏ cao như sau: Trong quá trình khai thácAntimon, 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 theo các phản ứng sau: FeS2 + 7/2 O2 + H2O = FeSO4 + H2SO4 (1)
  17. 13 T.ferroxidans 2FeSO4 + 1/2 O2 + H2SO4 Fe2(SO4)3 + H2O (2) T.ferroxidans 0 FeS2 + Fe2(SO4)3 3FeSO4 + S (3) 0 T.thioxidan S + H2O + 3/2 O2 H2SO4 (4) Fe2(SO4)3 + 2H2O = Fe(OH)SO4 + H2SO4 (5) Đây cũng là nguyên nhân làm cho hàm lượng các kim loại (Fe, Mn) và 2- các ion SO4 tăng cao trong nước thải mỏ. Như vậy trong quá trình khai thác, các đường lò tiếp xúc nhiều với Atimon như lò xuyên vỉa, lò đi trong Antimon 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 Antimon thì nước thải ở đây là trung tính, nhưng chứa nhiều Fe, Mn do tiếp xúc với đất, đá. Như vậy, nước thải mỏ Antimon có thể mang tính axít hoặc trung tính, 2- nhưng đa phần nước có chứa Fe, Mn, sunphat (SO4 ) và TSS khá cao Đối với nước thải tại mỏ Antimon khu vực Quảng Ninh, nước thải mỏ Antimon có tính axit, hàm lượng nước thải cao tuỳ thuộc vào đặc điểm nguồn nước và thời điểm xả thải nước ra môi trường. Bảng 2.1. Đặc điểm nước thải hầm lò mỏ Antimon và tác động đến môi trường Thông số Giá trị, mg/L Tác động môi trường pH 2-7 Hòa tan kim loại Gây đục và màu nước, tăng pH Sắt (Fe) 100 – 3000 làm oxy hóa và kết tủa sắt. Mangan (Mn) 2-30 Làm giảm chất lượng nước Thay đổi thành phần động thực Kim loại nặng 1 - 200 vật và làm giảm chất lượng nước
  18. 14 Thành phần và tính chất nước thải hầm lò một số mỏ antimon của TKV năm 2009 được nêu trong Bảng 2.1. 2.3. Tác hại của nước thải trong quá trình khai thác than đối với con người. Nước chứa sắt và mangan hàm lượng thấp không ảnh hường đến sức khỏe con người. Những nguồn nước này khi tiếp xúc với oxi không khí trở nên đục và tạo cảm quan không tốt đối với người sử dụng, do sự oxi hóa Fe2+ và Mn2+ thành Fe3+ và Mn4+, tồn tại dưới dạng ôxít có kích thước rất nhỏ lơ lửng trong nước. Sắt không gây độc hại cho cơ thể. Khi hàm lượng sắt (II) cao sẽ làm cho nước có vị tanh, và nếu tiếp xúc với không khí thì nhanh chóng chuyển sang màu vàng của sắt (III), làm tăng độ đục và độ màu tăng nên khó sử dụng. Nước có hàm lượng mangan cao sẽ gây ra hiện tượng nhiễm độc. Khi bị nhiễm độc Mn, nạn nhân thường có những biểu hiện như rối loạn tâm lý, rối loạn thần kinh dẫn đến căn bệnh Parkinson (run tay chân). Run nhẹ có thể làm việc được nhưng năng suất lao động giảm. Run nặng không làm việc được sẽ ảnh hưởng tới cuộc sống. Khi mổ tử thi những nạn nhân bị nhiễm độc Mn cho thấy thần kinh trung ương bị tổn thương. Liều tối thiểu gây ngộ độc Mn đối với người rất khó xác định, song những người thường xuyên tiếp xúc với không khí chứa khoảng 2-5 mg/m3 nhận thấy có những tác động bất lợi. Các kim loại nặng khác như chì (Pb), cácđimi (Cd), thủy ngân (Hg), Asen (As) gây ngộ độc trực tiếp đến hệ thần kinh trung ương, gây lở loét, ung thư 2.4. Tình hình nghiên cứu xử lý nước thải hầm lò và một số công nghệ tiên tiến ở Việt Nam và trên Thế Giới. a. Thực trạng nước thải hầm lò và xử lý nước thải hầm lò trên Thế giới. Hiện nay sau thủy điện và dầu khí than đá là nguông năng lượng sơ cấp chue lực của nhiều quốc gia để đảm bảo an ninh năng lượng và cung cấp nguyên liệu cho nhiều ngành kinh tế. Trong sự phát triên của nền công nghiệp khai thác than, có nhiều vấn đề liên quan tới nước mỏ như bục nước, ngập
  19. 15 mỏ, nước thải axit ăn mòn, nước thải ô nhiễm Công tác nghiên cứu nước mỏ và cách xử lý nước thải được tiến hành ở nhiều nơi trên thế giới. Có hai hướng nghiên cứu chính về nước thải mỏ trên thế giới: Một là nghiên cứu điều kiện hình thành, thành phần hóa học, ảnh hưởng của nước thải mỏ để tìm giải pháp giảm thiểu lượng nước thải ngay từ đầu nguồn( giảm lượng nước thải, giảm mức ô nhiễm), nghiên cứu theo hướng này giảm thiểu được tác động ăn mòn của nước mỏ axit mỏ. Hai là, theo dõi lưu lượng và thành phần hóa học của nước thải ở cuối nguồn để tìm biện pháp xử ly trước khi thải ra môi trường Nghiên cứu theo hướng 1 là chủ động hơn vì vừa nâng cao hiệu suất khai thác mỏ ( giảm tác động ăn mòn ) vừa giảm chi phí xử lý nước thải cuối nguồn. * Nghiên cứu nước mỏ tại Hoa Kỳ. Các nhà khoa học thuộc cơ quan bảo vệ môi trường Mỹ đã nghiên cứu về nước thải mỏ, đặc biệt là nước thải có tính axit tới 2004 cho rằng: Nước thải từ các mỏ than đang hoạt động chảy thoát ra các dòng mặt. Họ đưa ra cách giải thích như sau về sự hình thành nước thải mỏ: Tại các mỏ khai thác than, hoạt động khai đào bề mặt và đào sâu của các mỏ làm tăng lượng oxy của không khí tiếp xúc với vỉa than. Nước thải mỏ có tính axit được hình thành khi nước dưới đất chảy vào và tiếp xúc với các lượng than còn lại sau khi khai thác và đất đá vách trụ vỉa than giàu hợp chất sunfua. Các hợp chất sunfua trong các vùng than thông thường pyrite(FeS2) đi cùng với các khoáng vật khác. Các khoáng vật sunfua này khi ngậm nước đã bị oxy hóa tạo ra nước thải có tính axit cao. * Nghiên cứu nước mỏ tại Australis. Hầu hết các mỏ than nằm trong vùng hứng nước và lưu vực cung cấp nước cho các con sông của của New South Wales. Ba tháng một lần họ lấy mẫu nước tại các điểm quan trắc, đo độ pH, độ dẫn điện, tổng các chất rắn
  20. 16 hòa tan, BOD, coliform và thành phần bari trong nước thải. Từ đó, họ cho rằng nước thải mỏ cung cấp từ các nguồn sau : + Nước thải bơm ra từ ba lỗ khoan hạ thấp mực nước. + Nước mặt và nước mưa vào mùa mưa bão chảy tràn trên bề mặt mỏ. + Nước mặt và nước mưa chảy tràn qua moong than và qua băng tải than. + Nước thải mỏ hình thành do áp lực nước ngầm. Ngoài ra vấn đề khai thác, phương thức khai thác, địa hình cấu trúc địa chất thì để hình thành nên nước thải mỏ có tính axit thì phải có sự oxy hóa khoáng vật có chứa sunfua trong vỉa than. Yếu tố dẫ đến sự oxy hóa sunfua trong than bao gồm : - Hàm lượng, sự phân bố, tính chất, hình thức tồn tại của các sunfua kim loại trong vỉa than. - Tốc độ cung cấp oxy từ khí quyển cho các điểm chứa sunfua kim loại theo phương thức đối lưu hoặc khuếch tán - Nhiệt độ tại điểm phản ứng. - Khối lượng nước và vi khuẩn tại điểm phản ứng. Sau đây là một số nguồn hình thành nước thải mỏ: Các bãi thải: Các bãi thải ở ngoài mỏ than lộ thiên thường được đổ thải trên địa hình cao, nơi mà chúng không ngập nước và chỉ chứa chừng 5-10% nước. Với các bãi thải trong( được đổ trở lại moong khai thác ) một phần đá thải ngập trong nước dưới đất. Trong cả hai trường hợp bất kỳ vùng đá thải nào chưa bão hòa nước của bãi đá thải có chứa sunfua sắt đều có khả năng sinh ra nước thải mỏ có tính axit. Các đống than: Tính chất của các đống than( than đổ chất thành đống ngoài trời tại các sân công nghiệp, nhà máy tuyển, kho than ) nhìn chung tương tự như bãi thải nhưng hàm lượng sunfua ở trong các đống than đương nhiên cao hơn. Các dống than thường tồn tại thời gian ngắn rồi mang đi chế biến nhưng đối với những đống đá than xít có thể tồn tại trong mỏ trong nhiều năm là nguồn tiềm tàng tạo ra nước thải axit.
  21. 17 Kho bãi, bể chứa bùn quặng Antimon: Các loại bùn anttimon sinh ra khi tuyến anttimon thường được đổ ra một hệ thống kho bãi chứa dưới dạng bùn nhão. Các bể chứa bùn anttimon có sunfua có thể là nguồn sinh ra nước thải mỏ có tính axit do chúng có kích thước hạt mịn. Như vậy, vấn đề nước thải mỏ và việc nghiên cứu chúng trên thế giới chỉ diễn ra ở điều kiện hình thành nước thải mỏ như thế nào? Và cách giải thích chúng là do chủ yếu từ sự oxy hóa các khoáng vật có chứa pirit, từ các moong, hầm lò, đất đá thải và các yếu tố liên quan như địa hình nhằm phục vụ cho công tác bảo vệ môi trường khu vực mỏ, đảm bảo phát triển bền vững. Ngoài nghiên cứu nước thải mỏ có tính axit, ngươi ta còn nghiên cứu các thành phần khác như BOD, COD, TSS, coliform Về những ảnh hưởng của nước thải mỏ đối với hoạt động khai thác( trong đó có nước thải mang tính axit ) thì chưa được nghiên cứu cụ thể. Chính vì vậynghiên cứu điều kiện hình thành và ảnh hưởng của nước thải mỏ đối với khai thác than là một vấn đề mới mẻ cần được nghiên cứu hiện nay. Tuy nhiên, trên thế giới họ đã đưa ra các công nghệ xử lý nước thải mỏ nhằm giảm thiểu ảnh hưởng của nó tới môi trường và một phần đảm bảo quá * Nghiên cứu và xử lý nước thải mỏ anttimon rước khi xả thải ra môi trường Các chuyên gia về mỏ đã nghiên cứu và thường áp dụng các phương pháp xử lý nước thải mỏ sau đây: Công nghệ hóa học. Các nhà nghiên cứu đã đửaa nhận định sau: Phương pháp hóa học xử lý nước thải mỏ gồm 5 bước chính: + Điều hòa, kiểm soát lưu lượng và đặc tính của nguồn thải. + Trung hòa bằng các hóa chất. + Oxy 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.
  22. 18 Tùy theo tính chất và lưu lượng của nước thải mỏ mà người ta áp dụng các hệ thống khác nhau cũng như các hóa chất, chất trợ lắng khác nhau. Hiện nay, trên thế giới việc nghiên nước thải mỏ, tác hại của nó gây ra và xử lý chúng, người ta áp dụng rộng rãi phương pháp hóa học. Phương pháp này phân thành hai dạng: Sục khí và sử dụng các hóa chất để trung hòa nước thải có tính axit và kết tủa Fe,Mn. Các hệ thống xử lý hóa chất điển hình. Đặc tính chung của nước thải mỏ Antimon là có tính axit cao, đi cùng là hàm lượng ion Fe, Mn ở dạng hòa tan cao. Trên thế giới , các công ty khai thác mỏ thường nghiên cứu và chủ động dùng các hóa chất để xử lý nước thải mỏ. Các óa chất có tính kiềm được sử dụng để trung hòa và chuyển hóa các kim loại dạng hòa tan trong nước thải mỏ có tính xit. Wildeman (1994) đã nghiên cứu về nước thải mỏ và đưa ra sơ đồ công nghệ cho việc xử lý nước thải mỏ có tính axit kiềm và oxy hóa Fe.
  23. 19 Hình 2.1. Quy trình xử lý nước thải mỏ có tính axit bằng kiềm và oxy hóa Fe của Wildemam. Dưới đây là một số hệ thộng xử lý nước thải mỏ anttimon dùng các loại hóa chất khác như: + Hệ thống dùng sữa vôi: Sữa vôi được khuấy trộn và nạp bằng hệ thống Aqua Fix Systems dạng Silo. Nghiên cứu và xử lý bằng sinh học. Các chất ô nhiễm trong nước thải mỏ có thể được xử lý bằng việc sử dụng các phản ứng sinh học. Giảm sunfat bằng sinh học đã được xem như là
  24. 20 một phương pháp để trunh hòa nước thải có tính axit. Đồng thời, kết tủa kim loại ở dạng sunfit. Trên thế giới, công nghệ xử lý nước thải mỏ bằng sinh học đang ở giai đoạn thử nghiệm. Nghiên cứu nước thải sử dụng đầm lầy nhân tạo. Đầm lầy tự nhiên có thể hấp thu Fe và các ion kim loại khác ở trong nước, làm giàu limonit( hợp chất của hydroxit sắt III ) được dẫn chứng bằng việc tìm thấy ở các bãi lầy có chứa quặng sắt ở dạng khoáng limonit hoặc các bãi lầy chứa quặng mangan. Sử dụng đầm lầy nhân tạo để xử lý nước thải mỏ và giảm thiểu tác hại của nó được thể hiện qua nhiều công trình nghiên cứu về sự tương tác của đầm lầy tự nhiên với nước thải mỏ. Chất lượng nước sau khi đi ra khỏi đầm lầy đã được theo dõi cho thấy đã cải thiện một cách đáng kể với Fe2+, Mn2+, Ca2+, Mg2+ và tăng pH từ 2,5-3,5 tới 4-6. Ngày nay, nhiều mỏ than ở Mỹ và Anh đã nghiên cứu và sử dụng đầm lầy nhân tạo để xử lý nước thải mỏ có hiệu quả. b. Thực trạng nước thải hầm lò và xử lý nước thải hầm lò tại Việt Nam (tỉnh Quảng Ninh). Công nghiệp khai thác quặng antimon và khoáng sản là một trong những ngành công nghiệp đóng vai trò quan trọng trong sự nghiệp công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước.Trong quá trình khai thác, nước thải mỏ anttimon 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 antimon, được thải ra các sông suối. Nước thải hầm lò mỏ anttimon có số lượng lớn và nồng độ các chất ô nhiễm trong đó cao hơn nhiều so với các loại nước thải khác. Khi khai thác quặng antimon hầm lò, nước ngầm 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 được bơm ra ngoài. Nước thải di chuyển đã kéo theo các chất bẩn trong lò, và do các điều kiện vật lý, hóa học, sinh học khác hình thành nên dạng nước thải mỏ anttimon hầm lò có
  25. 21 tính axít, chứa hàm lượng chất rắn lơ lửng (SS), Fe, Mn và các chất ô nhiễm khác khá cao. Ngoài ra, trong nước thải HLMT còn có các kim loại nặng độc hại như Cd, Pb, Hg, As nhưng hàm lượng không lớn. Vào mùa khô nước thải mỏ thường trong, hàm lượng chất lơ lửng thấp, nhưng mùa mưa mặc dù lượng nước thải lớn nhưng nó chứa nhiều bùn đất và than từ nước mưa xâm nhập vào. Các kết quả quan trắc nước thải hầm lò mỏ anttimon của khu vực Quảng Ninh cho thấy: pH trong nước thải hầm lò mỏ antimon thấp, về mùa khô phần lớn nằm ở mức pH=3,5÷5,5 và mùa mưa pH=4÷6,5; hàm lượng Fe cao dao động từ 2mg/l÷15mg/l (về mùa khô) và từ 0,5 đến 5,5 mg/l (về mùa mưa); hàm lượng Mn dao động từ 1,5mg/l÷10mg/l (về mùa khô) và 0,5mg/l ÷ 7,5 mg/l (về mùa mưa); hàm lượng cặn lơ lửng (TSS) dao động từ 50 mg/l ÷300mg/l (về mùa khô) và 150 mg/l ÷500mg/l (về mùa mưa). Các giá trị này vượt QCVN 40:2011/ BTNMT đối với nước nguồn loại B nhiều lần. Các hoạt động sản xuất than có ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng các nguồn nước mặt như sông, suối, ao, hồ. Theo TKV, 2010, tổng lượng nước thải ngành than khu vực Quảng Ninh là 236.850 m3/ngày tương đương 86,45 triệu m3/năm. Riêng nước thải mỏ là 220.414 m3/ngày, tương đương 80,45 triệu m3/năm. Nước thải ảnh hưởng tiêu cực tới nguồn nước mặt do hiện tượng bồi lắng lòng sông, suối làm thay đổi dòng chảy, hạn chế khả năng thoát nước, gây ngập lụt các vùng phụ cận, làm giảm dung lượng các hồ chứa nước do bồi lắng, ảnh hưởng tiêu cực đến khả năng cung cấp nước cho sinh hoạt và sản xuất. Khai thác Antimon là một trong những ngành sử dụng nhiều công nhân. Số lượng lao động tại ngành Antimon khu vực Quảng Ninh hiện nay hơn 100.000 người, trung bình khoảng 700 – 1.000 công nhân lao động trực tiếp tại một mỏ khai thác hầm lò. Trong quá trình khai thác Antimon một lượng lớn nước được sử dụng cho các mục đích sinh hoạt và sản xuất. Nước sinh hoạt cho công nhân khai thác thai chủ yếu là để tắm giặt. Kết quả nghiên cứu của đề tài “Nghiên cứu công nghệ màng lọc để xử lý nước thải hầm lò mỏ Antimon cho mục đích cấp nước sinh hoạt” (mã số: B2013-03-08) cho thấy,
  26. 22 nhu cầu cấp nước cho sinh hoạt là 135 lít/người/ngày lao động (trong đó: nước ăn uống là 25 L/người/ngày, nước tắm rửa là 60 L/người/ngày và nước giặt quần áo là 50 L/người/ngày). Quá trình hoạt động khai thác, sàng tuyển chế biến Antimon, một lượng bụi thải ra rất lớn và phát tán rộng ra môi trường xung quanh. Trong hầm lò, để hạn chế sự phát tán bụi Antimon, biện pháp phổ biến là dùng nước dập dưới dạng phun sương, tạo điều kiện vệ sinh môi trường cho công nhân mỏ làm việc. Tuy nhiên yêu cầu chất lượng nước dập bụi tương đối nghiêm ngặt, như hàm lượng SS ≤ 20 mg/L, pH trung tính, hàm lượng Fe, Mn, tương đương mức A của QCVN 40:2011/BTNMT để các béc phun sương không bị tắc và hư hỏng. Là nhu cầu thiết yếu đối với các mỏ Antimon nhưng nước phục vụ sản xuất và sinh hoạt ngày càng khan hiếm do việc khai thác ở mức âm sâu trong khi đó lượng nước mặt tại các hồ chứa ít đi cũng như mực nước ngầm hạ thấp đáng kể do sự thẩm thấu xuống các mỏ hầm lò. Việc cung cấp nước sinh hoạt lên cáckhu vực tập kết công nhân khai thác than ở rãi rác trên núi caocũng rất khó khăn. Do đó việc tái sử dụng nguồn nước thải hầm lò để cấp nước tại chỗ cho sinh hoạt và sản xuất là hợp lý, vừa giảm thiểu các tác động ô nhiễm môi trường nước vừa giải quyết khó khăn cũng như giảm chi phí trong vấn đề cấp nước cho các mỏ Antimon. Hoạt động xử lý nước thải (XLNT) mỏ than cũng chỉ mới được tiến hành khoảng gần 10 năm gần đây. Công nghệ XLNT trước năm 2010 chủ yếu bằng phương cơ học kết hợp với trung hòa bằng vôi nên các công trình hoạt động không hiệu quả. Mặt khác nước thải sau xử lý của các hệ thống đã xây dựng chưa được thu hồi để sử dụng trong mục đích sinh hoạt cũng như sản xuất trong tình hình thiếu nước hiện nay của các hầm lò mỏ Antimon.Hiện nay, phần lớn các trạm XLNT mỏ than của tập đoàn TKV đều do Tập đoàn làm chủ đầu tư thuê thiết kế và lắp đặt theo hình thức EPC với công nghệ xử lý theo nguyên tắc keo tụ – lắng và lọc cát được nêu trên Hình 2.2.
  27. 23 . Do đó việc tái sử dụng nguồn nước thải hầm lò để cấp nước tại chỗ cho sinh hoạt và sản xuất là hợp lý, vừa giảm thiểu các tác động ô nhiễm môi trường nước vừa giải quyết khó khăn cũng như giảm chi phí trong vấn đề cấp nước cho các mỏ Antimon. Hoạt động xử lý nước thải (XLNT) mỏ than cũng chỉ mới được tiến hành khoảng gần 10 năm gần đây. Công nghệ XLNT HL trước năm 2010 chủ yếu bằng phương cơ học kết hợp với trung hòa bằng vôi nên các công trình hoạt động không hiệu quả. Mặt khác nước thải sau xử lý của các hệ thống đã xây dựng chưa được thu hồi để sử dụng trong mục đích sinh hoạt cũng như sản xuất trong tình hình thiếu nước hiện nay của các hầm lò mỏ Antimon. Hiện nay, phần lớn các trạm XLNT mỏ Antimon của tập đoàn TKV đều do Tập đoàn làm chủ đầu tư thuê thiết kế và lắp đặt theo hình thức EPC với công nghệ xử lý theo nguyên tắc keo tụ – lắng và lọc cát được nêu trên Hình 2.2. Hình 2.2. Sơ đồ nguyên tắc chung XLNT Antimon do công ty môi trường TKV quản lý. Theo các kết quả quan trắc của Sở Tài nguyên và Môi trường Quảng Ninh và của TKV, nước thải Antimon sau xử lý chỉ đáp ứng được yêu cầu xả ra
  28. 24 nguồn nước mặt loại B theo QCVN 40:2011/BTNMT. Tuy đạt tiêu chuẩn nhưng nhiều thời điểm hàm lượng SS trong nước thải vượt trên 50 mg/l, hàm lượng Fe và Mn phần lớn nằm ở ngưỡng nồng độ giới hạn cho phép để xả ra sông suối. Như vậy, nước thải sau xử lý tại các hầm lò hiện nay ở khu vực Quảng Ninh vẫn không thể sử dụng được cho các nhu cầu sinh hoạt của công nhân cũng như dập bụi phun sương trong các hầm lò. Theo kinh nghiệm của các nước, các quá trình màng lọc XLNTHL với chất lượng nước đầu ra cao, sử dụng được cho ăn uống và sinh hoạt. Hiệu quả xử lý của phương pháp lọc màng MF và UF đạt tới 99% theo các thông số 2+ 2+ 2 Ca , Mg và SO4 . Tuy nhiên để hạn chế tắc nghẽn màng, nước thải phải được làm trong đến một mức độ nhất định. Như vậy, để tái sử dụng nước thải hầm lò cho mục đích sinh hoạt, cần thiết phải hoàn thiện công nghệ xử lý bậc 1 theo quá trình keo tụ – lắng – lọc và sau đó tiếp tục xử lý nâng cao.
  29. 25 Phần 3 . ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. 3.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu. 3.1.1. Đối tượng nghiên cứu. “Nước thải trong quá trình sản xuất”. 3.1.2. Phạm vi nghiên cứu. - Phạm vi về không gian nghiên cứu: Đề tài nghiên cứu trong giới hạn khu xử lý nước thải hầm lò của mỏ Antimon, Hải Hà - Quảng Ninh. - Phạm vi về thời gian: khoảng thời gian 5 tháng từ tháng 7 đến tháng 11 năm 2017. - Phạm vi nội dung: Đề tài nghiên cứu các chỉ tiêu đánh giá chất lượng môi trường nước thải hầm lò mỏ than sau khi qua hệ thống xử lý. 3.2. Nội dung nghiên cứu. - Sơ lược về mỏ Antimon, Hải Hà - Quảng Ninh. - Hiện trạng công nghệ của hệ thống xử lý nước thải hầm lò tại mỏ Antimon, Hải Hà - Quảng Ninh. - Đánh giá hiệu quả của trạm xử lý nước thải hầm lò tại mỏ Antimon, Hải Hà - Quảng Ninh. - Đề xuất giải pháp tăng cường hiệu quả xử lý nước thải hầm lò tại mỏ Antimon, Hải Hà - Quảng Ninh. 3.3. Phương pháp nghiên cứu. 3.3.1. Phương pháp thống kê. Tiến hành thu thập, xử lý số liệu về môi trường, khí tượng thuỷ văn, các hệ sinh thái, đặc điểm điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội vùng mỏ thuộc xã Quảng Thành, Huyện Hải Hà, tỉnh Quảng Ninh Tham khảo nguồn tài liệu từ Doanh nghiệp tư nhân – xí nghiệpThống Nhất Tham khảo tài liệu từ Sở Tài nguyên môi trường Tỉnh Quảng Ninh
  30. 26 3.3.2. Phương pháp lấy mẫu phân tích ( Theo QCVN 40-2011/BTNMT ). - TCVN 6663-1:2011 ( ISO 5667-1:2006 ) - Chất lượng nước - Phần 1: Hướng dẫn lập chương trình lấy mẫu và kỹ thật lấy mẫu; - TCVN 6663-3:2008 ( ISO 5667-3:2003 ) - Chất lượng nước - Lấy mẫu. Hướng dẫn bảo quản và xử lý mẫu; - TCVN 5999:1995 ( ISO 5667-10:1992 ) - Chất lượng nước - Lấy mẫu. Hướng dẫn lấy mẫu nước thải; 3.3.3. Phương pháp phân tích lấy mẫu ( Theo QCVN 40-2011/BTNMT ) - TCVN 6492:2011 (ISO 10523:2008) Chất lượng nước - Xác định pH; - TCVN 6491:1999 (ISO 6060:1989) Chất lượng nước - Xác định nhu cầu oxy hóa học (COD); - TCVN 6002:1995 Chất lượng nước - Xác định mangan - Phương pháp quan trắc dùng formaldoxim; - TCVN 6177:1996 Chất lượng nước- Xác định sắt bằng phương pháp trắc phổ dùng thuốc thử 1,10-phenantrolin; - TCVN 6494:2011 (ISO 10304:2007) Chất lượng nước - Xác định các anion hòa tan bằng phương pháp sắc kí lỏng ion - Phần 1: Xác định bromua, clorua, nitrat, phosphat và sunfat hòa tan; - TCVN 7875:2008 Nước - Xác định dầu và mỡ - Phương pháp chiếu hồng ngoại; - TCVN 6185:2008 - Chất lượng nước - Kiểm tra và xác định màu sắc; 3.3.4. Phương pháp khảo sát thực địa. Xem xét địa hình, tham khảo mẫu đo đạc, phân tích chất lượng môi trường nước khu vực có hoạt động khoáng sản làm cơ sở đánh giá hiện trạng môi trường và tác động tới các nguồn nước. 3.3.5. Phương pháp so sánh. Dùng để đánh giá mức độ ảnh hưởng của hoạt động khoáng sản đến môi trường trên cơ sở các tiêu chuẩn môi trường Việt Nam hiện hành và những
  31. 27 tổng kết đánh giá từ thực tiễn của hoạt động khoáng sản, đề xuất các biện pháp giảm thiểu tác động môi trường. 3.3.6. Phương pháp thực nghiệm, phân tích. Tiến hành thu thập, lấy mẫu nước phân tích nồng độ sắt và mangan trong nước thải bằng phương pháp hóa học trong phòng thí nghiệm. 3.3.7. Phương pháp tổng hợp, xử lý số liệu. Sử dụng phầm mềm Word và Excel để xử lý thông tin số liệu và được thể hiện dưới các dạng bảng, biểu, sơ đồ, biểu đồ tổng hợp tài liệu, thu thập và 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 ). Sau đó phân tích, tổng hợp, đánh giá và so sánh từng vấn đề riêng biệt phục vụ cho nội dung đề tài.
  32. 28 Phần 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN. 4.1.Sơ lược về mỏ Antimon, Hải Hà - Quảng Ninh. 4.1.1. Giới thiệu hoạt động của Công ty. Tên cơ sở : Doanh nghiệp tư nhân – xí nghiệpThống Nhất. Địa chỉ : Thôn Quảng Hợp, xã Quảng Thành, Huyện Hải Hà, tỉnh Quảng Ninh. Điện thoại: 0904 618 191. Mã số thuế: 5700401951 Địa điểm hoạt động: - Quy mô sản xuất: Khu vực khai thác quặng antimon và nhà ở tập thể công nhân nằm trên địa bàn xã Quảng Nghĩa, thành phố Móng Cái, tỉnh Quảng Ninh. Khu vực chế biến quặng antimon nằm trên địa bàn xã Quảng Đức, Quảng Thành huyện Hải Hà, tỉnh Quảng Ninh. Tổng diện tích khai thác là 15 ha. Khu vực khai thác quặng antimon nằm xa khu dân cư, xa các công trình công cộng. Địa điểm hoạt động. Khu vực chế biến quặng antimon nằm trên địa bàn xã Quảng Đức, Quảng Thành huyện Hải Hà, tỉnh Quảng Ninh. Tổng diện tích khai thác là 15 ha. Khu vực khai thác quặng antimon nằm xa khu dân cư, xa các công trình công cộng. Tính chất và quy mô hoạt động. Thân quặng của khu vực khai thác có dạng chuỗi mạch không liên tục, thay đổi phức tạp từ 1,4 – 0,13 m. Hàm lượng quặng nghèo cả trên mặt cũng như dưới sâu, trung bình 036% Sb. Mức độ xâm tán antimon nghèo, không đều, nhiều đoạn hầu như chỉ là mạch thạch anh với ít khoáng hóa pyrit. Trữ lượng quặng thô ước tính cả 3 khu mỏ khoảng 13.014 tấn.
  33. 29 Bảng 4.1.Công suất khai thác nhỏ, quy mô sản xuất các loại sản phẩm hàng năm. STT Danh mục Số lượng (tấn) 1 Quặng Sb ≤ 25% 2.200 2 Bột oxit antimon ≥ 98 % 1.600 3 Kim loại antimon ≥ 99 % 400
  34. 30 4.1.2.Công nghệ và quy trình sản xuất. Công nghệ sản xuất: a. Công nghệ khai thác quặng antimon: * Khai thác lộ thiên: Các khâu chính: San gạt lớp phủ bốc đất đá vây quanh phần trụ, vách. Khai thác quặng sử dụng công nghệ khai thác bán cơ giới kết hợp thủ công. Mở vỉa bằng hào dọc theo thân quặng, khai thác theo một bờ công tác khấu lớp ngang. Phá vỡ đất đá bằng khoan nổ mìn. * Khai thác hầm lò: Mở vỉa và chuẩn bị bằng lò được đào theo thân quặng, theo từng tầng, sau đó đào các lò cắt nối thông từ các mức của tầng và chia thành các bloc. Hệ thống khai thác áp dụng phá nổ phân tầng, trình tự khai thác từ trong ra ngoài, từ trên xuống dưới. Công nghệ đào lò dụng khoan nổ mìn, sử dụng vỉ chống sắt hình thang. Vận tải thủ công tại các lò phân tầng, đưa vào các thượng cắt, rót xuống xe cải tiến ở dọc lò, đưa ra mặt cửa lò. b. Công nghệ chế biến quặng antimon: Để sản xuất bột quặng antimon đạt tiêu chuẩn kỹ thuật, Xí nghie ̣p sử dụng công nghệ nhiệt - khử. Bản chất của công ngệ là quá trình khử các oxit hay muối của kim loại ở nhiệt độ cao, với tác nhân khử được sử dụng chủ yếu la cacbon hoặc CO, sản xuất ra lượng kim loại lớn nhất so với tất cả các công nghệ khác. Phương pháp gồm các công đoạn như sau: - Công đoạn chuẩn bị nhiên liệu gồm các bước gia công nghiền, tuyển làm giàu quặng để thu được nguyên liệu có các thông số thích hợp với các bước sau. - Công đoạn khử các hợp chất của kim loại về kim loại nguyên tốt (Hoàn nguyên kim loại).
  35. 31 - Công đoạn tinh chế và chế hóa để thu được kim loại tinh khiết đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật. * Công nghệ sản xuất bột nghiền quặng Sb đến hàm lượng ≤ 5% Sơ đồ dây chuyền Công nghệ sản xuất bột Sb ≤ 5%. Quặng Sàng dóc nước Nước - Chất thải rắn: đất Máy kẹp hàm đá - Nước thải chứa cặn, sét, sắt, thiếc, Máy nghiền thô cacdimi, nhôm, chì TQ4R3216A Phân cấp 0,125mm Phân cấp cỡ hạt Máy nghiền mịn Sb ≤ 5% Hạt thô Hình 4.1.Sơ đồ dây chuyền công nghệ sản xuất bột Sb.
  36. 32 * Công nghệ tuyển chế biến quặng đến hàm lượng Sb≤ 25%. Antimon 3 -5% Máy tuyển từ Chất thải rắn: sản Sả n phẩm có từ phẩm không từ Bàn đãi Chất thải rắn: thạch anh, tramalin Phần nặng Chất thải rắn: thạch Thiết bị ma sát anh, tramalin Nước thải: NaSiO , Tuyển nổi 3 H2SO4, cặn, sét, sắt, thiếc, cadimi, nhôm Máy tuyển tĩnh điện p. dẫn điện P. không dẫn điện Chất thải rắn: thạch anh, tramalin Máy tuyển từ Và một số kim loại Hình 4.2 Sơ đồ công nghệ tuyển chế biến quặng đến hàm lượng Sb. Tinh quặng nặng Nước thải axit Tách axit Sb≤ 25%
  37. 33 * Công nghệ chế biến Sb2O3 và hoàn nguyên kim loại Sb. Tinh quặng thu được từ các cung đoạn trên là quặng có hàm lượng Sb cao, được sử dụng để chế biến thành sản phẩm Sb2O3 sau đó dược đem đi hoàn nguyên kim loại Sb theo sơ đồ công nghệ: Than antraxit Sb≥ 25% Nghiền Trộn Nghiền Nước bã giấy Vê viên, đóng Nước thải: cặn, bánh sét, Cd, Al Sấy khô Bụi, khí thải Lò Sb2O3 Tuyển từ Sb Hình 4.3.Sơ đồ công nghệ chế biến Sb2O3 và hoàn nguyên kim loại Sb.
  38. 34 4.2. Đánh giá hiệu quả của trạm xử lý nước thải tại mỏ Atimon Hải Hà,Quảng Ninh. Bảng 4.2. Thông số pH đánh giá chất lượng nước thải qua 5 tháng. Kết quả Tháng QCVN40:2011/BTNMT NT1 NT2 7 4,45 7,14 8 4,46 7,20 9 4,43 7,00 5,5 – 9 10 4,39 7,12 11 4,39 7,15 (Nguồn: Viện kỹ thuật và công nghệ môi trường) Chú thích: + NT1 : Trước xử lý + NT2 : Sau xử lý Qua bảng 4.2 cho thấy nồng độ pH trong nước thải của Công ty cổ phần Antimon Hải Hà, Quảng Ninh sau xử lý đã đạt quy chuẩn cho phép theo QCVN40:2011/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp Cột B_Áp dụng thải vào các nguồn nước không dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt. Nồng độ pH sau xử lý, tháng 7 từ 4,45 (axit) tăng lên 7,14 (trung tính), tháng 8 từ 4,45 (axit) tăng lên 7,20 (trung tính), tháng 9 từ 4,43 (axit) tăng lên 7,00 (trung tính), tháng 10 từ 4,39 (axit) tăng lên 7,12 (trung tính), tháng 11 từ 4,39 (axit) tăng lên 7,15 (trung tính). Bảng 4.3. Thông số Mangan đánh giá chất lượng nước thải qua 5 tháng (đơn vị: mg/l). Kết quả Tháng QCVN40:2011/BTNMT NT1 NT2 7 2,63 0,7 8 2,61 0,69 1 9 2,60 0,65
  39. 35 10 2,59 0,64 11 2,57 0,64 (Nguồn: Viện kỹ thuật và công nghệ môi trường) Chú thích: + NT1 : Trước xử lý + NT2 : Sau xử lý Qua bảng 4.3 cho thấy nồng độ Mn trong nước thải của Công ty cổ phần Atimon Hải Hà,Quảng Ninh sau xử lý đã đạt quy chuẩn cho phép theo QCVN40:2011/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp Cột B_Áp dụng thải vào các nguồn nước không dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt. Nồng độ Mn sau xử lý tháng 7 từ 2,63mg/l giảm xuống 0,7mg/l, tháng 8 từ 2,61mg/l giảm xuống 0,69mg/l, tháng 9 từ 2,60mg/l giảm xuống 0,65mg/l, tháng 10 từ 2,59mg/l giảm xuống 0,64mg/l, tháng 11 từ 2,57mg/l giảm xuống 0,64mg/l. Bảng 4.4. Thông số COD đánh giá chất lượng nước thải qua 5 tháng (đơn vị: mg/l). Kết quả Tháng QCVN40:2011/BTNMT NT1 NT2 7 167 134 8 170 136 9 175 138 150 10 159 130 11 160,8 131 (Nguồn: Viện kỹ thuật và công nghệ môi trường) Chú thích: + NT1 : Trước xử lý + NT2 : Sau xử lý Qua bảng 4.4 cho thấy nồng độ COD trong nước thải của Công ty cổ phần Atimon Hải Hà,Quảng Ninh sau xử lý đã đạt quy chuẩn cho phép theo QCVN40:2011/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp Cột B_Áp dụng thải vào các nguồn nước không dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt. Nồng độ COD sau xử lý của tháng 7 từ 167mg/l giảm
  40. 36 xuống còn 134mg/l, tháng 8 từ 170mg/l giảm xuống còn 136mg/l, tháng 9 từ 175mg/l giảm xuống còn 138mg/l, tháng 10 từ 159mg/l giảm xuống còn 130mg/l, tháng 11 từ 160,8mg/l giảm xuống còn 131mg/l. Bảng 4.5. Thông số Sắt đánh giá chất lượng nước thải qua 5 tháng (đơn vị: mg/l). Kết quả Tháng QCVN40:2011/BTNMT NT1 NT2 7 11.30 3,46 8 11,33 3,44 9 11,10 3,45 5 10 11,11 3,39 11 11,13 3,37 (Nguồn: Viện kỹ thuật và công nghệ môi trường) Chú thích: + NT1 : Trước xử lý + NT2 : Sau xử lý Qua bảng 4.5 cho thấy nồng độ sắt trong nước thải của Công ty cổ phần Atimon Hải Hà, Quảng Ninh sau xử lý đã đạt quy chuẩn cho phép theo QCVN40:2011/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp Cột B_Áp dụng thải vào các nguồn nước không dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt. Nồng độ sắt sau xử lý của tháng 7 từ 11,30mg/l giảm xuống còn 3,46mg/l, tháng 8 từ 11.33mg/l giảm xuống còn 3,44mg/l, tháng 9 từ 11,10mg/l giảm xuống còn 3,45mg/l, tháng 10 từ 11,11mg/l giảm xuống còn 3,39mg/l, tháng 11 từ 11,13mg/l giảm xuống còn 3,37mg/l. Bảng 4.6 Thông số Antimon đánh giá chất lượng nước thải qua 5 tháng (đơn vị: mg/l). Kết quả Tháng QCVN40:2011/BTNMT NT1 NT2
  41. 37 7 24,65 9,31 8 24,67 9,30 9 24,12 9,10 - 10 24,13 9,11 11 24,12 9,15 (Nguồn: Viện kỹ thuật và công nghệ môi trường) Chú thích: + NT1 : Trước xử lý + NT2 : Sau xử lý Qua bảng 4.6 cho thấy nồng độ Antimon trong nước thải của Công ty cổ phần Antimon Hải Hà, Quảng Ninh sau xử lý đã đạt quy chuẩn cho phép theo QCVN40:2011/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp Cột B_Áp dụng thải vào các nguồn nước không dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt. Nồng độ Antimon sau xử lý của tháng 7 từ 24,65mg/l giảm xuống còn 9,31mg/l, tháng 8 từ 24,67mg/l giảm xuống còn 9,30mg/l, tháng 9 từ 24,12mg/l giảm xuống còn 9,10mg/l, tháng 10 từ 24,13mg/l giảm xuống còn 9,11mg/l, tháng 11 từ 24,12mg/l giảm xuống còn 9,15mg/l’ Bảng 4.7. Thông số Độ Đục đánh giá chất lượng nước thải qua 5 tháng (đơn vị: NTU). Kết quả Tháng QCVN40:2011/BTNMT NT1 NT2 7 23,42 9,34 8 23,34 9,23 9 23,34 9,23 - 10 23,34 9,23 11 23,34 9,23 Nguồn: Viện kỹ thuật và công nghệ môi trường) Chú thích: + NT1 : Trước xử lý + NT2 : Sau xử lý
  42. 38 Qua bảng 4.7 cho thấy nồng độ độ đục trong nước thải của Công ty cổ phần Antimon Hải Hà, Quảng Ninh sau xử lý đã đạt quy chuẩn cho phép theo QCVN40:2011/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp Cột B_Áp dụng thải vào các nguồn nước không dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt.Nồng độ độ đục sau xử lý của tháng 7 từ 23,42NTU giảm xuống còn 9,34NTU, tháng 8 từ 23,34NTU giảm xuống còn 9,23NTU, tháng 9 từ 23,34NTU giảm xuống còn 9,23NTU, tháng 10 từ 23,34NTU giảm xuống còn 9,23NTU, tháng 11 từ 23,34NNTU giảm xuống còn 9,23NTU. Từ các bảng phân tích trên cho thấy hiệu quả xử lý nước thải của trạm xử lý nước thải tại mỏ Antimon Hải Hà,Quảng Ninh qua 5 tháng hoạt động tốt xử lý nước thải đạt quy chuẩn cho phép theo QCVN40:2011/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp Cột B_Áp dụng thải vào các nguồn nước không dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt. 4.3. Đề xuất giải pháp tăng cường hiệu quả xử lý nước thải tại mỏ Antimon Hải Hà, Quảng Ninh. Để giảm thiểu ô nhiễm môi trường một cách có hiệu quả có thể sử dụng đan xen nhiều biện pháp quản lý và biện pháp kỹ thuật: Biện pháp quản lý. Để thực hiện giảm thiểu ô nhiễm môi trường bằng biện pháp quản lý có hiệu quả, công ty đề xuất xây dựng hệ thống quản lý môi trường cho mỏ theo hệ thống quản lý môi trường ISO 14001:2005. Hệ thống quản lý môi trường theo tiêu chuẩn ISO 14001:2005 là một hệ thống quản lý giúp mỏ đạt được chính sách môi trường đã đặt ra thông qua việc hoạch định các kế hoạch môi trường cho từng giai đoạn cụ thể. Việc xây dựng và thực hiện các thủ tục, quy trình trong quá trình vận hành của hệ thống, ví dụ như : thủ tục gom xử lý chất thải nguy hại, thu gom xử lý nước thải, thủ tục giám sát đo lường chất lượng môi trường, thủ tục chuẩn bị ứng phó với sự cố sẽ giúp cho đơn vị quản lý chặt chẽ nguồn phát sinh các tác
  43. 39 động, các giải pháp để xử lý triệt để chất ô nhiễm đạt được các chỉ tiêu đã hoạch định ra trong kế hoạch bảo vệ môi trường của từng giai đoạn của dự án. Từ đó chất lượng môi trường được đảm bảo và cải thiện hơn. Đây là một phương pháp quản lý bảo vệ môi trường rất hiệu quả đã được rất nhiều công ty doanh nghiệp trong và ngoài nước áp dụng. Biện pháp kỹ thuật a. Biện pháp giảm thiểu ô nhiễm nước thải sản xuất. - Giảm thiểu chất ô nhiễm trong nước mưa chảy tràn qua mặt bằng mỏ: Theo kết quả đánh giá tác động của dự án tới môi trường nước mặt cho thấy có ảnh hưởng của nước mưa chảy tràn và nước thải của các phân xưởng sản xuất trên mặt bằng mỏ. Lượng nước mưa chảy tràn qua mặt bằng có tác động rất lớn tới chất lượng nước mặt đặc biệt sự gia tăng chất bẩn, cặn vào lòng suối gây bồi lắng lòng suối, hạn chế dòng chảy. Do vậy cần phải có biện pháp nhằm giảm thiểu tác động này của nước mưa chảy tràn qua các mặt bằng sản xuất. Để hạn chế tác động này, công ty đề xuất xây dựng hệ thống rãnh để thu gom nước mưa chảy tràn đồng thời xây dựng các hố ga trên mặt bằng để thu gom nước mưa, nước thải của quá trình sản xuất của các phân xưởng. Toàn bộ lượng nước thải công nghiệp( nước mưa chảy tràn và nước thải từ cac phân xưởng) thu gom trên mặt bằng được đưa vào hệ thống rãnh thoát nước có các vách ngăn để lắng cặn và xử lý sơ bộ trước khi thải ra suối. Kết cấu của các rãnh thoát nước cho mặt bằng như sau: chiều sâu 4m, chiều rộng 3m, chiều cao của các vách ngăn trong rãnh là 3m. Rãnh thoát nước được nạo vét theo định kỳ để thu gom than và giảm thiểu lượng cặn tối đa vào suối. - Nạo vét sông suối đã bị bồi lấp - Xử lí nước thải và nước mặt đạt tiêu chuẩn cho phép trước khi thải vào khu vực
  44. 40 - Áp dụng các biện pháp chống lượng nước thải thẩm thấu vào bãi thải cũng như giảm tối đa lượng nước thải tồn đọng trong bãi thải như : . Công nghệ rải lớp sét phủ toàn bộ moong và bờ lộ thiên. . Công nghệ sử dụng lớp chống thấm và vật liệu HPDE kết hợp rải sét dưới đáy moong và bờ mỏ lộ thiên. . Công nghệ sử dụng lớp chống thấm và vật liệu HPDE kết hợp rải sét dưới đáy moong và 1 phần bờ mỏ lộ thiên và kết hợp bơm thoát nước. b. Đối với nước thải sinh hoạt. - Yêu cầu thu gom triệt để nước thải sinh hoạt phát sinh. - Vận hành nghiêm túc trạm xử lý nước thải sinh hoạt. - Thực hiện quan trắc môi trường định kỳ - Một phần của nước thải sinh hoạt là nước thải từ các nhà vệ sinh nên được xử lý qua bể tự hoại. Nước thải được xử lý qua bể tự hoại sau đó định kì được thuê hút do đó không cần có thêm hệ thống xử lý để giảm thiểu. Bể tự hoại sẽ được xây dựng gồm hai ngăn: ngăn langsws nước thải và ngăn chứa cặn. Bùn cặn trong ngăn lắng cặn cần được hút ên sau 3 năm và đưa xử lý. Nước thải sau bể tự hoại có hàm lượng COD giảm 50%, BOD sau bể tự hoại chỉ còn khoảng 60mg/l. Hình 4.4. Kết cấu bể tự hoại. Một phần khác của nước thải sinh hoạt: nước thải từ nhà ăn,nhà tắm giặt cần được xử lý để giảm thiểu các chất ô nhiễm môi trường. Đối với các loại nước thải này công ty đã đề xuất xây dụng hệ thống xử lý như sau:
  45. 41 Nước sinh hoạt Bể điều hòa Bể yếm khí từ các khu vực trên mặt Song bằng(trừ nước chắn từ các nhà vệ rác sinh) Bể lắng Nước sau xử lý Hình 4.5. Hệ thống xử lý nước sinh hoạt. * Ứng dụng đề xuất cải tạo trạm xử lý nước thải công ty. Một số công việc công ty cổ phần Antimon Hải Hà,Quảng Ninh cần tiến hành để cải tại trạm xử lý nước thải khai thác hầm lò như sau: - Xây dựng thêm bể phản ứng bể khuấy trộn hóa chất, bể sục khí, lắp đặt thiết bị cung cấp khí và hệ thống máy khuấy trộn hóa chất keo tụ. - Lắp đặt bộ thiết bị đo pH tự động. - Tận dụng thiết bị lắng Lamen hiện tại. - Cải tạo hệ thống thiết bị lọc tự động, bổ sung thêm vật liệu lọc hấp phụ, cân bằng pH để làm tăng hiệu suất lọc và lọa bỏ các chất độc hại trong nước thải. - Lắp đặt thêm bể lọc áp khử Mangan. Ngoài ra để đáp ứng nhu cầu xả thải của ngành công nghiệp khai thác khoáng sản,việc đề xuất ra một dây chuyền công nghệ trong xử lý nước thải đem lại hiệu quả cao là điều hết sức cần thiết đối với các đơn vị, doanh nghiệp nhằm bảo vệ môi trường và phát triển bền vững.
  46. 42 Yêu cầu đối với hệ thống xử lý sẽ đề ra: - Quy trình công nghệ đơn giản; - Không tốn nhiều diện tích; - Chi phí vận hành và bảo dưỡng thấp; - Hiệu suất xử lý cao. Đề xuất một số công nghệ xử lý nước thải hầm lò có chứa hỗn hợp sắt và mangan được đề xuất như sau: Do quá trình oxy hóa loại bỏ mangan chỉ thực sự hiệu quả trong điều kiện pH = 8,5- 9,0 mà không cần đến những chất oxy hóa mạnh hay chất xúc tác nên tác giả đề xuất xây dựng trạm xử lý mới theo công nghệ sau:
  47. 43 Hình 4.6. Sơ đồ hệ thống công nghệ xử lý nước thải có chứa hỗn hợp sắt và mangan. Nước thải hầm lò qua song chắn rác để loai bỏ rác thải trước khi được chảy vào bể điều hòa. Bể điều hòa vừa có chức năng điều hòa lưu lượng, ổn định dòng chảy vừa có chức năng lắng cát loại bỏ hạt lơ lửng có kích thước lớn trong nước thải. Nước sau bể điều hòa được bơm lên bể phản ứng, tại bể phản ứng, nước thải được nâng pH lên khoảng 9 bằng cách cung cấp vào 1 lượng sữa vôi hoặc dung dịch xút đặc (NaOH), sử dụng bộ đo pH tự động để đảm bảo ổn định giá trị pH, đồng thời, tại đây ta cũng dùng máy nén khí cấp khí vào nước thải để tạo tác nhân oxy hóa. Nước sau bể phản ứng được đưa qua bể khuấy trộn, tại bể khuấy trộn hóa chất keo PAC và trợ keo tụ PA được bơm vào, dưới tác dụng của bộ máy khuấy hóa chất được hòa tan đều trong nước thải. Nước sau bể khuấy trộn tự chảy về bể lắng. Trước hết cho PAC vào để giảm độ nhớt, tăng khả năng hút giữa các hạt có kích thước nhỏ tạo thành các hạt có kích thước lớn hơn, sau đó cho tiếp PA để tăng khả năng hội tụ của các hạt khi tiếp xúc với nhau tạo thành thể keo tụ lớn, tăng tốc độ lắng đọng.Tại bể lắng, cặn lơ lửng kết thành bông có kích thước lớn, phần lớn lắng đọng xuống đáy bể. Nước thải sau bể lắng loại bỏ được phần lớn hàm lượng các chất ô nhiễm và cặn lơ lửng được tự chảy sang bể trung hòa, tại đây một lượng dung dịch axit loãng được bơm vào hệ thống đưa giá trị pH về trung tính (Đối với nước thải không sử dụng để tuần hoàn phục vụ các mục đích sản xuất khác mà chỉ xả thẳng ra môi trường với yêu cầu chất lượng theo cột B QCVN 40:2011/BTNMT thì có thể bỏ qua giai đoạn này) Nước thải sau bể trung hòa được được đưa qua hệ thống lọc áp lực, hệ thống lọc áp có tác dụng loại bỏ bớt các cặn bẩn, dàu mỡ, hấp phụ các thành phần gây ô nhiễm.
  48. 44 Nước sau hệ thống lọc áp có chứa vật liệu khử mangan như cát MnO2 sẽ lọc triệt để mangan đạt tiêu chuẩn xả thải và được xả thải trực tiếp ra môi trường. Tại đáy bể lắng lắp đặt các ống hút bùn nối với máy bơm bùn. Bơm bùn định kỳ hoạt động hút bùn lên bể chứa bùn, sau đó bùn tại bể chứa bùn được bơm lên máy ép bùn để ép.Nước xả cặn rửa lọc tại bể lọc trọng lực cũng được thu về xử lý tại bể chứa bùn. Nước sau ép bùn được tuần hoàn về bể điều hòa để tham gia lại từ đầu quá trình xử lý. - Ưu điểm của hệ thống: + Tốn ít diện tích xây dựng + Đáp ứng được với lưu lượng dòng thải lớn + Hiệu suất xử lý cao, khả năng xử lý tốt hàm lượng kim loại, đặc biệt là sắt và mangan trong nước thải. + Công suất vận hành lớn. + Nước sau xử lý có thể tuần hoàn hoàn lại phục vụ các mục đích sản xuất khác. + Có thể cải tạo trực tiếp từ những trạm xử lý có sẵn. - Nhược điểm của hệ thống: + Hệ thống có nhiều giai đoạn xử lý phức tạp nên yêu cầu năng lực vận hành cao.
  49. 45 Phần 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ. 5.1. Kết luận. Trong quá trình thực hiện luận văn “Đánh giá hiện trạng ô nhiễm nước thải sản xuất tại mỏ Antimon Hải Hà, Quảng Ninh và Đề xuất công nghệ xử lý” luận văn đã thể hiện được những kết quả chính sau: - Trên cơ sở phân tích đánh giá hiện trạng nước thải sản xuất chưa qua xử lý từ tháng 7 đến tháng 11 tại mỏ Antimon Hải Hà, Quảng Ninh cho thấy các chỉ tiêu ô nhiễm đặc trưng của nước thải sản xuất như là: PH,Mn,COD,Fe,Antimon Độ đục chưa đạt yêu cầu theo quy chuẩn của QCVN 40:2011/BTNMT. - Nước thải sản xuất sau khi được xử lý qua hệ thống xử lý nước thải qua 5 tháng từ tháng 7 đến tháng 11 tại mỏ Antimon Hải Hà, Quảng Ninh, kết quả phân tích cho thấy đảm bảo đạt QCVN 40:2011/BTNMT, cột B, đạt điều kiện trước khi thải ra ngoài môi trường. + pH trung bình của 5 tháng tăng từ 4,42 (axit) đến 7,12 (trung tính), đạt QCVN40:2011/BTNMT. + Hàm lượng Mn trung bình giảm từ 2,60mg/l xuống 0,66mg/l, đạt QCVN40:2011/BTNMT. + Hàm lượng COD trung bình giảm từ 166,36mg/l xuống 133,8mg/l, đạt QCVN40:2011/BTNMT. + Hàm lượng Fe trung bình giảm từ 11,19mg/l xuống 3,42mg/l, đạt QCVN40:2011/BTNMT. + Hàm lượng Antimon trung bình giảm từ 24,34mg/l xuống 9,19mg/l, đạt QCVN40:2011/BTNMT.
  50. 46 + Hàm lượng Độ đục trung bình giảm từ 23,36NTU xuống 9,25NTU,đạt QCVN40:2011/BTNMT. - Đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả quản lý nước thải sản xuất khu vực mỏ Antimon Hải Hà , Quảng Ninh: + Thực hiện các quy định của pháp luật về Bảo vệ môi trường, Tài nguyên nước; + Có quy hoạch xử lý và thoát nước thải, trong đó có giải pháp thu gom, xử lý nước rửa trôi bề mặt; + Kiểm soát các nguồn nước thải gây ô nhiễm: nước thải từ các bãi thải, nước bơm từ moong mỏ, nước từ mặt bằng sân công nghiệp, nước rò rỉ từ các khu chứa hóa chất, nước rửa mặt bằng phân xưởng, thiết bị, nước thải sinh hoạt của công nhân + Tuyên truyền, mở lớp tập huấn cho cán bộ, công nhân viên làm việc tại mỏ về công tác bảo vệ môi trường và an toàn lao động. 5.2. Kiến nghị. + Công ty cổ phần Antimon Hải Hà,Quảng Ninh cần tiến hành quan trắc thường xuyên trạm xử lý nước thải hiện tại để đảm bảo tiêu chuẩn xả thải, góp phần bảo vệ môi trường và phát triển bền vững. + Cần quan trắc nước trước và sau xử lý, thực hiện việc quan trắc theo quy định, giám sát các chỉ tiêu môi trường, từ đó dự đoán được các biến đổi môi trường. + Phải tập huấn, đào tạo công nhân làm quen với hệ thống xử lý, tránh những sai sót do thiếu nhận thức của người lao động trong quá trình sản xuất. + Tuân thủ khai thác theo giấy phép hoạt động khai thác khoảng sản. + Tuân thủ cam kết trong báo cáo Đánh giá tác động môi trường của mỏ. + Các cơ quan chức năng của tỉnh Quảng Ninh cần tăng cường công tác kiểm tra, giám sát hoạt động thực hiện của công tác BVMT của các mỏ thuộc phạm vi quản lý để đảm bảo hoạt động khai thác, sản xuất diễn ra hiệu quả và bền vững.
  51. 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 1.Báo cáo Quan Trắc Môi Trường-DNTN-Thống Nhất 2017. 2.Báo điện tử tỉnh Quảng Ninh (2011), Việc ô nhiễm môi trường do khai thác than trên địa bàn tỉnh Quảng Ninh: Đầu tư không tương xứng với sản lượng. 3.Đào Đình Thuần (2004), Giáo trình phân tích nước, Trường Đại học Mỏ Địa Chất. 4.Đào Hữu Vinh,Từ Vọng Nghi (1976), Các phương pháp phân tích, NXBĐH và THCN. 5.EnaFclopedia of industial chemical analygis fosten peesnell clifpord L.Hilton interscien publishors a diricsion of john wiley and sons inc. 6. thai-mo-ham-lo-va-anh-huong-cua-chung-toi-qua-trinh-san-xuat.htm 7.Hội Khoa học và Công nghệ mỏ (2011). Xử lý nước thải hầm lò. Website: vinamin.vn, ngày 12/3/2011. 8.Luật bảo vệ môi trường năm 2014 số 55/2014/QH13 đã được Quốc hội nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam khóa XIII, kỳ họp thứ 7, thông qua ngày 23/6/2014. 9.Mellors, Jr, olen L.Method of preparating etectrolytic maaganese dioxyde. Penten number 4477320, Dec 21, 1984. 10.Quản lý, khai thác khoáng sản phải gắn với bảo vệ môi trường, Tạp chí khoa học công nghệ và môi trường Hải Dương, (5), trang 1-2. 11.Shao E., Wei J., Yo a. and Levy R. (2009). Application of Ultrafiltration and Reverse Osmosis for Mine Waster Reuse, Proceedings, Water in Mining Conference, Perth, IWA. 12.Tập đoàn công nghiệp than và khoáng sản Việt Nam - TKV (2010). Báo cáo Đánh giá môi trường chiến lược (ĐMC) Quy hoạch phát triển ngành than đến năm 2020, có xét đến năm 2030.
  52. 48 13.Trần Đức Hạ, Trần Hoàng Anh, Trần Hoài Sơn (2014). Nghiên cứu xử lý triệt để nước thải hầm lò mỏ than Mạo Khê bằng màng siêu lọc (UF) để cấp nước sinh hoạt. Tạp chí Khoa học công nghệ Xây dựng (ĐHXD) số 20, tháng 9/2014. 14.Viện kĩ thuật và công nghệ môi trường (2017), số liệu quan trắc phân tích môi trường.