Khóa luận Nghiên cứu và đề xuất công nghệ xử lý nâng cao chất lượng nước thải hầm lò tại Công ty Cổ phần than Hà Lầm - Vinacomin bằng màng lọc UF

70 trang thiennha21 13/04/2022 6380

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Khóa luận Nghiên cứu và đề xuất công nghệ xử lý nâng cao chất lượng nước thải hầm lò tại Công ty Cổ phần than Hà Lầm - Vinacomin bằng màng lọc UF", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

khoa_luan_nghien_cuu_va_de_xuat_cong_nghe_xu_ly_nang_cao_cha.pdf

Nội dung text: Khóa luận Nghiên cứu và đề xuất công nghệ xử lý nâng cao chất lượng nước thải hầm lò tại Công ty Cổ phần than Hà Lầm - Vinacomin bằng màng lọc UF

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM PHẠM HÀ NAM Tên đề tài: NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG NƯỚC THẢI HẦM LÒ TẠI CÔNG TY CỔ PHẦN THAN HÀ LẦM - VINACOMIN BẰNG MÀNG LỌC UF KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Khoa học môi trường Khoa : Môi trường Khoá : 2014 – 2018 Thái Nguyên, 2018
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM PHẠM HÀ NAM Tên đề tài: NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG NƯỚC THẢI HẦM LÒ TẠI CÔNG TY CỔ PHẦN THAN HÀ LẦM- VINACOMIN BẰNG MÀNG LỌC UF KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Khoa học môi trường Lớp : K46 – KHMT N01 Khoa : Môi trường Khoá : 2014 – 2018 Giảng viên hướng dẫn : ThS. Hoàng Quý Nhân Thái Nguyên, 2018
i LỜI CẢM ƠN Thực tập tốt nghiệp là một giai đoạn cần thiết và rất quan trọng của mỗi sinh viên sau những ngày tháng ngồi trên ghế nhà trường, là giai đoạn then chốt, quan trọng để sinh viên củng cố hành trang cuối cùng trước khi ra ngoài xã hội làm việc, vì đó là thời gian để sinh viên tiếp cận với thực tế, nhằm củng cố và vận dụng những kiến thức đã học được tại trường Được sự nhất trí của Ban giám hiệu nhà trường, Ban chủ nhiệm khoa Môi trường, em đã được về thực tập tại Công ty Môi trường Việt – Sing. Đến nay em đã hoàn thành giai đoạn thực tập tốt nghiệp. Lời đầu em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc tới: Ban giám hiệu trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên. Ban chủ nhiệm khoa và tập thể thầy, cô trong khoa Môi trường đã tận tình chỉ bảo, giúp đỡ tạo điều kiện cho em trong suốt quá trình học tập. Ban lãnh đạo và toàn thể các cán bộ công nhân viên của Công ty Môi Trường Việt – Sing, viện kỹ thuật và công nghệ môi trường và Công Ty Cổ Phần Than Hà Lầm – Vinacomin đã tạo điều kiện, giúp đỡ, chỉ bảo em trong suốt quá trình thực tập vừa qua và đã giúp đỡ em trong việc thu thập số liệu để hoàn thành tốt khóa luận tốt nghiệp. Đặc biệt em xin chân thành cản ơn sự quan tâm, chỉ bảo, hướng dẫn tận tình của thầy ThS. Hoàng Quý Nhân đã giúp đỡ em trong suốt quá trình thực hiện và hoàn thành khóa luận tốt nghiệp. Cuối cùng em xin được gửi tới gia đình, người thân, bạn bè đã luôn động viên giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập, nghiêm cứu cũng như trong thời gian thực hiện đề tài những lời cảm ơn chân thành nhất Xin chân thành cảm ơn ! Sinh viên Phạm Hà Nam
ii DANH MỤC BẢNG Trang Bảng 4.1.Lượng mưa và nhiệt độ không khí trung bình của khu vực mỏ than Hà Lầm theo trạm Bãi Cháy 19 Bảng 4.2.Tốc độ gió trung bình nhiều năm và độ ẩm trung bình đo tại trạm Bãi cháy 20 Bảng 4.3.Tổng số giờ nắng trung bình của khu vực mỏ than Hà Lầm theo trạm Bãi Cháy 20 Bảng 4.4. Hệ thống các vỉa than của Công ty cổ phần than Hà Lầm - Vinacomin 22 Bảng 4.5 : Kết quả khai thác và sản xuất than trong các năm 1965-1972 24 Bảng 4.6: Bảng thể hiện sản xuất, tiêu thụ và doanh thu doanh nghiệp 25 Bảng 4.7. Nhu cầu nguyên, nhiên liệu sử dụng cho sản xuất của Công ty cổ phần than Hà Lầm – Vinacomin 28 Bảng 4.8. Kết quả phân tích chất lượng nước thải hầm lò chưa qua xử lý của mỏ than Hà Lầm trong 4 đợt (05/09 đến 11/12/2017) 30 Bảng 4.9. Kết quả chất lượng nước thải hầm lò sau xử lý của mỏ than Hà Lầm . 43 Bảng 4.10. Kết quả so sánh chất lượng nước thải hầm lò trước và sau xử lý của mỏ than Hà Lầm 45
iii DANH MỤC HÌNH Trang Hình 2.1. Nguồn gốc hình thành nước thải mỏ 10 Hình 4.1. Khái quát điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của khu vực mỏ than Hà Lầm 17 Hình 4.2: Khu vực vỉa than của Công ty cổ phần than Hà Lầm - Vinacomin 22 Hình 4.3. Sơ đồ quy trình khai thác sản xuất than hầm lò của Công ty cổ phần than Hà Lầm - Vinacomin 27 Hình 4.4. Kết quả pH qua phân tích của mỏ than Hà Lầm 31 Hình 4.5. Kết quả TSS qua phân tích của mỏ than Hà Lầm 32 Hình 4.6. Kết quả Pb qua phân tích của mỏ than Hà Lầm 32 Hình 4.7. Kết quả Cu qua phân tích của mỏ than Hà Lầm 33 Hình 4.8. Kết quả Mn qua phân tích của mỏ than Hà Lầm 33 Hình 4.9. Kết quả Fe qua phân tích của mỏ than Hà Lầm 34 Hình 4.10. Kết quả Dầu mỡ khoáng qua phân tích của mỏ than Hà Lầm 34 Hình 4.11. Kết quả tổng Coliform qua phân tích của mỏ than Hà Lầm 35 Hình 4.12. Kết quả COD qua phân tích của mỏ than Hà Lầm 36 Hình 4.13. Kết quả BOD5qua phân tích của mỏ than Hà Lầm 36 Hình 4.14. Kết quả tổng P qua phân tích của mỏ than Hà Lầm 37 Hình 4.15. Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải hầm lò số I của Công ty cổ phần than Hà Lầm - Vinacomin 39 Hình 4.16. Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải hầm lò số II của Công ty cổ phần than Hà Lầm – Vinacomin 42 Hình 4.17. Sơ đồ dẫn nước thải hầm lò sau khi xử lý ra nguồn tiếp nhận là suối Hà Lầm 44 Hình 4.18. Hình ảnh sơ đồ màng lọc UF 49 Hình 4.19. Hình ảnh cấu tạo bên trong ống lọc UF 51 Hình 4.20. Hình ảnh mô tả khả năng lọc của màng UF 52 Hình 4.21. Hình ảnh thể hiện cấp độ lọc của các màng lọc 52
iv DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT BTNMT: Bộ tài Nguyên môi trường BYT: Bộ y tế BOD5 : Nhu cầu Oxi sinh hóa COD: Nhu cầu Oxi sinh học HLMT: Hầm lò mỏ than NQ : Nghị quyết NĐ: Nghị định PAA: Polyacrylic cid PAC: Poly aluminium chloride QCVN: Quy chuẩn Việt Nam UF: Ultra Filtration TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam TCCP: Tiêu chuẩn cho phép TSS: Hàm lượng chất rắn lơ lửng
v MỤC LỤC Trang LỜI CẢM ƠN i DANH MỤC BẢNG ii DANH MỤC HÌNH iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT iv MỤC LỤC v PHẦN 1. MỞ ĐẦU 1 1.1. Đặt vấn đề 1 1.2. Mục tiêu của đề tài 2 1.2.1. Mục tiêu tổng quát 2 1.2.2. Mục tiêu cụ thể 3 1.2.3. Yêu cầu của đề tài 3 1.3. Ý nghĩa của đề tài 3 1.3.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài 3 1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài 3 PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4 2.1. Cơ sở khoa học 4 2.1.1. Một số khái niệm về môi trường, ô nhiễm môi trường, ô nhiễm môi trường nước 4 2.1.2. Một số thông số đánh giá chất lượng nước thải 6 2.2. Cơ sở pháp lý 8 2.3. Cơ sở thực tiễn 9 2.3.1. Nguồn gốc hình thành nước thải mỏ 9 2.3.2.Tính chất chung của nước thải mỏ than 11 2.3.3. Một số biện pháp, công nghệ xử lý nước thải hầm lò đem lại hiệu quả cao 11
vi PHẦN 3. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 13 3.1. Đối tượng nghiên cứu 13 3.2. Phạm vi nghiên cứu 13 3.3. Nội dung nghiên cứu 13 3.4. Phương pháp nghiên cứu 13 3.4.1. Phương pháp thu thập tài liệu 13 3.4.2. Phương pháp lấy mẫu và phân tích 14 3.4.3 Phương pháp khảo sát thực địa 14 3.4.4. Phương pháp so sánh , hồi cứu 14 3.4.5. Phương pháp phân tích tổng hợp, xử lý số liệu 15 PHẦN 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 16 4.1. Khái quát điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của khu vực mỏ than Hà Lầm và thành phố Hạ Long 16 4.1.1.Điều kiện tự nhiên 16 4.2. Khái quát tổng quan về Công ty cổ phần than Hà Lầm – Vinacomin 24 4.2.1. Quá trình hình thành và phát triển của công ty 24 4.2.2.Quy trình công nghệ khai thác than hầm lò của công ty 26 4.2.3. Nguyên, nhiên vật liệu sử dụng cho khai thác, sản xuất than của công ty 27 4.3. Hiện trạng nước thải hầm lò và quy trình xử lý nước thải hầm lò của Công ty cổ phần than Hà Lầm – Vinacomin 28 4.3.1. Hiện trạng nước thải hầm lò của Công ty cổ phần than Hà Lầm - Vinacomin 28 4.3.2.Quy trình thu gom và xử lý nước thải hầm lò của Công ty cổ phần than Hà Lầm – Vinacomin 38 4.4. Đề xuất công nghệ xử lý nước thải hầm lò bằng màng lọc UF 46 4.4.1 Màng lọc UF là gì ? 47
vii 4.4.2 Công dụng của màng lọc UF 48 4.4.3 Ứng dụng của màng lọc UF 48 4.4.5 Nguyên lí hoạt động màng lọc UF 51 4.4.6 Ưu điểm và nhược điểm màng lọc UF 52 4.4.7: Nhận định ứng dụng UF khi áp dụng vào công nghệ xử lý . 54 PHẦN 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 55 5.1. Kết luận 55 5.2. Kiến nghị 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO 57 PHỤ LỤC 58
1 PHẦN 1 MỞ ĐẦU 1.1. Đặt vấn đề Ngành công nghiệp khai thác than hiện nay là một trong những nghành đóng vai trò quan trọng cho nền kinh tế cũng như sự nghiệp công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước hiện nay, nghành công nghiệp khai thác than góp phần quan trọng trong nền kinh tế quốc dân, giúp tạo việc làm và cuộc sống ổn định cho người lao động, đặc biệt là nhu cầu sử dụng than cho phát điện và các ngành công nghiệp khác trong giai đoạn phát triển nền kinh tế hiện nay, đồng thời góp phần đảm bảo an ninh năng lượng chung của đất nước. Trong khai thác than hiện nay thì không thể không nhắc tới Quảng Ninh một tỉnh có trữ lượng than lớn và đi đầu về công nghiệp than, hiện nay ở các mỏ than ở Quảng Ninh thì có hai hình thức khai thác đó là khai thác hầm lò và khai thác lộ thiên, sản lượng chủ yếu vẫn là khai thác hầm lò, tuy nhiên trong quá trình khai thác thì nước thải là một trong những tác nhân gây ô nhiễm môi trường trầm trọng, đáng báo động cho môi trường. Do điều kiện khai thác xuống sâu so với mặt nước biển với các độ sâu từ vài chục mét đến hàng trăm mét, hàng ngày có đến hàng nghìn m3 nước thải phát sinh trong quá trình khai thác xả thẳng vào môi trường tự nhiên gây ô nhiễm môi trường nước rất nặng nề không chỉ ảnh hưởng tới môi trường mà còn ảnh hưởng đến người dân xung quang cũng như các sinh vật sống dưới nước, với sự phát triển của việc khai thác than như hiện nay ngày càng một phát triển mạnh thì lượng nước thải trong quá trình khai thác là hết sức đáng báo động nếu như không có các biện pháp khắc phục, giảm thiểu, quản lý chặt chẽ hay xử lý. Hiện nay đã có nhiều giải pháp đưa ra nhằm khắc phục, xử lý tình trạng ô nhiễm nguồn nước từ các khai trường trong quá trình khai thác than ở các mỏ nhưng những giải pháp này chỉ giải quyết một phần nào đó chưa giải quyết được triệt để và còn chưa tận dụng được chính nguồn nước thải đó để phục vụ cho sinh hoạt công nhân vì ngành khai thác than là một trong những ngành sử dụng nhiều công nhân,
2 trung bình có khoảng 700 – 1000 công nhân lao động trực tiếp tại một mỏ khai thác hầm lò và từ 200 – 400 công nhân lao động trực tiếp tại một mỏ khai thác lộ thiên, với nhu cầu cấp nước cho sinh hoạt, tắm giặt là 135 lít/người/ngày lao động [9] và nhu cầu nước sạch cho sản xuất và phun sương dập bụi cần một lượng nước rất lớn. Hiện nay nguồn nước phục vụ cho quá trình sản xuất của ngành than chủ yếu mua từ hệ thống cấp nước sạch của khu vực nhưng vấn đề vận chuyển lên khá khó khăn và tốn kém do các khai trường khai thác đều ở trên độ cao so với mặt nước biển rất cao, đường đồi núi. Việc nghiên cứu và chọn một giải pháp về xử lý nước thải mỏ tái tuần hoàn cấp cho sinh hoạt và sản xuất là một việc quan trọng, cấp thiết, phù hợp, tiết kiệm tài nguyên nước và bảo vệ môi trường ngoài ra còn có cả yếu tố về mặt kinh tế nhằm tiết kiện chi phí. Khi nguồn nước thải được tận dụng sử dụng hiệu quả và bền vững sẽ góp phần cải thiện và nâng cao chất lượng môi trường, giảm chi phí sản xuất do không phải mua nước sinh hoạt, tiết kiện tài nguyên làm tăng thu nhập của công nhân tạo tiền đề cho sự phát triển bền vững của ngành than nói riêng và của nền kinh tế đất nước nói chung. Xuất phát từ thực tế trên dưới sự hướng dẫn của thầy ThS. Hoàng Quý Nhân em xin đề xuất nghiên cứu đề tài:” Nghiên cứu và đề xuất công nghệ xử lý nâng cao chất lượng nước thải hầm lò tại công ty cổ phần than Hà Lầm- vinacomin bằng màng lọc UF”. 1.2. Mục tiêu của đề tài 1.2.1. Mục tiêu tổng quát - Thông qua nghiên cứu nhằm đánh giá hiện trạng mức độ ô nhiễm của nước thải hầm lò và tìm cách khắc phục cũng như hạn chế ô nhiễm môi trường nước tiến tới góp phần đảm bảo sự phát triển bền vững cho công ty cũng như môi trường cho khu vực. - Có những nhận thức về tình hình ô nhiễm, hiện trạng của nước thải hầm lò trong quá trình khai thác mỏ hiện nay.
3 1.2.2. Mục tiêu cụ thể - Thông qua nghiên cứu nhằm thấy được hiện trạng nước thải hầm lò của mỏ than Hà Lầm trong quá trình khai thác, sản xuất, chế biến của công ty, đánh giá mức độ ô nhiễm, sự ảnh hưởng tới môi trường nước của khu vực. - Đề xuất biện pháp tận dụng nguồn nước thải hầm lò phục vụ cho sinh hoạt, phục vụ sản xuất của công ty. - Đề xuất phương pháp công nghệ xử lý nước thải hầm lò mỏ than 1.2.3. Yêu cầu của đề tài - Số liệu, tài liệu liên quan đến đề tài phải thu thập một cách khách quan, trung thực, chính xác. - Các mẫu nghiên cứu phải đại diện cho khu vực lấy mẫu trên địa bàn nghiên cứu và số mẫu phải đủ để phân tích so sánh,đúng QCVN, cụ thể là ở các công trường khai thác, các hố thu nước thải hầm lò của Công ty cổ phần than Hà Lầm - Vinacomin. 1.3. Ý nghĩa của đề tài 1.3.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài - Giúp em có cơ hội tiếp cận với cách thức thực hiện một đề tài nghiên cứu khoa học, giúp em vận dụng kiến thức đã học vào thực tế sau khi ra trường - Củng cố kiến thức cơ sở cũng như chuyên ngành. - Giúp nâng cao hiểu biết về kiến thức môi trường và các phương pháp đánh giá hiện trạng môi trường 1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài - Đánh giá được mức độ ô nhiễm của nước thải khi khác thác của công ty và đề xuất giải pháp tham khảo nhằm tận dụng và sử dụng nguồn nước thải đó. - Kết quả nghiêm cứu của đề tài chính là tài liệu để đánh giá mức độ ô nhiễm nước thải, qua đó tính chi phí cũng như công nghệ hợp lý để xử lý nhằm đạt hiệu quả tốt nhất và tiết kiệm được tốt đa chi phí. - Đối với bản thân em thì đề tài mang lại cho em hiểu biết về các vận hành các công ty, nhà máy , cũng như công nghệ áp dụng cho việc xử lý nước thải .
4 PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1. Cơ sở khoa học 2.1.1. Một số khái niệm về môi trường, ô nhiễm môi trường, ô nhiễm môi trường nước - Theo khoản 1 điều 3 Luật Bảo vệ Môi trường Việt Nam, môi trường được định nghĩa như sau: “Môi trường là hệ thống các yếu tố vật chất tự nhiên và nhân tạo có tác động đối với sự tồn tại và phát triển của con người và sinh vật”[7]. - Khái niệm về ô nhiễm môi trường : Theo khoản 8 điều 3 luật bảo vệ môi trường Việt Nam thì: “Ô nhiễm môi trường là sự biến đổi của thành phần môi trường không phù hợp với tiêu chuẩn môi trường, gây ảnh hưởng xấu đến con người, sinh vật”[7]. Trên thế giới, ô nhiễm môi trường được hiểu là việc chuyển các chất thải hoặc năng lượng vào môi trường đến mức có khả năng gây hại đến sức khoẻ con người, đến sự phát triển sinh vật hoặc làm suy giảm chất lượng môi trường. Các tác nhân gây ô nhiễm bao gồm các chất thải ở dạng khí (khí thải), lỏng (nước thải), rắn (chất thải rắn) chứa hoá chất hoặc tác nhân vật lý, sinh học và các dạng năng lượng như nhiệt độ, bức xạ. - Khái niệm về ô nhiễm môi trường nước Ô nhiễm môi trường nước là sự thay đổi theo chiều hướng xấu đi các tính chất vật lý – hóa học – sinh học của nước, với sự xuất hiện của các chất lạ ở thể lỏng, rắn làm cho nguồn nước trở nên độc hại với con người và sinh vật. Làm giảm độ đa dạng sinh vật trong nước. Ô nhiễm nước là sự thay đổi thành phần và chất lượng nước không đáp ứng cho các mục đích sử dụng khác nhau, vượt quá tiêu chuẩn cho phép và có ảnh hưởng xấu đến đời sống con người và sinh vật. Khi sự thay đổi đó vượt
5 quá ngưỡng cho phép thì sự ô nhiễm nước đã ở mức nguy hiểm và gây ra một số bệnh ở người[3]. Suy thoái nguồn nước là sự thay đổi tính chất của nước theo chiều hướng làm suy giảm chất lượng nguồn nước, làm thay đổi tính chất ban đầu của nước. Suy thoái nguồn nước có thể do ô nhiễm từ nguồn gốc tự nhiên (mưa, tuyết tan, lũ lụt, ) hay nhân tạo (do nước thải khu dân cư, bệnh viện, sản xuất nông nghiệp, nước thải công ty ) [5]. Nguồn gốc gây ô nhiễm nguồn nước gồm : + Ô nhiễm nước có nguồn gốc tự nhiên: do mưa, tuyết tan, gió bão, lũ lụt đưa vào môi trường nước các chất thải bẩn, các sinh vật có hại kể cả xác chết của chúng. + Ô nhiễm nước có nguồn gốc nhân tạo: quá trình thải các chất độc hại chủ yếu dưới dạng lỏng như các chất thải sinh hoạt, công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vào môi trường nước[11]. - Khái niệm tiêu chuẩn môi trường :(TCVN) Theo khoản 6 điều 3 luật bảo vệ môi trường Việt Nam : “Tiêu chuẩn môi trường là mức giới hạn của các thông số về chất lượng môi trường xung quanh, hàm lượng của các chất gây ô nhiễm có trong chất thải, các yêu cầu kỹ thuật và quản lý được các cơ quan nhà nước và các tổ chức công bố dưới dạng văn bản tự nguyện áp dụng để bảo vệ môi trường”[7]. - Khái niệm quy chuẩn kỹ thuật môi trường :(QCVN) Theo khoản 5 điều 3 luật bảo vệ môi trường Việt Nam : “Quy chuẩn kỹ thuật môi trường là mức giới hạn của các thông số về chất lượng môi trường xung quanh, hàm lượng của các chất gây ô nhiễm có trong chất thải, các yêu cầu kỹ thuật và quản lý được cơ quan nhà nước có thẩm quyền ban hành dưới dạng văn bản bắt buộc áp dụng để bảo vệ môi trường”[5]. - Một số khái niệm về nước thải
6 + Khái niệm về nước thải : là chất lỏng được thải ra sau quá trình sử dụng của con người và đã bị thay đổi tính chất ban đầu của chúng . + Nước thải công nghiệp là nước thải phát sinh ra từ quá trình công nghệ của cơ sở sản xuất, dịch vụ công nghiệp (gọi chung là cơ sở công nghiệp), từ công ty xử lý nước thải tập trung có đầu mối nước thải cua cơ sở công nghiệp[2]. 2.1.2. Một số thông số đánh giá chất lượng nước thải - Các thông số lý học : + Nhiệt độ: Nhiệt độ tác động đến quá trình sinh hóa diễn ra trong nguồn nước tự nhiên sự thay đổi về nhiệt độ sẽ kéo theo sự thay đổi về chất lượng nước, tốc độ, dạng phân hủy các hợp chất hữu cơ, nồng độ oxy hòa tan. +Trị số pH: Trị số pH cho biết nước thải có tính trung hòa, tính axit hay tính bazơ. pH là yếu tố ảnh hưởng tới tốc độ phát triển và giới hạn phát triển của vi sinh vật, quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học rất nhạy cảm với sự dao động của trị số pH. + Hàm lượng chất rắn: Tổng chất rắn (TS) là thành phần đặc trưng nhất của nước thải, nó bao gồm các chất rắn không tan lơ lửng (SS), chất keo và hòa tan (DS). Chất rắn lơ lửng có kích thước hạt 4 - 10 mm có thể lắng được và không lắng được (dạng keo). + Màu sắc: Nước tinh khiết không màu. Sự xuất hiện màu trong nước thải rất dễ nhận biết. Màu xuất phát từ các cơ sở công nghiệp nói chung và các cơ sở tẩy nhuộm nói riêng. Màu của các chất hoá học còn lại sau khi sử dụng đã theo nguồn nước thải. Màu được sinh ra do sự phân giải của các chất lúc đầu không màu. Màu xanh là sự phát triển của tảo lam trong nước. Màu vàng biểu hiện cho sự chuyển đổi cấu trúc sang hợp chất trung gian của các hợp chất hữu cơ. Màu đen biểu hiện cho sự phân giải gần đến mức cuối cùng của các hợp chất hữu cơ.
7 + Mùi: Nước tinh khiết không có mùi. Mùi của nướ thải chủ yếu là do sự phân huỷ các chất hữu cơ trong thành phần có chứa các nguyên tố N, P, S. Xác của sinh vật khi thối rữa đã bốc mùi rất mạnh. Mùi khai do Amoniac (NH3), mùi tanh do các Amin (R3N, R2NH+), Phophin (PH3), mùi thối do Hydrosunfua (H2S). Các hợp chất Indol và Scatol được sinh rs từ sự phân hủy Tryptophan – một trong 20 amino axit tạo nên protein cho sinh vật, các chất này chỉ cần vói một lượng rất nhỏ nhưng gây mùi rất thối và ám dính rất dai. + Vị: Nước tinh khiết không có vị và trung tính với độ pH=7. Nước có vị chua là nồng độ axit tăng (pH 7). Lượng amoniac sinh ra trong quá trình phân giải protein làm pH tăng. Vị mặn chát do một số muối vô cơ hoà tan, điển hình là muôi ăn (NaCl) + Độ dẫn điện: Các muối tan trong nước phân ly thành các ion làm nước có khả năng dẫn điện. Độ dẫn điện phụ thuộc vào nồng độ và độ linh động của các ion. - Các thông số hóa học + BOD : là lượng ôxy cần thiết cung cấp để vi sinh vật phân hủy các chất hữu cơ trong điều kiện tiêu chuẩn về nhiệt độ và thời gian. + COD : là lượng ôxy cần thiết để oxy hóa các hợp chất hóa học trong nước. + Các kim loại nặng : Các kim loại nặng là những yếu tố mà tỷ trọng của chúng bằng hoặc lớn hơn 5 như Asen, Cacdimi, Fe, Mn, Pb, Cu ở hàm lượng nhỏ chúng rất cần cho sự phát triển và sinh trưởng của động thực vật nhưng khi hàm lượng lớn thì chúng sẽ trở thành độc hại đối với sinh vật và con người.
8 - - + Các ion như Cl , NO3 : khi ở mức độ nhiều thì chúng cũng gây tác hại cho sinh vật và con người. - Các thông số sinh học: Coliform , Ecoli là nhóm vi sinh vật quan trọng trong chỉ thị môi trường, xác định mức độ ô nhiễm bẩn về mặt sinh học của nguồn nước. 2.2. Cơ sở pháp lý - Luật Bảo vệ môi trường (BVMT) 2014 số 55/2014/QH13 đã được Quốc hội nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam (CHXHCNVN) khóa XIII, kỳ họp thứ 7, thông qua ngày 23/6/2014 và có hiệu lực thi hành kể từ ngày 01/01/2015. - Luật tài nguyên nước số 17/2012/QH13 được Quốc hội nước Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam khoá XIII, kỳ họp thứ 3 thông qua ngày 21/06/2012 và có hiệu lực thi hành từ ngày 01/01/2013. - Luật Hóa chất số 06/2007/QH12 được Quốc hội nước CHXHCN Việt Nam thông qua ngày 21 tháng 11 năm 2007. - Quyết định số 22/2006/QĐ – BTNMT ngày 18/08/2006 của chính phủ về việc bắt buộc áp dụng tiêu chuẩn Việt Nam về môi trường. - Nghị định số 201/2013/NĐ-CP ngày 27 tháng 11 năm 2013 của Chính Phủ quy định chi tiết thi hành một số điều của Luật Tài nguyên nước. - Nghị định số 04/2007/NĐ-CP ngày 08 tháng 1 năm 2007 của Chính Phủ về việc sửa đổi, bổ sung một số điều của nghị định 67/2003/NĐ-CP ngày 13 tháng 6 năm 2003 của Chính Phủ về “ Phí bảo vệ môi trường đối với nước thải ”. - Nghị định số 25/2013NĐ-CP, ngày 29/3/2013 của Chính Phủ về phí bảo vệ môi trường đối với nước thải. - Thông tư số 63/2013/TTLT – BTC – BTNMT, ngày 15/5/2013 hướng dẫn thực hiện Nghị định số 25/2013/NĐ-CP, ngày 29/3/2013 của chính phủ về phí bảo vệ môi trường đối với nước thải.
9 - Thông tư số 27/2014/TT – BTNMT ngày 30 tháng 5 năm 2014 của Chính Phủ quy định về việc đăng kí khai thác nước dưới đất, mẫu hồ sơ cấp, gia hạn, điều chỉnh, cấp lại giấy phép tài nguyên nước. - Thông tư số 06/2013/BTNMT, ngày 7/5/2013 ban hành danh mục lĩnh vực, nghành sản xuất, chế biến có nước thải chứa kim loại nặng phục vụ tính phí bảo vệ môi trường đối với nước thải. - Thông tư 02/2009/TT-BTNMT ngày 19 tháng 03 năm 2009 của Bộ tài nguyên và môi trường về quy định đánh giá khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước. - Quyết định số 1714/QĐ-UBND ngày 29 tháng 5 năm 2009 của Uỷ ban nhân dân tỉnh Quảng Ninh quy định quản lý tài nguyên nước trên đại bàn tỉnh Quảng Ninh. - Quyết định số 3594/QĐ-UBND ngày 28 /12/2012 của Uỷ ban nhân dân tỉnh Quảng Ninh về việc phê duyệt quy hoạch tài nguyên nước tỉnh Quảng Ninh giai đoạn 2010 – 2020, định hướng đến năm 2030. - QCVN 08-MT:2015/BTNMT : Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt. - Quy chuẩn kỹ thuật Việt Nam QCVN 40:2011/BTNMT, quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước thải công nghiệp. - QCVN 40:2011/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp - QCVN 02:2009/BYT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước sinh hoạt. - Nghị định 80/2014/NĐ-CP về thoát nước và xử lý nước thải 2.3. Cơ sở thực tiễn 2.3.1. Nguồn gốc hình thành nước thải mỏ - Nước thải mỏ than được hình thành từ ba nguồn chính: nước bơm từ các cửa lò của mỏ hầm lò, từ các moong của mỏ lộ thiên, nước thải từ các nhà mày sàng tuyển các bãi thải, kho than, được thải ra các sông suối [9]. Trong
10 3 loại nước thải nêu trên, nước thải hầm bơm từ các cửa lò có số lượng lớn và nồng độ các chất ô nhiễm trong đó cao hơn nhiều so với các loại nước thải khác. Nước thải hầm lò của mỏ Nước tàng trữ trong Nước ngầm Nước rửa trôi, Nước thẩm các khe đất đá chảy tràn thấu Hình 2.1. Nguồn gốc hình thành nước thải mỏ - Nước thải trong quá trình khai thác dưới hầm lò Khi khai thác than hầm lò người ta đào các đường lò trong lòng đất, dùng các biện pháp kỹ thuật để lấy than ra. Nước ngầm, nước chứa trong các lớp đất đá chảy ra các đường lò rồi theo hệ thống thoát nước đưa ra khỏi cửa lò hoặc được dẫn vào các hầm chứa nước tập trung rồi dùng bơm để bơm ra ngoài. - Nước thải từ khai trường lộ thiên Khi khai thác than lộ thiên, người ta phải bóc lớp đất đất đá phía bên trên để lấy các vỉa than nằm bên dưới, quá trình khai thác như vậy đã tạo ra các moong. Nước mưa chảy tràn bề mặt kéo theo bùn đất, bùn than, các chất hòa tan xuống moong. Một số khu vực nước còn có nước ngầm thâm nhập vào moong. Nước chứa đựng trong các moong khai thác được tháo hoặc bơm ra khỏi khai trường, loại nước này gọi là nước thải do khai thác than lộ thiên vào mùa khô lưu lượng nước thải nhỏ hơn mùa mưa.
11 - Nước thải từ các nhà mày sàng tuyển quá trình rửa than hoặc tuyển than người ta thường dùng nước. Sau quá trình tuyển, nước được qua các bể cô đặc để thu hồi nước và tách bùn, bùn lỏng được bơm ra các hệ thống ao để lắng nhằm thu hồi tiếp than bùn và tách nước. Nước có thể được sử dụng tuần hoàn hoặc thải bỏ. Nước thải đi ở khâu này gọi là nước thải nhà máy tuyển. - Ngoài 3 loại nước thải nêu trên, hoạt động khai thác, sản xuất của các mỏ than còn phát sinh một lượng nước thải từ các sinh hoạt như tắm, giặt và từ các nhà ăn ca của công nhân. Lượng nước thải từ các hoạt động trên tuy không nhiều nhưng cũng là nguồn gây ô nhiễm cho môi trường nếu không được xử lý đạt tiêu chuẩn trước khi thải ra nguồn tiếp nhận. 2.3.2.Tính chất chung của nước thải mỏ than Nước thải hầm lò của mỏ có những đặc tính cơ bản đó là có độ pH thấp (3 < pH < 5), hàm lượng Fe, Mn các kim loại nặng cao là do trong lớp đất đá và lớp than có chứa nhiều thành phần hóa học khác nhau như lưu huỳnh, Fe, Mn. Quá trình nước được lưu đọng trong moong có cá điều điện vật lý, hóa học, sinh học diễn ra lên có mang lại những đặc trưng đó cho nước thải mỏ, ngoài ra nước thải hầm lò mỏ than còn có các kim loại nặng độc hại như Cd, Pb, Hg, As nhưng với hàm lượng không cao, tùy vào tùy địa hình mỏ mỗi nơi mới có và hàm lượng TSS khá cao, dầu mỡ khoáng, coliform do các dầu mỡ khoáng từ các khai trường, hay máy mọc sử dụng thi công, khai thác của mỏ nhiễm vào nước[4]. 2.3.3. Một số biện pháp, công nghệ xử lý nước thải hầm lò đem lại hiệu quả cao Hiện nay thì các công ty than trên địa bàn tỉnh Quảng Ninh nói riêng và cả nước nói chung đều rất quan tâm đến vấn đề môi trường trong quá trình khai khác, sản xuất, chế biến than trong đó việc xử lý nước thải hầm lò được chú trọng nhất. Thì trong các biện pháp xử lý nước thải hầm lò hiện nay có
12 thể kể đến một số biện pháp, công nghệ xử nước thải đem lại hiệu quả cao được nhiều công ty đang áp dụng như hệ thống xử lý keo tụ - lắng - lọc, sử dụng màng lọc Nano, sử dụng màng lọc UF, sử dụng đĩa lọc kết hợp với lọc vật liệu ODM [5] các công nghệ này đều đang lại hiệu quả xử lý cao đối với các đặc tính của nước thải hầm lò, chúng còn xử lý nước thải thành nước phục vụ sinh hoạt rất tiết kiện chi phí của các mỏ trong việc mua nước cung cấp cho hoạt động sinh hoạt của công nhân và rất tốt, có ý nghĩa lớn đối với môi trường hiện nay.
13 PHẦN 3 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊNCỨU 3.1. Đối tượng nghiên cứu Nước thải phát sinh từ quá trình khai thác, sản xuất chế biến than tại các khu vực của Công ty cổ phần than Hà Lầm –Vinacomin. 3.2. Phạm vi nghiên cứu - Phạm vi không gian: nghiêm cứu tại các công trường khai trường khai thác của Công ty cổ phần than Hà Lầm – Vinacomin. - Pham vị thời gian: nghiêm cứu trong thời gian từ 9/2017 – 12/2017 - Địa điểm nghiên cứu : các khu vực thuộc Công ty cổ phần than Hà Lầm – Vinacomin. 3.3. Nội dung nghiên cứu - Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của khu vực mỏ than Hà Lầm. - Giới thiệu tổng quan về Công ty cổ phần than Hà Lầm – Vinacomin. - Hiện trạng nước thải hầm lò và quy trình xử lý nước thải hầm lò của Công ty cổ phần than Hà Lầm – Vinacomin. - Đề xuất công nghệ xử lý nước thải phục vụ cho sinh hoạt. 3.4. Phương pháp nghiên cứu 3.4.1. Phương pháp thu thập tài liệu Phương pháp thu thập tài liệu được sử dụng để thu thập các thông tin, số liệu liên quan đến trữ lượng và sự phân bố của tài nguyên than, đặc điểm điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của khu vực Công ty than cổ phần Hà Lầm , nguồn gốc hình thành và tính chất nước thải phát sinh trong quá tình khai thác, sản xuất than. Thông tin về các hệ thống xử thải mỏ than đã được xây dựng như: công nghệ, công suất, hiệu quả, hiện trạng hoạt động. Các thông tin này được thu thập từ các báo cáo, đề tài liên quan đến Công ty than Hà Lầm.
14 3.4.2. Phương pháp lấy mẫu và phân tích Để đánh giá chất lượng nước thải và hiệu quả của các công nghệ xử lý đang áp dụng của mỏ than hầm lò, em đã tiến hành lấy mẫu và phân tích nước thải tại cửa lò được bơm lên hệ thống xử lý tại mặt bằng +28 cũng như sau hệ thống xử lý nước thải của mỏ than Hà Lầm và số mẫu lấy là 4 mẫu vào các ngày là 05/09, 05/10, 15/11 và 11/12/2017 mỗi mẫu tiến hành phân tích 12 chỉ tiêu đặc trưng cho tính chất của nước thải mỏ than hầm lò đó là các chỉ tiêu: pH, TSS, BOD5, COD, Fe tổng, Mn, Pb, Cu, Cd, Tổng P, dầu mỡ khoáng và tổng Coliform . Việc lấy mẫu đều tuân thủ theo quy định trong hoạt động lấy mẫu và đo đạc tại hiện trường ở Thông tư số 10/2007/TT-BTNMT ngày 22 tháng 10 năm 2007 về hướng dẫn bảo đảm chất lượng và kiểm soát chất lượng trong quan trắc môi trường. Mẫu được lấy vào chai và được bảo quản đúng và lưu giữ theo đúng quy định TCVN 5999: 1995, mẫu được lưu giữ ở chỗ tối và nhiệt độ thấp sau đó được chuyển lên viện kỹ thuật và công nghệ môi trường có phòng phân tích môi trường đạt chuẩn theo nghị định 127 – Bộ TNMT để phân tích. 3.4.3 Phương pháp khảo sát thực địa Tiến hành khảo sát công trình thu gom, xử lý nước thải hầm lò của Công ty cổ phần than Hà Lầm – Vinacomin tại mặt bằng -51, mặt bằng +28, các khu sàng tuyển than của công ty, khu vực khai thác lộ thiên và hầm lò của công ty, thăm quan, khảo sát hệ thống xử lý nước thải hầm lò của công ty, quy trình vận hành bảo dưỡng của hệ thống. 3.4.4. Phương pháp so sánh , hồi cứu Kết quả phân tích các mẫu nước thải thu được sẽ được so sánh với các quy chuẩn môi trường Việt Nam hiện hành để đánh giá mức độ ô nhiễm của nước thải mỏ than hầm lò, hiệu quả xử lý của các công nghệ đang áp dụng và hiệu quả của công nghệ được đề xuất trên cơ sở đó lựa chọn và xây dựng
15 được công nghệ phù hợp để xử lý nước thải hầm lò và tái xử lý nước thải hầm lò đã qua xử lý lần đầu đạt chuẩn để thải ra ngoài môi trường theo quy định của Bộ tài nguyên môi trường để cấp quay trở lại cho mục đích sinh hoạt. 3.4.5. Phương pháp phân tích tổng hợp, xử lý số liệu Sử dụng phầm mềm Word và Excel để xử lý thông tin, số liệu thu thập được trên cơ sở kế thừa có chọn lọc dữ liệu có liên quan đến đề tài (Từ các đề tài nghiên cứu, tài liệu hội thảo, báo cáo tổng kết ). Các kết quả về chất lượng nước thải, hiệu quả xử lý nước thải được thể hiện dưới các dạng bảng, biểu, sơ đồ, biểu đồ
16 PHẦN 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 4.1. Khái quát điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của khu vực mỏ than Hà Lầm và thành phố Hạ Long 4.1.1.Điều kiện tự nhiên * Vị trí địa lý Văn phòng của Công ty than Hà Lầm đặt tại phường Hà Lầm, thành phố Hạ Long, Quảng Ninh nằm cách trung tâm thành phố Hạ Long 4 km về phía Đông . Toàn bộ diện tích khai trường khu vực khai thác của công ty rộng khoảng 5 km2 có vị trí tiếp giáp với : + Phía Bắc giáp với khu vực mỏ suối Lại, giới hạn bởi đường ô tô Hà Lầm – Cột 8 + Phía Nam giáp với quốc lộ 18 A và vịnh Hạ Long + Phía Tây giáp với khu mỏ Bình Minh + Phía Đông giáp với khu mỏ Hà Trung Khu mỏ Hà Lầm nằm trong khu vực có mạng lưới giao thông khá thuận lợi. Đường quốc lộ 18A đi qua Công ty than Hà Lầm nối liền với các tỉnh Hải Phòng, Hải Dương, Hà Nội là tuyến giao thông quan trọng. Ngoài ra còn có đường giao thông 18B, vận tải than từ khai trường đến nhà máy tuyển than Nam Cầu Trắng và cảng Cửa Lục. [9] Vị trí của mỏ than có vị trí gần biển , có đường giao thông thuận tiện cho việc khai thác và vận chuyển với số lượng lớn.
17 Hình 4.1. Khái quát điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của khu vực mỏ than Hà Lầm * Địa hình Địa hình khu mỏ Hà Lầm khá phức tạp, chủ yếu là đồi núi, các dãy núi thấp dần từ phía Bắc đến phía Nam với độ dốc từ 150 đến 400 và bị phân cách bởi thung lũng và khe suối xen kẽ nhau. Đỉnh núi cao nhất là 110m, thung lũng cao nhất là 30m so với mực nước biển. Hiện tại trong khu mỏ có 2 dạng địa hình. + Địa hình nguyên thủy: Nằm ở phía Nam và Tây Nam khu má, đôi chỗ bị đào bới bởi khai thác ở đầu các lộ vỉa. + Địa hình khai thác: Nằm ở trung tâm khu má tiến về phía Đông và phía Bắc. Địa hình bao gồm các mạng khai thác lộ thiên và một phần đất đổ thải. Thành phần đất gồm có cuội, sỏi, cát, sét, bở rời vụn tảng lăn, là sản phẩm phong hóa các đá có trước. Chiều dày không ổn định, thay đổi từ1÷ 2 m đến 10÷15 m. Do khai thác lộ vỉa, trên diện tích khu mỏ có chỗ đất đỏ phủ dày từ 5m đến 10 m.
18 * Địa chất công trình Ở khu vực mỏ thì có các hiện tượng địa chất công trình là - Địa tầng chứa than của mỏ than Hà Lầm nằm trong điệp Hòn Gai (Phụ điệp giữa). Chiều dày trầm tích thay đổi từ 500 – 700m, trung bình là 540m. Thành phần chủ yếu gồm bột kết, cát kết, sạn kết ít sét kết cuội kết và các vỉa than. - Đặc tính cơ lý nham thạch. - Khu mỏ có các loại nham thạch gồm: Cuội kết, sạn kết, cát kết, bột kết sét kết, sét than. * Khí hậu Khu vực khai thác của mỏ nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, hàng năm có 2 mùa rõ rệt là mùa mưa và mùa khô. - Mùa mưa: Bắt đầu từ tháng 5 đến tháng 10,lượng mưa thay đổi từ 1000 mm đến 1800mm. Do lượng mưa lớn nên lượng nước thẩm thấu xuống khu vực đã và đang gây nhiều khó khăn cho công nghệ chống, giữ và vận tải của mỏ. Lượng mưa lớn thường tập trung vào các tháng 7, 8, 9. Trung bình hàng năm có trên 7 cơn bão và áp thấp nhiệt đới đi qua, những lần như thế thường gây sụt lở tầng khai thác, gây ách tắc giao thông nội bộ và công trình thoát nước. - Mùa khô: Bắt đầu từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau. Mùa này khí hậu lạnh, khô và ít mưa. Nhiệt độ thay đổi từ 90 đến 280, lượng nước bốc hơi từ 0 mm đến 4 mm. Mùa này thường có sương mù trên các dãy núi và thường có gió mùa Đông Bắc. Lượng mưa trong mùa khô rất nhỏ, thường là mưa phùn. Lượng mưa trong mùa khô chiếm từ 5% đến 24 % lượng mưa trong cả năm. Nhiệt độ không khí - Mùa mưa : nhiệt độ trung bình từ 250C đến 360C - Mùa khô : nhiệt độ trung bình từ 12,80C đến 280CC
19 - Nhiêt độ trung bình năm : 22,60 C - Nhiệt độ cao nhất : 28,90C - Nhiệt độ thấp nhất : 12,80C Bảng 4.1.Lượng mưa và nhiệt độ không khí trung bình của khu vực mỏ than Hà Lầm theo trạm Bãi Cháy Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Tổng Lượng mưa 2,7 14,8 60,4 35,7 199,1 289,2 318,6 356,2 389,3 107,6 10,7 29,5 1813,8 (mm) Nhiệt độ 12,8 16,4 16,4 22,5 26 28,9 28,9 28,1 27,2 24,1 23,3 17 22,6 (0C) (Nguồn : [9]) Chế độ gió Từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau :gió Bắc ( 43%) và Đông Bắc ( 16,5%) là 2 hướng gió có tần suất lớn nhất. Từ tháng 4 đến tháng 7: gió Nam giữ vai trò chủ đạo với tần suất lớn nhất vào tháng 7 ( 40,2%). Từ tháng 8 đến tháng 11: gió chuyển hướng sang hướng Tây Bắc với tần suất hướng gió 17,5% Tần suất lặng gió : 15% Tốc độ gió trung bình năm: dao động trong khoảng 2 – 3 m/s, tốc độ gió mùa Đông Bắc và gió bão có thể đạt giá trị lớn, tới 40m/s và cao hơn. Tần suất bão đổ bổ vào Quảng Ninh : khoảng 2,8%, trung bình một năm có 1.5 cơn bão, sức gió từ cấp 8 đến cấp 10, mạnh nhất có thể đến cấp 12 nhưng xác suất thấp (khoảng 15-18 năm một lần).
20 Bảng 4.2.Tốc độ gió trung bình nhiều năm và độ ẩm trung bình đo tại trạm Bãi cháy Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 TB Tốc độ gió 1,9 2 1,9 2,2 2,4 2,2 2,3 1,7 1,7 1,8 1,7 1,7 2 (m/s) Độ ẩm (%) 75 87 86 86 84 86 85 86 82 81 80 71 82,4 (Nguồn : [9]) Độ ẩm không khí Do ảnh hưởng của vị trí địa lý nên độ ẩm không khí trung bình năm tương đối cao là 82,4 % ( bảng 4.2). + Độ ẩm trung bình cao nhất : 87 % vào tháng 2 + Độ ẩm trung bình tháp nhất : 71% vào tháng 12 Bức xạ và nắng Vào các tháng mùa hạ, lượng bức xạ thực tế lớn hơn 10 Kcal/cm2/tháng, nhiều tháng lớn hơn 12 Kcal/cm2/tháng. Vào các tháng mùa đông, lượng bức xạ thực tế nhỏ hơn 10 Kcal/cm2/tháng . Tổng giờ nắng trung bình một năm có khoảng 1430,9 giờ. Bảng 4.3.Tổng số giờ nắng trung bình của khu vực mỏ than Hà Lầm theo trạm Bãi Cháy Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 TB Giờ 13,3 55,8 22,7 86,8 156,8 168,4 196,6 177,4 146,0 122,8 173,5 110,8 1430,9 (Nguồn : [9]) * Cấu trúc địa chất thủy văn Nước mặt Địa hình khu mỏ than Hà Lầm gồm các tầng khai thác có chiều hướng thấp dần từ Bắc xuống Nam. Nước mặt chủ yếu là nước mưa và được đổ về
21 các suối đó là mạng lưới sông suối chảy về suối Hà Lầm, rộng từ 2m đến 3m, lưu lượng là: Qmin = 0. 1 l/ s ( mùa khô ) Qmax = 14. 5 l/ s ( mùa mưa ) Nước ở đây chủ yếu là nước mưa và nước dưới đất. Đất đá bao quanh các vỉa than là các lớp đá trầm tích. [1] Nước ngầm Nước dưới đất chia làm 2 tầng chứa nước - Tầng nước ngầm nằm trên vỉa trụ: phân bố trên toàn bộ diện tích khu mỏ, nham thạch chứa nước là cuội kết, sạn kết, cát kết nứt nẻ. Nước lưu thông trong kẽ nứt vỉa và kẽ nứt kiến tạo. Chiều dày nham thạch chứa nước tầng này khá lớn nhưng đất đá bị nứt mạnh nên mức độ phong phú nước tầng này nhỏ, lưu lượng từ 0,061 ÷ 1,81 l/s. Nguồn cung cấp nước cho tầng này chủ yếu là nước mưa, hướng vận động của tầng này từ Bắc xuống Nam. [1] - Tầng nước áp lực nằm dưới vỉa trụ : phân bổ trên toàn bộ diện tích khu mỏ, nước dưới đất lưu thông trong kẽ nứt vỉa, kẽ nứt kiến tạo nham thạch chứa nước gồm có : cuội kết, sạn kết, cát kết. Độ phong hóa nước của tầng khá lớn và tính áp lực rất mạnh, nguồn cung cấp nước cho tầng này là nước mưa, hướng vận động của tầng này là Tây Bắc - Đông Nam và Bắc Nam. * Hệ thống các vỉa than Hệ thống các vỉa than thuộc Công ty than Hà Lầm được xếp vào loại vỉa than dày và trung bình. Độ dốc của các vỉa than nhỏ và hơi nghiêng. Hệ thống các vỉa than của mỏ than Hà Lầm được thống kê vào bảng sau
22 Bảng 4.4. Hệ thống các vỉa than của Công ty cổ phần than Hà Lầm - Vinacomin Góc dốc Chiều dày Loại Tỷtrọng Khu vực STT Tên vỉa của vỉa- vỉa than (t/m3) phân bố độ 1 Vỉa 10 0.55 – 2.14 Antraxit 1.41 Lò Đông 12 – 35 2 Vỉa 11 0.48 – 19.2 Antraxit 1.40 Lò Đông 20 – 35 3 Vỉa 12 0.24 – 6.67 Antraxit 1.42 Hữu Nghị 15 – 30 4 Vỉa 13 0.9 – 46.7 Antraxit 1.40 Hữu Nghị 12 – 40 5 Vỉa 14 Nhỏ Antraxit 1.42 Hữu Nghị 12 - 40 (Nguồn :Số liệu thống kê của công ty trong 6 tháng đầu năm 2017) Hình 4.2: Khu vực vỉa than của Công ty cổ phần than Hà Lầm - Vinacomin
23 Qua quá trình tìm hiểu cấu tạo địa chất khu mỏ nhận thấy, hệ thống vỉa của mỏ chịu ảnh hưởng của các chuyển động kiến tạo, chuyển động ngang sườn trong giới hạn nhỏ, làm xuất hiện nhiều vỉa, chia vỉa thành nhiều khối riêng biệt, dẫn đến hiện tượng biến dạng của các vỉa chống, bục nước rất nguy hiểm. Do đó, mỏ Hà Lầm đã tiến hành nghiên cứu, thăm dò kỹ lưỡng để từ đó có phương pháp khai thác hợp lý. 4.1.2. Điều kiện kinh tế - xã hội Mỏ than Hà Lầm thuộc địa phận phường Hà Lầm, thành phố Hạ Long. Với diện tích toàn phường là 4,01 km2, tổng dân số 8751 người, mật độ dân số đạt 2182 người/km². Chủ yếu là dân tộc kinh, ngoài ra có một số là dân tộc ít người khác dân cư đông đúc. Với sự phát triển mạnh mẽ thì còn có các tiểu thủ công nghiệp, thương mại dịch vụ hoạt động trên địa bàn ngày càng đa dạng, cơ sở hạ tầng của khu vực khá thuận lợi, hệ thống giao thông thuận lợi, có tuyến đường chính nối ra trục đường chính của quốc lộ 18. Trong công ty thì tỷ lệ cao 93,6% tổng số công nhân viên toàn công ty, lao động phổ thông có số lượng rất ít 72 người. Bậc thợ trung bình của các ngành nghề tương đối cao và trình độ của các công nhân giữa các ngành nghề khá đồng đều. Tuổi đời của công nhân viên trong công ty khá trẻ. Đa số công nhân có tuổi đời từ 25 đến 35, chiếm 43,7% tổng số công nhân kỹ thuật. Đây là độ tuổi có sức khỏe tốt và cũng đã có kinh nghiệm trong nghề, ham học hỏi, có khả năng nâng cao tay nghề hơn nữa. Cơ cấu lao động của công ty như vậy là khá hợp lý, công nhân sản xuất công nghiệp chiếm 95,9% tổng số công nhân viên bộ phận gián tiếp chiếm tỷ lệ rất nhỏ. Đối với doanh nghiệp phần lớn là khai thác thủ công như nước ta hiện nay thì tỷ lệ nay là cân đối. Nhìn chung điều kiện kinh tế - xã hội của khu mỏ là khá thuận lợi.
24 4.2. Khái quát tổng quan về Công ty cổ phần than Hà Lầm – Vinacomin 4.2.1. Quá trình hình thành và phát triển của công ty Ngày 1-8-1960 ( sau gần 6 năm khôi phục và hàn gắn vết thương chiến tranh do thực dân Pháp gây ra và sự phá hoại của chủ mỏ Pháp trước khi rút đi ) mỏ than Hà Lầm được thành lập. Lúc mới thành lập, lực lượng cán bộ công nhân có 1.103 người, trong đó có 62 đảng viên, 130 đoàn viên thanh niên, 912 đoàn viên công đoàn và 108 cán bộ, chiến sĩ thuộc lực lượng tự vệ. Diện khai thác mỏ Hà Lầm chỉ có 2 công trường 65 và công trường 77,78 gọi tắt là khu lò Đông do Pháp đã khai thác để lại. Công nghệ khai thác lúc này hoàn toàn thủ công, máy móc thiết bị chưa có gì, cả mỏ chưa có một trung cấp, một kỹ sư. Với sự cố gắng của toàn thể công nhân viên mỏ đã từng bước đạt được nhiều kết quả tốt trong sản xuất Bảng 4.5 : Kết quả khai thác và sản xuất than trong các năm 1965-1972 Năm Kế hoạch( tấn) Thực hiện ( tấn) 1965 489.000 496.250 1966 - 385.000 1967 - 280.000 1968 - 170.000 1969 280.000 295.784 1970 230.000 311.561 1971 300.000 352.516 1972 - 189.000 Chú giải: “-”: Không có kế hoạch (Nguồn: [9]) Từ khi được thành lập mỏ Hà Lầm đã vinh dự lần lượt được đón tiếp các đồng chí lãnh đạo cao cấp nhất của Đảng, Nhà nước và quân đội về thăm: Đồng chí Trường Chinh( 1962 ), Phạm Văn Đồng( 1964 ), Lê Duẩn( 1982 ),
25 Nguyễn Thị Định, Nguyễn Thị Bình, Võ Văn Kiệt( 1983 ) v.v Đây thực sự là sự quan tâm của Đảng, Nhà nước đối với công nhân mỏ. Với sự động viên quan tâm của nhà nước cùng với sự cố gắng của toàn thể mỏ thì sản lượng khai thác, sản xuất của mỏ Hà Lầm đã không ngừng tăng qua các năm như. Bảng 4.6: Bảng thể hiện sản xuất, tiêu thụ và doanh thu doanh nghiệp Năm Sản lượng than Nguyên Sản lượng than Nguyên Doanh thu(Tỉ sản xuất(tấn) tiêu thụ(tấn) VNĐ) 2003 834 846 796 888 218.7 2004 1 201 606 1 092 736 343.8 2005 1 487 307 1 271 132 445.8 2006 1 778 521 1 621 773 532.5 2007 1 764 621 1 632 679 598.9 (Nguồn: [9]) Ngày 3/2/2009, Công ty cổ phần Than Hà Lầm – TKV đã khởi công xây dựng dự án khai thác dưới mức – 50m. Đây là công trình khai thác được mở vỉa bằng 3 giếng đứng đầu tiên tại Việt Nam, tổng mức đầu tư trên 2,2 nghìn tỷ đồng, sản lượng khai thác 2,4 triệu tấn/ năm, thời gian khai thác từ 40 đến 50 năm ( Không kể thời gian xây dựng cơ bản ). Ngày 12/11/2009 thợ mỏ Hà Lầm đã chính thức đặt chân xuống mức - 300 đánh dấu một bước ngoặt lớn trong lịch sử phát triển của ngành than Việt Nam. Đây là một sự kiện đặc biệt quan trọng, khẳng định sự lớn mạnh của thợ mỏ Hà Lầm, từng bước khẳng định thương hiệu “ Than Hà Lầm ” trên nền kinh tế thị trường. Ngày 09 tháng 2 năm 2010 công nhân, cán bộ Công ty cổ phần than Hà Lầm - TKV vinh dự được đón Đồng chí Nông Đức Mạnh - Tổng Bí thư Ban chấp hành Trung ương Đảng cộng sản Việt Nam về thăm. Đồng chí biểu dương và ghi nhận những thành tích đã đạt được của đội ngũ công nhân, cán
26 bộ Công ty cổ phần Than Hà Lầm trong những năm qua, đã góp phần vào sự bình ổn xã hội và phát triển chung của nền kinh tế đất nước, góp phần thực hiện mục tiêu bảo đảm an ninh năng lượng quốc gia với những truyên thống đố cán bộ công nhân viên than Hà Lầm luôn tự hào, cố gắng phấn đấu để xấy dựng và phát triển, nhằm tăng năng suất sản lượng khai thác than . 4.2.2.Quy trình công nghệ khai thác than hầm lò của công ty Hiện nay công ty đang khai thác theo công nghệ là - Công nghệ khai thác : lò chợ khấu theo chiều dài dốc bằng khoan nổ mìn giữ bằng giá thủy lực di động loại XDY – 1T2/LY, giá khung di động GK/1006/1.6/2.4/HT, giá thủy lực di động liên kết bằng mắc xích ZH1800/16/24ZL. - Khấu than bằng phương pháp khoan nổ mìn. - Thông gió mỏ + Sơ đồ thông gió áp dụng : hỗn hợp + Phương pháp thông gió: hút khu vực Thiết bị thông gió chính: quạt BDCZ-11 do Trung Quốc sản xuất hoặc quạt của các nước khác có đặc điểm kỹ thuật tương đương. * Vận tải trong lò Sơ đồ vận tải: vận tải than trong lò chợ bằng máng cào hoặc máng trượt, vận tải mức -50 bằng tàu điện xe goòng kết hợp với băng tải, vận tải than qua giếng nghiêng phụ bằng hệ thống băng tải điện, vận tải người, thiết bị, vật liệu qua giếng nghiêng chính bằng hệ thống vận tải đường ray kiểu DL 2010-80-6 của cộng hòa Séc. Thiết bị vận tải tàu điện mức -50: đầu máu sử dụng loại ZK -10-6 của Trung Quốc hoặc 10KP của Nga, xe goòng sử dụng loại trọng tải 1 tấn do Việt Nam sản xuất. * Sàng tuyển than Công nghệ sàn tuyển than:sàng phân loại
27 Phương pháp tuyển và độ sâu tuyển : tuyển thủ công cỡ hạt +35 mm và tuyển bằng máy. * Đổ thải Hiên này đất dá thải của hoạt động khai thác, chế biến than của công ty được đổ ra bãi thải trong Bắc Hữu Nghị. Khoan nổ mìn Lò chợ khấu than Combai khấu than Than nguyên khai Đến nhà máy tuyển Hình 4.3. Sơ đồ quy trình khai thác sản xuất than hầm lò của Công ty cổ phần than Hà Lầm - Vinacomin 4.2.3. Nguyên, nhiên vật liệu sử dụng cho khai thác, sản xuất than của công ty Công ty là một đơn vị có nghành nghề chính là khai thác, sản xuất và chế biến than, nên các nguồn nguyên, nhiên vật liệu chính chủ yếu cung cấp cho hoạt động khai thác như : xăng, dầu phục vụ cho các thiết bị khai thác vận chuyển, vật liệu nổ công nghiệp phục vụ việc phá bóc đất đá, băng tải cao su phục vụ cho việc vận chuyển than, gỗ trụ, ỏ và sắt thép phục vụ việc trống trụ lò và các thiết bị khai thác mỏ khác
28 Bảng 4.7. Nhu cầu nguyên, nhiên liệu sử dụng cho sản xuất của Công ty cổ phần than Hà Lầm – Vinacomin Tên vật liệu, Định Khốilượng Nhu cầu sử TT Đợn vị nhiên liệu mức công việc dụng Vật liệu chính Kg/1000 Thuốc nổ hầm lò 140 605 84691 Tấn Gỗ chống lò M3/1000T 5,56 605 3360 Thép chống lò Kg/m 269,9 8187 2210024 1 Cột, xà chống Cái/1000T 4,4 499 2194 thủy lực Cầu, máng trượt, Cái/1000T 1,23 605 744,15 cầu máng cào Mũi khoan than Cái/1000T 6,5 605 3930 Nhiên liệu 2 Dầu Diesel Lít 5772 942202 Xăng Lít/1000T 31,68 884 28021 (Nguồn :Số liệu thống kê của công ty trong 6 tháng đầu năm 2017) 4.3. Hiện trạng nước thải hầm lò và quy trình xử lý nước thải hầm lò của Công ty cổ phần than Hà Lầm – Vinacomin 4.3.1. Hiện trạng nước thải hầm lò của Công ty cổ phần than Hà Lầm - Vinacomin Nước thải hầm lò phát sinh chủ yếu do nguồn nước ngầm và từ nguồn nước bề mặt thẩm thấu xuống và một phần nước phục vụ sản xuất cấp xuống cùng với đó là lượng nước mưa chảy tràn cũng được công ty thu gom. Nguồn nước này sẽ được chia làm hai phần, 1 phần xử lý rồi thải ra môi trường, 1 phần xử lý và cho tuần hoàn làm nước sử dụng cho công nghiệp như : phun
29 tưới, đường, tắm,giặt của công nhân. Ngoài ra còn có lẫn nước mưa chảy tràn trên bề mặt khu vực kho bãi than tại mặt bằng +65, đường khu vực trạm cân mặt bằng +65 và nước mưa chảy tràn tại khu vực mặt bằng kho bãi than ở mặt bằng +28 với lưu lượng xả thải lớn nhất là 840 m3/ngày đêm, do trên bề mặt khia trường có những chất với nhiều thành phần hóa học khác nhau nhưng với hàm lượng nhỏ, không đáng kể tuy nhiên lượng đất đá bị rửa trôi theo bề mặt lớn do khai trường không có thảm thực vật, ngoài ra tại các khu vực như có máy móc hoạt động đều có hàm lượng dầu mỡ nhất định nếu không xử lý sẽ làm hàm lượng colifrom cao và ở các khu vực tuyển than của công ty thì do có nhiều hạt than mịn, các hạt khoáng vật, sét lơ lửng và các chất hòa tan khác cũng làm cho nước thải có hàm lượng Fe, Mn hay một số kim loại cao. Nên công ty đã được thu gom cho vào chung với nước thải hầm lò của mỏ. Quá trình lấy mẫu tại mặt bằng +28-Hà Lầm – tỉnh Quảng Ninh. Lấy 4 mẫu trung bình mỗi tháng lấy 1 mẫu vào mùa mưa. Qua quá trình lấy mẫu và phân tích các mẫu nước thải hầm lò chưa qua xử lý của mỏ than Hà Lầm trong giai đoạn từ tháng 9/2017 đến tháng 12/2017 qua 4 lần theo dõi và phân tích được trình bày trong bảng 4.8.
30 Bảng 4.8. Kết quả phân tích chất lượng nước thải hầm lò chưa qua xử lý của mỏ than Hà Lầm trong 4 đợt (05/09 đến 11/12/2017) Kết quả Giá trị QCVN trung 40:2015/ TT Chỉ tiêu Đơn vị 05/09/ 05/10/ 15/11/ 11/12/ bình BTNMT 2017 2017 2017 2017 (cột B) 1 pH - 4 4 4,5 4,5 4,25 5,5 – 9 2 TSS mg/l 389 489 559 700 534,25 100 3 Pb mg/l 0,006 0,006 0,006 0,006 0,006 0,5 4 Cu mg/l 0,46 0,46 0,46 0,46 0,46 2 5 Fe tổng mg/l 1,1 1,1 2,1 2,1 1,6 5 6 Cd mg/l KPH KPH - - 0,1 7 Mn mg/l 4 4 - - 4 1 202 8 COD mg/l - - 154 250 150 BOD5 19 9 mg/l - - 18 20 50 (200C) 10 Tổng P mg/l - - 0,3 0,3 0,3 6 Dầu mỡ 17,2 11 mg/l - - 16,2 18,2 10 khoáng Tổng MPN/10 1800 12 1800 1800 1800 1800 5000 coliform 0 (Nguồn: Kết quả nghiên cứu ) Ghi chú : KPH : không phát hiện : “-”: Không có kết quả
31 Qua kết quả theo dõi và lấy mẫu phân tích trong giai đoạn từ tháng 9 đến tháng 12/2017 (qua 4 lần lấy mẫu và phân tích ) vừa rồi được thể hiện ở bảng 4.6 thì thấy nước thải hầm lò của mỏ than Hà Lầm có giá trị pH thấp, hàm lượng chất rắn lơ lửng (TSS ), Dầu mỡ khoáng, mangan ( Mn), COD đều cao và vượt giới hạn cho phép được quy định tại cột B của QCVN 40:2011/BTNMT cột B đối với nước thải công nghiệp, nhưng cũng có những chỉ tiêu đạt chỉ tiêu cho phép như Pb, Cu, Cd, BOD5, Tổng coliform cụ thể như sau: - Gía trị pH: giá trị pH của mỏ than Hà Lầm giao động từ 4÷ 4,5 thấp hơn giới hạn cho phép từ 1 ÷ 1,5 lần, tùy thuộc vào thời điểm lấy mẫu, nhìn chung giá trị pH của mỏ thấp có tính axit là do đặc tính của nước thải hầm lò có giá trị pH thấp, giá trị pH trung bình là 4.25 và càng về tháng 11, 12 thì giá trị pH càng cao hơn sơ với các tháng trước là do một phần thời tiết lúc ấy hanh khô, mưa nhiều. Nên cần phải xử lý nâng pH lên mức trung tính trước khi thải ra môi trường (hình 4.4). Hình 4.4. Kết quả pH qua phân tích của mỏ than Hà Lầm - Hàm lượng TSS: hàm lượng chất rắn lơ lửng của mỏ than Hà Lầm khá cao, đều vượt giới hạn cho phép từ 3,5 ÷ 7 lần. Trong đó thấp nhất là
32 tháng 9 đạt giá trị 389mg/l và cao nhất là tháng 12 giá trị đạt 700 mg/l (còn quy định là 100mg/l),. Nên nước thải hầm lò cần được xử lý để giảm hàm lượng TSS trước khi thải ra môi trường (hình 4.5). 1000 700 500 559 Giới hạn 389 489 Kết quả mẫu 0 100 100 100 100 T9 T10 T11 T12 Hình 4.5. Kết quả TSS qua phân tích của mỏ than Hà Lầm - Kim loại nặng: hàm lượng các kim loại nặng gồm Cu, Pb, Cd trong nước thải hầm lò của mỏ Hà Lầm qua phân tích đều thấp và nằm trong ngưỡng cho phép, trong đó kim loại nặng có tính độc hại cao như Cd thì không phát hiện có trong mẫu nước thải hầm lò của công ty trong cả 4 lần lấy mẫu, qua đó cho thấy nước thải hầm lò của mỏ không bị ô nhiễm bởi các kim loại nặng (hình 4.6 và 4.7). 0,6 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,4 0,3 Giới hạn 0,2 Kết quả mẫu 0,1 0,006 0,006 0,006 0,006 0 Hình T94.6. Kết quả T10Pb qua phân T11tích của mỏ thanT12 Hà Lầm
33 2,5 2 2 2 2 2 1,5 Giới hạn 1 0,46 0,46 0,46 0,46 Kết quả mẫu 0,5 0 Hình T94.7. Kết quả T10Cu qua phânT11 tích của mỏ T12than Hà Lầm - Kim loại : qua 4 lần lấy mẫu và phân tích thì đều cho thấy nước thải hầm của mỏ Hà Lầm đều có hàm lượng các kim loại Mn và Fe cao, đều vượt ngưỡng cho phép trong đó. + hàm lượng Mn dao động từ 4 mg/l vượt quá giới hạn cho phép từ 4 lần (giới hạn cho phép là 1 mg/l)(hình 4.8). 5 4 4 4 3 Giới hạn 2 1 1 kết quả mẫu 1 0 Hình 4.8. KếtT9 quả Mn qua phân tích củaT10 mỏ than Hà Lầm + Hàm lượng Fe dao đông từ 1.1 ÷ 2.1 mg/l thấp hơn giới hạn cho phép từ 2.9÷3.9 ( giới hạn cho phép là 5mg/l ), mẫu có hàm lượng Fe thấp nhất là tháng 9, 11 với hàm lượng 1.1 mg/l và cao nhất là tháng 12 với hàm lượng 2.1mg/l (hình 4.9).
34 6 5 5 5 5 5 4 3 Giới hạn 2,1 2,1 2 Kết quả mẫu 1,1 1,1 1 0 HìnhT9 4.9. Kết quảT10 Fe qua phânT11 tích của mỏT12 than Hà Lầm - Dầu mỡ khoáng : hàm lượng dầu mỡ khoáng của nước thải mỏ dao động từ 16.2 ÷ 18.2 mg/l đều cao hơn so với ngưỡng cho phép từ 6.2 ÷ 8.2 (giới hạn cho phép là 10 mg/l). trong đó thấp nhất là mẫu ở tháng 11 với hàm lượng là 16.2mg/l và cao nhất là mẫu ở tháng 12 với hàm lượng là 18.2mg/l. Qua đây cho thấy nước thải của mỏ Hà Lầm bị ô nhiễm bởi dầu mỡ khoáng, cho thấy công ty cũng có sự quản lý, kiểm soát lượng dầu mỡ khoáng trong quá trình khái thác, sản xuất than chưa tốt (hình 4.10). 20 16,2 18,2 15 10 10 10 giới hạn kết quả mẫu 5 0 T11 T12 Hình 4.10. Kết quả Dầu mỡ khoáng qua phân tích của mỏ than Hà Lầm
35 - Tổng coliform : hàm lượng tổng coliform là hàm lượng để đánh giá mức độ ô nhiễm vi sinh vật đối với nước thải hầm lò, qua bảng kết quả phân tích vừa rồi cho thấy nước thải hầm lò Hà Lầm có hàm lượng tổng coliform rất thấp và ổn định đạt giá trị 1800 MPN/100ml, thấp hơn 2.78 lần so với ngưỡng quy đinh ( ngưỡng quy định là 5000 MPN/100ml), điều này cho thấy nước thải của mỏ không bị ô nhiễm bởi các vi sinh vật (hình 4.11). 6000 5000 5000 5000 5000 5000 4000 3000 giới hạn 1800 1800 1800 1800 2000 Kết quả mẫu 1000 0 T9 T10 T11 T12 Hình 4.11. Kết quả tổng Coliform qua phân tích của mỏ than Hà Lầm - Các thông số chất lượng nước khác : qua bảng ta thấy hàm lượng các chất hữu cơ có trong nước thải hầm lò của mỏ Hà Lầm là (hình 4.11) : + Hàm lượng COD: nước thải hầm lò của mỏ có hàm lượng COD dao động từ 154 ÷ 250mg/l, cao hơn so với quy định cho phép là 1,02 ÷ 1.67 lần (ngưỡng cho phép là 150mg/l), giá trị trung bình qua các đợt phân tích là 202mg/l. Nên cần được xử lý trước khi thải ra ngoài môi trường .
36 Hình 4.12. Kết quả COD qua phân tích của mỏ than Hà Lầm + Hàm lượng BOD5 : nước thải hầm lò của mỏ có hàm lượng BOD5 dao động từ 18 ÷ 20mg/l, thấp hơn so với quy định cho phép là 2.5 ÷ 2.89 lần ( ngưỡng cho phép là 50mg/l), giá trị trung bình qua các đợt phân tích là 19mg/l, hàm lượng đạt so với quy chuẩn cho phép. Hình 4.13. Kết quả BOD5qua phân tích của mỏ than Hà Lầm - Tổng P : Qua đồ thị cho thấy tổng P khá thấp. Chỉ chiếm 0.3mg/l. Thấp hơn 20 lần so với giới hạn cho phép ( giớ hạn 6mg/l). Từ đó cho thấy nguồn nước không bị ô nhiễm P(hình 4.14).
37 8 6 6 6 4 giới hạn kết quả mẫu 2 0,3 0,3 0 Hình 4.14. KếtT11 quả tổng P qua phân tíchT12 của mỏ than Hà Lầm Nhận xét chung: qua nghiên cứu theo dõi và lấy mẫu nghiên cứu phân tích các chỉ số đặc trưng trong nước thải hầm lò của mỏ than Hà Lầm cho thấy nước thải hầm lò của Công ty cổ phần than Hà Lầm – Vinacomin trước khi xử lý có giá trị pH thấp (dao động từ 4- 4,5); hàm lượng chất rắn lơ lửng (TSS) của mỏ khá cao đều vượt giới hạn cho phép từ 4 ÷ 7 lần; dầu mỡ khoáng vượt qua mức giói hạn là 1,6 đến 1,8 lần; hàm lượng Mn dao động 4 mg/l vượt quá giới hạn cho phép từ 4 lần; hàm lượng Fe dao đông từ 1.1÷ 2.1 mg/l trong thấp hơn giới hạn cho phép ; hàm lượng COD cao hơn so với quy định cho phép là 5 ÷ 8 lần. Ngoài ra thì các Kim loại nặng gồm Pb, Cd,tổng P, coliform, hàm lượng BOD5 ở trong nước thải hầm lò của công ty đều thấp hơn so với quy chuẩn chỉ số COD đều vượt cao và đặc biệt một đặc điểm riêng đối với nước thải hầm lò của mỏ than Hà Lầm khác với các mỏ khác đó là trong nước thải của mỏ có hầm lượng ion muối khá cao cụ thể là ion Cl- đó là do vị trí địa lý của khu mỏ gần biển cửa lục lên nước ngầm bị nhiễm mặn. Có thể thấy nước thải hầm lò của mỏ than Hà Lầm bị ô nhiễm và cần có biện pháp xử lý cũng như quản lý trước khi thải ra ngoài môi trường tránh gây ô nhiễm môi trường.
38 4.3.2.Quy trình thu gom và xử lý nước thải hầm lò của Công ty cổ phần than Hà Lầm – Vinacomin Nhận thấy sự cần thiết và cấp thiết của việc xử lý nước thải hầm lò lên công ty đã xây dựng các khu thu gom nước thải và khu xử lý nước thải sau khi khai thác và quy trình xử lý nước thải mỏ như sau. Đối với nước lượng nước mưa chảy tràn : để hạn chế nước mưa chảy tràn vào khu vực khai thác, bãi thải làm ảnh hưởng đến sản xuất cũng như gây ô nhiễm môi trường, nên công ty thiết kê đào mương rãnh hứng nước có kích thước rộng x cao là 700 x 1000mm. Sau đó bơm dẫn vào hệ thống hố lắng để tách chất rắn lơ lửng, kiểm tra chất lượng đạt tiêu chuẩn mới thải ra ngoài môi trường. Còn ngoài ra thì môt lượng nước mưa chảy tràn sẽ được thu gom chung với nước thải hầm lò để xử lý. Đối với nước thải hầm lò: Toàn bộ lượng nước thải hầm lò được thu gom về hố chứa tại mặt bằng -51 có dung tích trên 1000m3 để lắng tách các tạp chất thô, các hạt cặn có kích thước lớn tao điều kiện thuận lợi cho các công đoạn xử lý tiếp theo. Sau đó được bơm lên mặt bằng +28 chảy vào hệ thống rãnh hở xây gạch kích thước dài x rộng x sâu là :20 x 0,7 x 1,0 (m) chảy vào hệ thống xử lý nước thải hầm lò của công ty qua 3 hệ thống(nhưng chỉ áp dụng 2 hệ thống là hệ thống I và III). - Hê thống I: xây dựng từ năm 2004 với công suất thiết kế là 2.400m3/ngày đêm. Nước thải được bơm từ hố thu tại mặt bằng -51 sẽ được tự chảy qua hệ thống xử lý, nước thải sau khi xử lý sẽ được thoát ra suối Hà Lầm, chính là nơi tiêu thoát nước chính của mỏ sau đó sẽ theo suối ra vịnh. Công nghệ xử lý của hệ thống I xứ lý nước thải hầm lò của công ty: Nước thải được bơm từ hố thu gom tại mặt bằng -51 sẽ được bơm lên hệ thống xử lý tại mặt bằng +28, tại đây nước thải hầm lò sẽ đi qua song chắn rác để loại bỏ bớt rác thải trước khi được đưa vào bể điều hòa. Bể điều hòa vừa có tác dụng điều hòa lưu lượng dòng thải vừa có tác dụng như một bể lắng sơ cấp loại bỏ một phần chất rắn lơ lửng. Nước thải sau bể điều hòa được
39 dẫn sang bể phản ứng. Tại bể phản ứng nước thải được trộn với dung dịch NAOH, hóa chất PAC, hóa chất PAA và được sục khí cưỡng bức. Dung dịch NAOH có tác dụng điều chỉnh pH của nước thải hay nâng độ pH của nước thải hầm lò do có pH thấp, hóa chất PAC, hóa chất PAA là chất keo tụ và chất trợ lắng giúp quá trình lắng cặn trong nước thải xảy ra nhanh hơn. Dòng khí cưỡng bức đóng vai trò hòa trộn hóa chất và cung cấp oxy để oxi hóa các kim loại nặng trong nước thải được diễn ra nhanh hơn. Nước thải sau khi qua bể phản ứng được đưa về bể lắng, bể lắng là nơi ổn định dòng thải và loại bỏ chất rắn lơ lửng, kim loại nặng trong nước thải dưới dạng bùn lắng dần lắng xuống đáy bể ngược chiều với dòng nước thải vào phần nước trong được tràn qua hệ thống máng thu nước bề mặt sang ngăn cuối cùng của bể, nước sau khi được xử lý đạt yêu cầu về : độ pH, độ trong , độ oxy hóa, kim loại và kim loại nặng giảm đáng kể. Và có thể thải ra ngoài môi trường hay chính là suối Hà Lầm. Nước th ải hầm lò Vôi vữa Song chắn rắc + Bể điều hòa PAC Bể ph ản ứng PAA Máy thổi khí Bể lắng Thoát vào rãnh thoát nước chung Hình 4.15. Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải hầm lò số I của Công ty cổ phần than Hà Lầm - Vinacomin
40 - Hệ thống II: xây dựng và đi vào hoạt động từ tháng 6 năm 2008 có công suất thiết kế là 2500m3/ngày đêm với mục địch tái sử dụng lại 1 phần nước thải. Tuy nhiên từ quý 1/2014 hệ thống 2 không được sử dụng là hệ thống xử lý nước thải hầm lò mà hệ thống này được sử dụng như hệ thống xử lý nước cấp của công ty. - Hệ thống III: hoạt động từ tháng 1/2009 có công suất thiết kế là 2.500m3/ngày đêm, tuy nhiên công suất xử lý lớn nhất của trạm là 1.900m3/ngày đêm, nước thải hầm lò sau xử lý được tái xử dụng, khoảng 300m3/ngày đêm sẽ tiếp tục được xử lý lắng, lọc để sử dụng vào mục đích tắm, giặt của công nhân và một phần còn lại khoảng 1.600m3/ngày đêm sẽ được cấp để tưới đường, phun sương và vệ sinh công nghiệp. Công nghệ xử lý của hệ thống III xứ lý nước thải hầm lò của công ty: Nước thải được bơm từ hố gom tại mặt bằng -51 lên hệ thống xử lý tại mặt bằng +28, tại đây nước thải được chảy qua bể trung hòa 3 ngăn với dung tích 350m3. Tại đây các chất như : Dung dịch vôi sữa trong, dung dịch NAOH, dung dịch keo tụ PAC, PAA, hóa chất diệt khuẩn Ca(OCl)2 được hệ thống bơm định lượng châm hóa chất vào bể trung hòa theo tỉ lệ nhất định. Hóa chất được trộn đều với nước thải nhờ hệ thống sục khí được đặt vào tại đầu vào cảu dòng nước cấp. Nước thải sau khi trộn đều với hóa chất tiếp tục được phân phối trải đều khắp tiết diện bể nhờ hệ thống phân phối nước đặt sát đấy bể. Các hạt cặn lắng lơ lửng sau khi kết bông tạo thành các bông bùn có kích thước lớn sẽ dần dần lắng xuống đáy bể ngược chiều với dòng nước thải vào, phần nước trong được tràn qua hệ thống máng thu nước bề mặt sang ngắn cuối cùng của bể. Nước sau khi được xử lý qua bể trung hòa tương đối đạt yêu cầu về : độ pH, độ trong, độ sạch khuẩn, độ oxy hóa và tiếp tục được bơm áp lực luân phiên bơm tới hệ thống thiết bị lọc gồm 12 bình lọc áp lực chuyên dụng có dung tích 10m3/bình. Vật liệu lọc của thiết bị lọc chuyên
41 dụng này gồm : cát thạch anh 0,4 ÷ 0,8 mm, vật liệu lọc Fe và Mn, vật liệu đệm 0,9 ÷ 1,2 mm. Trong quá trình lọc các cặn bẩn được giữ lại trên bề mặt lớp vật liệu lọc, áp suất của bình lọc vượt giá trị an toàn nên phải tiến hành xả rửa bình lọc. + Quá trình xả rửa ngược được tiến hành dựa theo nguyên lý nước được đẩy từ dưới lên trên nhờ áp suất của bơm lọc kết hợp với máy nén khí để đẩy các cặn bẩn bám trên bề mặt lớp vật liệu lọc ra ngoài theo đường xả cặn. Thời gian tiến hành rửa ngược phụ thuộc vào mức độ bẩn của lớp vật liệu lọc. + Qúa trình xả rửa xuôi được tiến hành dựa theo nguyên lý nước được đưa từ trên xuống dưới nhờ áp suất của bơm để đẩy các chất cặn bẩn phía đáy của lớp vật liệu lọc theo đường xả cặn ra ngoài. Sau khi nước được lọc qua cụm 12 thiết bị lọc áp lực. Phần xả cặn ( trong quá trình rửa lọc ) và phần bùn trong bể xử lý trung hòa được định kỳ bơm về bể chứa bùn tập trung, sau đó được bốc xúc chuyển đổ bãi thải.
42 Nước sạch Sữa Keo tụ Keo tụ NAOH Ca(OCl)2 vôi PAA PAC Hệ thống bơm định lượng Hóa chất Bơm Bơm Bể Ngăn trộn hóa chất Ngăn Ngăn Cụm thiết bị kết hợp lắng 1 chứa lọc áp lực chứa lắng 2 Bơm bùn Xả cặn Nước thải vào Hệ thống máy Bể chứaBể bùn Nước thành thổi khí phẩm chứa bùn Bơm Bơm Hố lắng Sử dụng xử lý Hình 4.16. Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải hầm lò số II của Công ty cổ phần than Hà Lầm – Vinacomin - Nước thải hầm lò của mỏ Hà Lầm sau khi xử lý thì đạt kết quả như sau:
43 Bảng 4.9. Kết quả chất lượng nước thải hầm lò sau xử lý của mỏ than Hà Lầm Kết quả QCVN 40:2015/BTNMT TT Chỉ tiêu Đơn vị 05/09/ 05/10/ 15/11/ 11/12/ Giá trị trung bình (cột B) 2017 2017 2017 2017 1 pH - 6,7 7 7,5 7 7,05 5,5 – 9 2 TSS mg/l 80 80 80 90 82,5 100 3 Pb mg/l 0,005 0,005 0,005 0,005 0,005 0,5 4 Cu mg/l 0,38 0,38 0,38 0,38 0,38 2 5 Fe tổng mg/l 0,9 0,9 0,9 0,5 0,8 5 6 Cd mg/l KPH KPH - - 0,1 7 Mn mg/l 1 0.5 - - 0,75 1 8 COD mg/l - - 33 30 31,5 150 BOD5 9 mg/l - - 16,7 18 17,35 50 (200C) 10 Tổng P mg/l - - 0,28 0,28 0,28 6 11 Dầu mỡ khoáng mg/l - - 2,1 2,2 2,15 10 12 Tổng coliform MPN/100 1900 1900 1700 1700 1800 5000 - (Nguồn : Kết quả nghiên cứu ) - Ghi chú: - KPH: Không phát hiện “-”: không có kết quả
44 - Qua bảng kết quả 4.9 vừa rồi thì thấy nước thải hầm lò của mỏ Hà Lầm sau khi xử lý thì như đã thấy hầu như tất cả các thông số đều thấp hơn giới hạn cho phép và nằm trong mức quy định. Từ đó cho thấy công nghệ xử lý của công ty than Hà Lầm đạt hiệu quả rất cao. Nước Hệ thống I Cửa Rãnh thoát nước thải xử lý nước xả 2 nội bộ trong mặt hầm lò thải hầm lò bằng trạm XLNT Nguồn tiếp nhận Rãnh thoát nư ớc Rãnh thoát nước (suối Hà Lầm) chung (nước mặt + cổng trạm nước thải dân cư) Hình 4.17. Sơ đồ dẫn nước thải hầm lò sau khi xử lý ra nguồn tiếp nhận là suối Hà Lầm
45 Bảng 4.10. Kết quả so sánh chất lượng nước thải hầm lò trước và sau xử lý của mỏ than Hà Lầm Kết quả QCVN 40:2015 TT Chỉ tiêu Đơn vị 05/09/2017 05/10/2017 15/11/2017 11/12/2017 BTNMT W1 W2 W1 W2 W1 W2 W1 W2 (cột B) 1 pH - 4 6,7 4 7 4,5 7 4,5 7 5,5 – 9 2 TSS mg/l 389 80 489 80 559 80 700 90 100 3 Pb mg/l 0,006 0,005 0,006 0,005 0,006 0,005 0,006 0,005 0,5 4 Cu mg/l 0,46 0,38 0,46 0,38 0,46 0,48 0,46 0,38 2 5 Fe tổng mg/l 1,1 0,9 1,1 0,9 2,1 0,9 2,1 0,5 5 6 Cd mg/l KPH KPH KPH KPH KPH KPH KPH KPH 0,1 7 Mn mg/l 4 1 4 0.5 - - - - 1 8 COD mg/l - - - - 154 33 250 30 150 0 9 BOD5(20 ) mg/l - - - - 18 16.7 20 18 50 10 Tổng P mg/l - - - - 0,3 0,28 0,3 0,28 6 11 Dầu mỡ khoáng mg/l - - - - 16,2 2,1 18,2 2,2 10 12 Tổng coliform MPN/100 1800 1900 1800 1900 1800 1700 1800 1700 5000 - Ghi chú: - KPH: Không phát hiện - W1 : Nước thải hầm lò trước xử lý - W2 : Nước thải hầm lò sau xử lý “-”: không có kết quả
46 - Qua bảng kết quả 4.10 vừa rồi thì thấy nước thải hầm lò của mỏ Hà Lầm sau khi xử lý thì đạt tiêu chuẩn cho phép theo cột B QCVN 40:2015/BTNMT về nước thải công nghiệp các giá trị như pH, tổng chất rắn lơ lửng (TSS), các kim loại và kim loại nặng như Fe, Mn, Pb đều đạt yêu cầu, nằm trong ngưỡng cho phép và được phép thải ra ngoài môi trường . Các thông số như TSS,Fe tổng, Mn,COD giảm mạnh và đạt hiệu quả cao. Cụ thể hàm lượng trung bình TSS giảm từ 534.25mg/l về còn 82,5 mg/l ( giảm 451,75mg/l); Hàm lượng Fe tổng giảm 2 lần từ 1,6 về 0,8 mg/l; hàm lượng Mn giảm từ 4 về 0,75mg/l( giảm 5,3 lần); Còn hàm lượng COD giảm từ 202mg/l về còn 31,5 mg/l ( giảm 170,5 mg/l) .Từ đó cho ta thấy công nghệ xử lý của công ty Hà Lầm đạt hiệu quả rất cao. Nước thải sau khi xử lý của mỏ khi đã đạt yêu câu thì sẽ được thải ra ngoài môi trường tức thải ra suối Hà Lầm rồi theo suối thải ra biển (suối Hà Lầm là suối tự nhiên, về mùa khô lưu lượng nước nhỏ, mùa mưa đón thoát nước từ các triền đồi, suối cũng là nguồn tiếp nhận nước thải phát sinh từ các hoạt động dân sinh và sản xuất tại khu vực một cách trực tiếp hoặc một cách gián tiếp qua các nguồn nước mặt tại khu vực. Trong giao đoạn hiện tại và theo quy hoạch phát triển của khu vực thì nguồn nước suối không được sử dụng vào mục đích cấp sinh hoạt, sản xuất nông nghiệp hoặc nuôi trồng thủy sản nên việc thải bỏ nước thải hàm lò của công ty đã qua xử lý theo suối Hà Lầm là không gây ảnh hưởng đến suối). Các chế phẩm sử dụng trong hệ thống xử lý nước thải hầm lò của công ty bao gồm : - Chất keo tụ PAA, PAC - Hóa chất diệt khuẩn Ca(OCl)2 - Vôi cục hay NaOH 4.4. Đề xuất công nghệ xử lý nước thải hầm lò bằng màng lọc UF Việc tận dụng và tái tuần hoàn sử dụng nước thải hầm lò đã và đang được các công ty than tại Quảng Ninh chú trọng nghiêm cứu và áp dụng các
47 công nghệ để tận dụng nguồn nước thải đó. Trong quá trình nghiên cứu về nước thải hầm lò của mỏ than của công ty thì thấy nước thải hầm lò của công ty than Hà Lầm có những đặc trưng chung của nước thải hầm lò ở tỉnh Quảng Ninh nói riêng và cả nước nói chung, tuy nhiên có một đặc điểm khá khác so với các nước thải của các công ty khác đó là độ nhiễm mặn của nước thải khá cao, nước thải từ các hầm lò và các khai trường của công ty có độ muối cao, độ mặn lớn hay nồng độ ion Cl- lớn đó là do khu vực khai thác của công ty gần biển cửa lục, nên nước ngầm của khu vực đó bị hiện tượng nhiễm mặn, có nồng độ ion muối trong nước cao, nhất là ion Cl-. Xuất phát từ những nghiên cứu về nước thải hầm lò của công ty và những nghiên cứu, tài liệu tham khảo về các công nghệ xử lý nước thải hiện nay trên địa bàn của tỉnh em xin đề xuất công nghệ xử lý nước thải phục vụ cho sinh hoạt bằng công nghệ sử dụng màng lọc UF. Màng lọc UF được sử dụng chủ yếu để loại bỏ chất ô nhiễm và vi sinh vật . Các chất ô nhiễm được loại bỏ bao gồm chất rắn lơ lửng , SS , Độ dục , một số chất keo , vi khuẩn, sinh vật đơn bào và vi rút. Các hợp chất vô cơ ( photphorus,canxi, kim loại ) có thể được loại bỏ trong quá trình tiền xử lý hích hợp. Các hợp chất hữu cơ hòa tan cũng được loại bỏ , tùy thuộc vào trọng lượng các hợp chất. Hệ thống UF yêu cầu quá tình rửa lọc được tiến hành thường xuyên để loại bỏ các chất bẩn ở màng lọc. Hệ thống rửa ngược có thể sử dụng hoặc không sử dụng Clo , có hoặc không có cấp khí phụ thuộc vào hệ thống màng. Quá trình rửa ngược thường kéo dài từ 5 phút đến 1 giờ hoặc ngắn hơn tùy thuộc vào hệ thống màng và các yêu cầu xử lý cũng như chất lượng nước đầu vào . Hóa chất làm sạch tại chỗ được sử dụng định kỳ để giám sát mùi hôi và giảm thiểu sự gia tăng qua màng. 4.4.1 Màng lọc UF là gì ? Màng lọc UF( Ultra Filtration) hay còn gọi là màng siêu lọc sợi rỗng thẩm thấu, mỗi sợi màng có dạng hình ống, màu trắng, khi lọc cho phép nước đi từ
48 ngoài vào trong lòng ống nhờ áp lực dòng chảy của nước, khi ta bịt một đầu ống lại hoặc uốn ống theo hình chữ (U). Dưới áp lực dòng chảy của nước sẽ thấm qua các mao dẫn có kích thước khoảng từ 0,1~0,001micromet(µm). [12] 4.4.2 Công dụng của màng lọc UF Với kích thước từ 0,1~0,001micron (µm) màng lọc UF có thể lọc sạch các tạp chất có kích thước nhỏ hơn cả vi khuẩn, loại bỏ dầu, mỡ, hydroxit kim loại, chất keo, nhũ tương, chất rắn lơ lửng,và hầu hết các phân tử lớn từ nước và các dung dịch khác như (phấn hoa, tảo, kí sinh trùng, virut, và vi trùng gây bệnh )và đặc biệt là có thể triệt tiêu được vi khuẩn tới 99.9% dường như không còn vi khuẩn. Các phân tử có kích thước lớn hơn như các loại tạp chất, virus, vi khuẩn sẽ bị giữ lại và thải xả ra ngoài. qua tất cả các bước lọc khắt khe nhất từ các lõi lọc, cấp lọc và màng siêu lọc UF đã cho ra một nguồn nước siêu tinh khiết đảm bảo sức khỏe tối ưu cho mọi người sư dụng. [12] 4.4.3 Ứng dụng của màng lọc UF Thu hồi dầu mỡ/ xử lý nước thải: Rất nhiều ngàng công nghiệp xử dụng dầu để làm mát , bôi trơn và được thải bỏ sau 1 thời gian . Với màng UF , ta có thể dễ dàng tách được dầu từ nguồn nước thải này. Kích thước của phân tử dầu đủ nhỏ để chui qua lỗ lọc nhưng sức căng bề mặt của nó lại cản trở việc này khi màng lọc đã bị ướt). Sau khi dùng màng UF, nước thải chỉ còn chưa tới 10ppm dầu, phù hợp với quy định. Đặc biệt, có tới 30~60% lượng dầu được thu hồi để tái sử dụng. [12] Màng UF bảo vệ màng RO Lọc bảo vệ cho màng RO hiệu quả hơn nhiều so với các phương pháp truyền thống, vì nước sau khi lọc màng UF đã gần như tinh khiết, không còn vi khuẩn, cặn siêu nhỏ. Màng RO lúc này được làm việc trong môi trường sạch hơn và sẽ có tuổi thọ cao hơn.
49 Làm sạch nước máy: Nếu nước máy không bị ô nhiễm nặng, không có asen, nitrit, thuốc trừ sâu (theo công bố hàng năm của nhà cung cấp nước) ta chỉ cần dùng màng UF để tinh chế thành nước uống trực tiếp. Hình 4.18. Hình ảnh sơ đồ màng lọc UF 4.4.4 Đặc điểm chính: Màng siêu lọc (UF) là công nghệ lọc cung cấp một giải pháp hợp lý cho các dây chuyền sản xuất thực phẩm và đồ uống, chất lượng nước rất cao sau khi lọc qua màng UF dùng cho việc sản xuất nước khoáng, nước hoa quả, nước tăng lực. Màng UF tạo tạo nên một rào cản chắc chắn các vi sinh vật, bào tử và loại bỏ màu, chất hữu cơ (trong nguồn nước tự nhiên thường xuất hiện các chất tiết ra từ vỏ cây, các chất mùn vv), các chất rắn hoà tan trong nước. Quá trình lọc diễn ra ở nhiệt độ bình thường từ (0~ 35°C) và áp suất thấp từ (1~5 bar)nên tiêu thụ ít điện năng, cắt giảm chi phí hoạt động đáng kể. Kích thước của hệ thống gọn nhỏ, cấu trúc đơn giản nên không tốn mặt bằng lắp đặt. Không có nước thải lãng phí như RO tiếp kiệm lớn cho người sử dụng. Quy trình vận hành đơn giản, không cần nhiều nhân công.
50 Cấu trúc và vật liệu màng lọc đồng nhất sử dụng phương pháp lọc cơ học nên không làm biến đổi tính chất hóa học của nguồn nước. Vật liệu của màng lọc không xâm nhập vào nguồn nước, đảm bảo độ tinh khiết trong suốt quy trình xử lý. Hệ thống siêu lọc không cần tới thiết bị lắng hoặc vật liệu lọc. Thiết kế tiêu chuẩn dựa trên 1 module UF với dòng chảy từ ngoài vào trong các sợi rỗng sẽ giảm được công đoạn lắp đặt, tăng khả năng loại bỏ chất bẩn, tăng diện tích bề mặt và dễ dàng làm sạch màng lọc UF. [11] - - Dòng nước cấp vào đi theo hướng từ ngoài vào bên trong màng sợi rỗng. Chỉ có nước và các phân tử nhỏ có thể đi qua màng vào bên trong còn các chất rắn, vi khuẩn, virus bị giữ lại bề mặt ngoài của màng sợi rỗng. Module UF và Màng lọc - Module siêu lọc UF tận dụng vách kép của sợi rỗng (như ống mao dẫn) và màng PVDF với đường kính lỗ 0.03 micron nên có thể loại bỏ tạp chất, vi khuẩn, hầu hết các virus và huyền phù. - Mặc dù có đường kính lỗ lọc rất nhỏ, màng lọc vẫn có hiệu suất cao tương tự như vi lọc (Micro-Filtration MF) và hiệu quả có thể thay thế MF trong hầu hết các trường hợp.
51 - Hình 4.19. Hình ảnh cấu tạo bên trong ống lọc UF 4.4.5 Nguyên lí hoạt động màng lọc UF Theo một cơ chế ngược lại với các cơ chế thẩm thấu thông thường , nhờ lực hấp dẫn của trái đất để tạo ra sựu thẩm thấu của các phân tử nước qua các mao mạch của lõi lọc( chẳng hạn như lõi lọc dạng gốm Ceramic). Màng lọc UF hoạt động trên cơ chế chuyển động của các phân tử nước nhờ áp lực nén của máy bơm cao áp tạo ra một dòng chảy mạnh ( đay có thể là quá trình phân ly trong chính dòng nước ở môi trường bình thường nhờ áp lực ) đẩy các thành phần hóa học , các kim loại , tạp chất có trong nước chuyển động mạnh , văng ra vùng có áp lực thấp hay trôi theo dòng nước ra ngoài theo đường thải ( giống như nguyên lí hoạt động của thận người ). Các phân tử có kích thước >0.01 micron sẽ bị giữ lại. [10]
52 4.4.6 Ưu điểm và nhược điểm màng lọc UF Hình 4.20. Hình ảnh mô tả khả năng lọc của màng UF Hình 4.21. Hình ảnh thể hiện cấp độ lọc của các màng lọc Ưu điểm: -Có khả năng loại trừ các tạp chất, chất độc còn lại trong nước sau khi lọc sơ bộ như chất rắn lơ lửng (SS), chất keo, chất hòa tan, độ đục, đặc biệt là các tác nhân gây bệnh như vi khuẩn, vi rút, và nước đầu ra không chỉ tuyệt đối an toàn mà còn giữ lại được các khoáng chất cần thiết cho cơ thể.
53 - Quy trình vận hành đơn giản, quá trình lọc diễn ra ở nhiệt độ bình thường và áp suất thấp nên ít hoặc không tiêu thụ điện năng, giảm đáng kể chi phí vận hành. - Kích thuớc của hệ thống nhỏ gọn, cấu trúc đơn giản nên không tốn mặt bằng lắp đặt. - Cấu trúc và vật liệu màng lọc đồng nhất, vật liệu của màng lọc UF không xâm nhập vào nguồn nước và sử dụng phương pháp lọc cơ học nên không làm biến đổi tính chất hóa học của nguồn nước, đảm bảo độ tinh khiết trong suốt quy trình xử lý. - Rất thuận tiện trong việc xả rửa màng lọc, độ bền của màng cao (có thể lên đến 3 năm).Cách khắc phục: Cần xác định rõ nguồn nước đầu vào, các chỉ tiêu lý hóa cần phải đạt tiêu chuẩn nguồn nước sinh hoạt của bộ y tế. - Màng lọc UF có giá thành rẻ, phù hợp với thị trường, ngoài ra màng lọc UF còn lọc được cả vi khuẩn, vi rut và huyền phù -2 lớp lọc (lớp lọc kép): Ttăng tính đa dạng trong việc sử dụng màng. Nước có thể đi từ ngoài vào trong hoặc từ trong ra ngoài. -Độ tin cậy cao: Lớp lọc kép cho phép màng lọc vẫn hoạt động khi 1 lớp bị hư trong lúc vận hành. -Hoạt động ổn định và đáng tin cậy: Nhờ sợi làm màng có hình dạng và bề dày đồng nhất. -Tạo dòng chảy dễ dàng: Nhờ các khoảng trống hình “ngón tay” bên trong màng giúp tạo dòng chảy dễ dàng mà không cần tác động lực. -Độ bền lớn: Hệ khung xương bên trong lớp đỡ và tính đồng nhất của lớp đỡ giúp tăng tính bền, uyển chuyển cho màng lọc. [13] Nhược điểm: - Những chất khoáng còn lại trong nước có thể sẽ không có lợi cho cơ thể - Màng Lọc UF vẫn chưa đủ khả năng lọc sạch được các ion hóa trị I và ion đa hóa I. [13]
54 4.4.7: Nhận định ứng dụng UF khi áp dụng vào công nghệ xử lý . Như trên đã nêu thì ta thấy màng lọc UF vừa có giá thành rẻ, hiệu quả xử lý rất tốt, đáp ứng đủ nhu cầu và tiêu chuẩn nước dùng cho sinh hoạt và nước tahir đầu ra của nhà máy. Vì thế để áp dụng thêm công nghệ màng lọc UF vào hệ thống lọc của công ty than Hà lầm thì em xin đề xuất sẽ cho vào hệ thống III . Vì ở tại hệ thống này nước thải sau khi xử lý sẽ đươc tái sử dụng lại để dùng làm nước sinh hoạt, tắm giặt cho công nhân. Vì vậy khi đưa hệ thống màng lọc UF vào hệ thống này thì nước dùng cho công nhân sẽ được lọc thêm 1 lần nữa kĩ càng hơn, chất lượng nước dùng cũng được bảo đảm hơn.
55 PHẦN 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1. Kết luận Trên cơ sở phân tích đánh giá thì cho thấy nước thải hầm lò của Công ty cổ phần than Hà Lầm – Vinacomin trước khi xử lý có giá trị pH thấp (dao động từ 4- 4,5); hàm lượng chất rắn lơ lửng (TSS) của mỏ khá cao đều vượt giới hạn cho phép từ 4 ÷ 7 lần; dầu mỡ khoáng vượt qua mức giói hạn là 1,6 đến 1,8 lần; hàm lượng Mn dao động 4 mg/l vượt quá giới hạn cho phép từ 4 lần; hàm lượng Fe dao đông từ 1.1÷ 2.1 mg/l trong thấp hơn giới hạn cho phép ; hàm lượng COD cao hơn so với quy định cho phép là 5 ÷ 8 lần. Ngoài ra thì các Kim loại nặng gồm Pb, Cd,tổng P, coliform, hàm lượng BOD5 ở trong nước thải hầm lò của công ty đều thấp hơn so với quy chuẩn. Qua đó cho thấy nước thải hầm lò của công ty về cơ bản là bị ô nhiễm có tính chất ô nhiễm giống đa phần các các nước thải khi khai thác hầm lò và cần phải xử lý trước khi thải ra ngoài môi trường nhưng cũng thấy rằng công ty đã có những biện pháp giảm thiểu, quản lý tốt các vấn đề về dầu mỡ trong khi khai thác. Sau khi xử lý thì đạt tiêu chuẩn cho phép theo cột B QCVN 40:2015/BTNMT về nước thải công nghiệp các giá trị như pH, tổng chất rắn lơ lửng (TSS), các kim loại và kim loại nặng như Fe, Mn, Pb đều đạt yêu cầu, nằm trong ngưỡng cho phép và được phép thải ra ngoài môi trường . Các thông số như TSS,Fe tổng, Mn,COD giảm mạnh và đạt hiệu quả cao. Cụ thể hàm lượng trung bình TSS giảm từ 534.25mg/l về còn 82,5 mg/l ( giảm 451,75mg/l); Hàm lượng Fe tổng giảm 2 lần từ 1,6 về 0,8 mg/l; hàm lượng Mn giảm từ 4 về 0,75mg/l( giảm 5,3 lần); Còn hàm lượng COD giảm từ 202mg/l về còn 31,5 mg/l ( giảm 170,5 mg/l) .Từ đó cho ta thấy công nghệ xử lý của công ty Hà Lầm đạt hiệu quả rất cao.
56 Trên cơ sở nghiên cứu thì thấy công nghệ sử dụng màng lọc UF xử lý nước thải phục vụ cho sinh hoạt là phù hợp với Công ty than Hà Lầm, là một công nghệ giúp tiết kiện được chi phí trong việc mua nước để sinh hoạt của công ty, tận dụng được nguồn nước thải để sinh hoạt, tắm giặt, ngoài ra nước thải của công nghệ còn tận dụng được để làm nước tưới đường, phun sương dập bụi rất tốt, là công nghệ vận hành sử dụng tương đối đơn giản và rất được nhà nước khuyến khích. 5.2. Kiến nghị Để giảm thiểu những tác hại tiêu cực ảnh hưởng đến môi trường hiện nay của nước thải hầm lò của Công ty than Hà Lầm tại thành phố Hạ Long – tỉnh Quảng Ninh ta cần: -Thực hiện đúng các nguyên tắc bảo vệ môi trường trong báo cáo đánh giá tác động môi trường của công ty, các bản cam kết bảo vệ môi trường. - Lập báo cáo xả thải và quan trắc thường xuyên. - Chú trọng sử dụng những phương pháp xử lý mới, hiện đại, hiệu quả và tiết kiện. - Vận hành các công trình, công nghệ xử lý nước thải thường xuyên, đúng quy trình công nghệ. - Các cấp, các cơ quan có trách nhiệm của tỉnh Quảng Ninh và tập đoàn than Khoáng sản tích cực giám sát, tạo điều kiền thuận lợi cho công ty trong công tác xử lý, bảo vệ môi trường.
57 TÀI LIỆU THAM KHẢO I. Tiếng Việt 1. Báo cáo xả thải của Công ty cổ phần than Hà Lầm –Vinacomin. 2. Bộ Tài nguyên và Môi trường (2011), Quy chuẩn Việt Nam, QCVN 40:2011/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp. 3. Cơ sở khoa học môi trường, Lưu Đức Hải (2001), Nxb Đại học Quốc gia Hà Nội 4. Giáo trình “Quản lý tài nguyên nước và khoáng sản”, Dư Ngọc Thành (2008), Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên. 5. Hoàng Văn Hùng, Nguyễn Thanh Hải (2010), Bài giảng “Ô nhiễm môi trường”, Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên. 6. Lê Quốc Tuấn (2009), Báo cáo khao học môi trường “Ô nhiễm nước và hậu quả của nó”, Đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh. 7. Luật bảo vệ môi trường và các văn bản hướng dẫn thực hiện (2015). 8. Sở tài nguyên và môi trường tỉnh Quảng Ninh và các quy định về chất thải, quy định về bảo vệ môi trường của các mỏ đang hoạt động trên địa bàn. 9. Tập đoàn công nghiệp than và khoáng sản Việt Nam (TKV ), 2017, “Báo cáo tổng kết công tác BVMT của tổng công ty năm 2017”. II. Tài liệu trích dẫn từ INTERNET 10. Công nghệ lọc UF ( 11. Công ty cổ phần than Hà Lầm-vinacomin( 12. Màng lọc UF trong xử lý nước và nước thải ( pham/detail/mang-loc-uf-dung-trong-he-thong-xu-ly-nuoc-xu-ly-nuoc- thai-586.html) 13. Ưu nhược điểm của 3 công nghệ hiện dại nhất hiện nay ( loc-nuoc-hien-dai-nhat-hien-nay.htm)
PHỤ LỤC Một số hình ảnh về công ty và hệ thống xử lý của công ty Cổ phần than Hà Lầm-Vinacomin Hệ thống xử lý nước thải hầm lò công suất 4000m³/giờ tại mặt bằng Sân công nghiệp + 75 Nhà Điều khiển, giám sát vận hành của hệ thống thiết bị
Bể điều hòa kết hợp lắng sơ bộ trước khi vào hệ thống xử lý chính Cụm bể phản ứng kết hợp lắng lamen
Cụm bể lắng lamen Phần dưới của hệ thống bể lắng lamen
Hệ thống bể lọc Mn (mangan) Nước thải công nghiệp sau khi đã qua xử lý