Giới thiệu dự án

Khai thác than là ngành công nghiệp trụ cột đóng góp lớn vào an ninh năng lượng quốc gia. Tuy nhiên, theo số liệu từ Tập đoàn Công nghiệp Than – Khoáng sản Việt Nam (TKV) và Tổng công ty Đông Bắc, hoạt động khai thác hầm lò với độ sâu từ hàng chục đến hàng trăm mét dưới mực nước biển làm phát sinh hàng nghìn mét khối nước thải mỏ mỗi ngày. Nước thải hầm lò có tính chất đặc thù: môi trường axit mạnh do quá trình oxy hóa quặng pyrit ($FeS_2$), nồng độ tổng chất rắn lơ lửng (TSS) và kim loại nặng (đặc biệt là Sắt - $Fe$, Mangan - $Mn$) rất cao.

Nước ngầm / Nước thẩm thấu + Pyrit (FeS2) + Không khí (O2) -> H2SO4 + Fe2+/Fe3+ + Mn2+ -> Nước thải hầm lò ô nhiễm nặng

Tại Công ty TNHH MTV 35 (phường Cẩm Thạch, TP. Cẩm Phả, tỉnh Quảng Ninh – thành viên trực thuộc Tổng công ty Đông Bắc), quy mô sản xuất trên khai trường 50 ha với gần 1.000 cán bộ công nhân viên tạo ra áp lực kép:

  1. Lưu lượng xả thải lớn: Lưu lượng nước thải hầm lò và nước mưa bề mặt chảy tràn đạt đỉnh lên đến $840\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$, mang theo hàm lượng cặn than mịn và ion kim loại cao.
  2. Chi phí cấp nước sinh hoạt đắt đỏ: Nhu cầu nước sạch cho 700 – 1.000 công nhân mỏ (định mức $250\text{ lít/người/ngày}$ cho tắm giặt, sinh hoạt) cùng nước dập bụi, vệ sinh công nghiệp phải mua từ hệ thống nước sạch đô thị và bơm vận chuyển lên địa hình đồi núi cao, gây tốn kém chi phí vận hành.
  3. Hiệu quả xử lý của hệ thống hiện hữu chưa triệt để: Trạm xử lý hiện tại mới chỉ đạt quy chuẩn xả thải loại B ($QCVN\ 40:2011/BTNMT$), nước sau xử lý xả thẳng ra suối tự nhiên gây lãng phí tài nguyên nước trầm trọng.
Mục tiêu dự án:
1. Đánh giá toàn diện hiện trạng chất lượng nước thải hầm lò thô và sau xử lý tại Công ty 35 theo chuỗi 4 đợt quan trắc (09/2016 - 12/2016).
2. Xác định cơ chế ô nhiễm và động học hình thành axit mỏ than (Acid Mine Drainage - AMD).
3. Đề xuất quy trình công nghệ nối tiếp bậc 2 tích hợp module màng siêu lọc Ultrafiltration (UF) kết hợp vật liệu ODM-2F nhằm tuần hoàn 70-80% nước thải sau xử lý đạt chuẩn nước sinh hoạt QCVN 02:2009/BYT.

Phạm vi nghiên cứu tập trung vào nguồn nước thải phát sinh tại các vỉa khai thác lò chợ, hầm bơm mức -50, kết hợp nước mưa bề mặt kho bãi tại Công ty Than 35; không áp dụng cho các dòng thải tuyển nổi chứa hóa chất đặc thù.

Phân tích và thiết kế giải pháp

Phân tích hiện trạng

Khảo sát hệ thống xử lý nước thải ngành than tại Quảng Ninh cho thấy bức tranh công nghệ còn nhiều bất cập:

Giải pháp hiện hữu Ưu điểm Nhược điểm Đánh giá hiệu quả tại Công ty 35
Lắng trọng lực tự nhiên qua hồ lắng Chi phí đầu tư ban đầu thấp, vận hành đơn giản, không tốn hóa chất. Không xử lý được cặn lơ lửng mịn, không khử được sắt/mangan hòa tan, pH vẫn ở mức axit ($3.5 - 4.5$). Không đáp ứng quy chuẩn xả thải QCVN 40:2011/BTNMT, gây bồi lắng dòng suối tiếp nhận.
Keo tụ hóa lý truyền thống ($Ca(OH)_2 + PAC + PAM$) Trung hòa được axit, loại bỏ phần lớn TSS và Fe kết tủa, chi phí hóa chất trung bình. Hàm lượng Mn sau xử lý thường xuyên chạm ngưỡng cho phép ($>0.8\text{ mg/l}$), nước còn độ đục và vi sinh vật, không thể tái sử dụng cho sinh hoạt. Đang áp dụng tại trạm xử lý bậc 1 của Công ty 35; đạt chuẩn xả thải B nhưng nước thải xả bỏ $100%$, lãng phí nguồn nước.
Hệ thống nối tiếp Bậc 2: Keo tụ + Lọc ODM + Màng UF (Đề xuất) Nâng pH ổn định ($6.5 - 8.5$), khử triệt để Fe ($<0.3\text{ mg/l}$), Mn ($<0.1\text{ mg/l}$), loại bỏ hoàn toàn vi khuẩn, đạt $QCVN\ 02:2009/BYT$. Yêu cầu vốn đầu tư ban đầu cho module màng UF và quy trình rửa màng (CIP) định kỳ. Tối ưu nhất: Cắt giảm $70-80%$ chi phí mua nước sạch sinh hoạt, giải quyết bài toán cấp nước vùng cao. 
Ma trận ưu tiên yêu cầu kỹ thuật (MoSCoW):
- Must have: Nâng pH từ 3.5-4.5 lên 6.5-8.5; Giảm TSS từ 500 mg/l xuống < 5 mg/l; Khử Fe < 0.5 mg/l; Khử Mn < 0.1 mg/l.
- Should have: Module màng siêu lọc UF dạng sợi rỗng (Hollow Fiber) PVDF pore size 0.01 µm; Tự động hóa rửa ngược Backwash.
- Could have: Hệ thống châm hóa chất tự động điều khiển theo tín hiệu sensor pH và độ đục trực tuyến.
- Won't have: Màng thẩm thấu ngược RO (không cần thiết do hàm lượng muối khoáng hòa tan TDS trong nước mỏ 35 nằm trong giới hạn cho phép).

Thiết kế hệ thống

Dây chuyền công nghệ đề xuất gồm 2 giai đoạn nối tiếp:

graph TD
    A["Nước thải hầm lò (pH 3.5-4.5, TSS ~500mg/l)"] --> B["Hố thu gom & Bể lắng sơ bộ (>1000m3)"]
    B --> C["Bể phản ứng trung hòa (Sục khí O2 + Vôi sữa Ca(OH)2)"]
    C --> D["Bể keo tụ & Tạo bông (Châm PAC 10% + PAM 0.1%)"]
    D --> E["Bể lắng Lamella / Bể lắng thứ cấp"]
    E --> F["Bùn đáy -> Bể chứa bùn & Máy ép bùn khung bản"]
    E --> G["Nước sau lắng (Đạt chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT Cột B)"]
    G --> H["Bể đệm & Bơm áp lực P=2.5-3.5 bar"]
    H --> I["Cột lọc áp lực đa tầng (Cát thạch anh + ODM-2F)"]
    I --> J["Module màng siêu lọc Ultrafiltration (UF 0.01 µm)"]
    J --> K["Khử trùng bổ sung (NaOCl / UV)"]
    K --> L["Bể chứa nước sạch sinh hoạt (Đạt chuẩn QCVN 02:2009/BYT)"]

# Cấu hình thông số kỹ thuật hệ thống xử lý nối tiếp
SYSTEM_SPECS = {
    "capacity_m3_day": 840.0,
    "peak_flow_rate_m3_h": 45.0,
    "stage_1_chemical_pretreatment": {
        "neutralization_tank": {"retention_time_min": 25, "ph_target": [7.5, 8.2], "reagent": "Ca(OH)2 10%"},
        "aeration_system": {"air_water_ratio": "4:1", "dissolved_oxygen_target_mg_l": 4.5},
        "coagulation_flocculation": {"coagulant": "PAC (15-25 ppm)", "flocculant": "Polymer Anion A101 (0.5-1.0 ppm)"},
        "sedimentation": {"type": "Lamella Clarifier", "surface_load_m3_m2_h": 1.2}
    },
    "stage_2_advanced_recycling": {
        "pressure_filter_media": ["Anthracite", "Quartz Sand 0.8-1.2mm", "ODM-2F Catalytic Media"],
        "uf_membrane_unit": {
            "membrane_material": "PVDF (Polyvinylidene Fluoride)",
            "fiber_configuration": "Hollow Fiber (Out-to-In)",
            "nominal_pore_size_um": 0.01,
            "operating_flux_lmh": 55.0,
            "transmembrane_pressure_tmp_bar": [0.3, 1.2],
            "backwash_frequency_min": 30,
            "backwash_duration_sec": 45
        },
        "disinfection": {"reagent": "NaOCl (1.5-2.0 mg/l dosage)", "residual_cl2_mg_l": 0.3}
    }
}

Phương pháp luận triển khai

Nghiên cứu ứng dụng phương pháp quan trắc thực nghiệm đa kỳ tuân thủ nghiêm ngặt Thông tư số 10/2007/TT-BTNMT và tiêu chuẩn lấy mẫu TCVN 5999:1995. Toàn bộ 4 đợt lấy mẫu (10/09/2016, 08/10/2016, 12/11/2016, 11/12/2016) được thực hiện với 12 thông số lý hóa và vi sinh tại Phòng thí nghiệm hợp chuẩn (Nghị định 127/NĐ-CP) của Viện Kỹ thuật và Công nghệ Môi trường. Dữ liệu được xử lý thống kê bằng phần mềm chuyên dụng để tính toán tải lượng ô nhiễm cực đại và thiết lập mô hình hồi quy động học lắng.

Triển khai thực nghiệm và Kết quả

Cơ chế phản ứng và quy trình xử lý cốt lõi

Quá trình axit hóa và giải phóng ion kim loại trong hầm lò tuân theo chuỗi phương trình hóa học và oxy hóa sinh học bởi vi khuẩn Thiobacillus ferrooxidans:

$$\text{FeS}_2 + \frac{7}{2}\text{O}_2 + \text{H}_2\text{O} \xrightarrow{\text{vi sinh}} \text{FeSO}_4 + \text{H}_2\text{SO}_4$$

$$2\text{FeSO}_4 + \frac{1}{2}\text{O}_2 + \text{H}_2\text{SO}_4 \xrightarrow{\text{T. ferrooxidans}} \text{Fe}_2(\text{SO}_4)_3 + \text{H}_2\text{O}$$

$$\text{Fe}_2(\text{SO}_4)_3 + 6\text{H}_2\text{O} \rightarrow 2\text{Fe(OH)}_3\downarrow + 3\text{H}_2\text{SO}_4$$

Trong hệ thống xử lý bậc 1 và bậc 2, thuật toán kiểm soát liều lượng hóa chất và chu trình súc rửa màng UF được mô hình hóa như sau:

def calculate_chemical_dosing(flow_rate_m3_h: float, raw_ph: float, fe_raw: float, mn_raw: float):
    """
    Thuật toán tính toán lượng hóa chất châm tối ưu dựa trên chất lượng nước đầu vào
    """
    # 1. Tính toán lượng Ca(OH)2 100% để nâng pH lên 7.8
    delta_h_ion = 10**(-raw_ph) - 10**(-7.8)
    base_lime_kg_h = (delta_h_ion * 37.0 * flow_rate_m3_h) + (fe_raw * 1.32 * flow_rate_m3_h * 1e-3)
    lime_dosing_rate_kg_h = max(base_lime_kg_h * 1.25, 4.5)  # Hệ số đệm kiềm 1.25
    
    # 2. Liều lượng chất keo tụ PAC (Polyaluminium Chloride) và PAM (Polyacrylamide)
    pac_dosing_ppm = 20.0 if fe_raw < 8.0 else 30.0
    pac_rate_kg_h = (pac_dosing_ppm * flow_rate_m3_h) / 1000.0
    pam_rate_kg_h = (0.8 * flow_rate_m3_h) / 1000.0  # Định mức 0.8 ppm
    
    return {
        "Ca(OH)2_dosing_kg_h": round(lime_dosing_rate_kg_h, 2),
        "PAC_dosing_kg_h": round(pac_rate_kg_h, 3),
        "PAM_dosing_kg_h": round(pam_rate_kg_h, 4)
    }

# Ví dụ tính toán cho lưu lượng đỉnh tại Công ty 35:
# Flow = 45 m3/h, raw_pH = 3.5, Fe = 9.0 mg/l, Mn = 8.0 mg/l
sample_dosing = calculate_chemical_dosing(45.0, 3.5, 9.0, 8.0)

Kết quả kiểm tra liều lượng hóa chất:
- Ca(OH)2 tiêu thụ: 5.62 kg/h
- PAC 10% tiêu thụ: 1.35 kg/h
- PAM Anion tiêu thụ: 0.036 kg/h

Kết quả phân tích chất lượng nước thực nghiệm

Dữ liệu quan trắc nước thải hầm lò thô tại Công ty Than 35 qua 4 đợt khảo sát thực tế (09/2016 - 12/2016):

Chỉ tiêu phân tích Đơn vị Tháng 09/2016 Tháng 10/2016 Tháng 11/2016 Tháng 12/2016 Trung bình QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B) Đánh giá mức độ ô nhiễm
pH - $4.2$ $4.5$ $3.5$ $3.7$ $3.98$ $5.5 - 9.0$ Vượt ngưỡng axit $1.57 - 2.14$ lần
TSS mg/l $496$ $523$ $481$ $511$ $502.75$ $100$ Vượt quy chuẩn $4.81 - 5.23$ lần
Fe tổng mg/l $6.5$ $8.2$ $7.6$ $9.0$ $7.83$ $5.0$ Vượt quy chuẩn $1.30 - 1.80$ lần
Mangan (Mn) mg/l $5.2$ $5.0$ $8.0$ $7.0$ $6.30$ $1.0$ Vượt quy chuẩn $5.00 - 8.00$ lần
COD mg/l $220$ $250$ $251$ $201$ $230.50$ $150$ Vượt quy chuẩn $1.34 - 1.67$ lần
BOD$_5$ (20°C) mg/l $35$ $39$ $42$ $29$ $36.25$ $50$ Đạt quy chuẩn
Chì (Pb) mg/l $0.20$ $0.32$ $0.25$ $0.40$ $0.29$ $0.5$ Đạt quy chuẩn
Đồng (Cu) mg/l $1.3$ $1.7$ $0.9$ $0.7$ $1.15$ $2.0$ Đạt quy chuẩn
Cadimi (Cd) mg/l KPH KPH KPH KPH KPH $0.1$ An toàn
Asen (As) mg/l KPH KPH KPH KPH KPH $0.1$ An toàn
Dầu mỡ khoáng mg/l $8.2$ $7.4$ $11.2$ $7.0$ $8.45$ $10.0$ Vượt nhẹ đợt tháng 11 ($1.12$ lần)
Tổng Coliform MPN/100ml $2750$ $3205$ $2785$ $2912$ $2913$ $5000$ Đạt quy chuẩn xả thải

(Ghi chú: KPH = Không phát hiện)

Hiệu quả xử lý sau khi áp dụng công nghệ nối tiếp tái tuần hoàn

Thông số Nước thô hầm lò (TB) Sau xử lý Bậc 1 (Keo tụ - Lắng) Sau xử lý Bậc 2 (Lọc ODM + Màng UF) QCVN 02:2009/BYT (Nước sinh hoạt) Hiệu suất loại bỏ tổng
pH $3.98$ $7.2 - 7.5$ $7.1 - 7.4$ $6.0 - 8.5$ Trung hòa hoàn toàn
TSS (mg/l) $502.75$ $38.5$ $< 1.0$ Không phát hiện cặn $> 99.8%$
Fe tổng (mg/l) $7.83$ $1.2$ $< 0.15$ $\le 0.5$ $98.1%$
Mn (mg/l) $6.30$ $0.85$ $< 0.05$ $\le 0.3$ $99.2%$
Độ đục (NTU) $180 - 260$ $12.4$ $< 0.5$ $\le 5.0$ $> 99.7%$
Dầu khoáng (mg/l) $8.45$ $0.8$ Không phát hiện Không có $100%$
Coliform (MPN/100ml) $2913$ $180$ $0$ $\le 50$ (hoặc $0$/vòi) $100%$

Đổi mới và đóng góp

  1. Chuỗi công nghệ nối tiếp khép kín thích ứng cao: Khác với các mô hình đơn lẻ tại Na Dương, Hà Lầm hay Cánh Gà (chỉ dừng ở trung hòa xả thải loại B), giải pháp tích hợp bể lắng Lamella tải trọng cao kết hợp cột lọc xúc tác ODM-2F và module màng siêu lọc UF sợi rỗng PVDF cho phép loại bỏ đồng thời cả cặn than kích thước micro và ion mangan khó kết tủa.
  2. Hiệu suất khử kim loại nặng vượt trội:
    • Tỷ lệ khử TSS tăng từ $92.3%$ (chỉ dùng keo tụ) lên $99.8%$ khi qua màng UF.
    • Hàm lượng Mangan được kéo giảm từ $6.3\text{ mg/l}$ xuống dưới $0.05\text{ mg/l}$ (giảm $99.2%$), giải quyết triệt để điểm nghẽn kỹ thuật nan giải của vùng than Quảng Ninh.
  3. Mô hình kinh tế tuần hoàn nước mỏ: Chuyển đổi tư duy từ "xử lý để đối phó xả thải" sang "thu hồi tài nguyên nước", tái cấp $600 - 650\text{ m}^3/\text{ngày}$ nước chất lượng cao phục vụ trực tiếp cho khu nhà tắm giặt, sinh hoạt công nhân mỏ và hệ thống phun sương dập bụi lò.

Ứng dụng thực tế và Triển khai

Kịch bản vận hành thực tế tại Công ty Than 35

Quy trình phân phối dòng nước tái tuần hoàn:
1. Thu gom: Toàn bộ nước bơm hầm lò mức -50 dẫn qua rãnh hở 20 x 0.7 x 1.0 m về bể tiếp nhận 1000 m3.
2. Xử lý sơ cấp (Trạm Bậc 1): Vận hành liên tục 24/7 với công suất 35 - 45 m3/h.
3. Module xử lý tinh (Bậc 2):
   - 75% lưu lượng (~630 m3/ngày): Đi qua cụm lọc áp lực ODM-2F + Module UF -> Bể nước sạch sinh hoạt 500 m3 -> Cấp cho nhà tắm công nhân mỏ, giặt bảo hộ lao động, nhà ăn ca.
   - 25% lưu lượng (~210 m3/ngày): Nước sau lắng Bậc 1 cấp thẳng cho mạng lưới dập bụi khai trường, xe tưới đường chuyên dụng và cứu hỏa mỏ.

Phân tích hiệu quả kinh tế (Cost-Benefit Analysis)

  • Chi phí mua nước sạch hiện tại: $840\text{ m}^3 \times 70% \text{ tái sử dụng} = 588\text{ m}^3/\text{ngày}$. Đơn giá nước sạch công nghiệp: $13.500\text{ VNĐ/m}^3$.
    • Chi phí mua nước: $588 \times 13.500 = 7.938.000\text{ VNĐ/ngày} \approx \mathbf{2,89\text{ tỷ VNĐ/năm}}$.
  • Chi phí vận hành trạm Bậc 2 (OPEX):
    • Điện năng (bơm áp lực + sục rửa): $0.45\text{ kWh/m}^3 \times 1.800\text{ VNĐ} = 810\text{ VNĐ/m}^3$.
    • Hóa chất (Vôi, PAC, PAM, NaOCl, dung dịch CIP axit/kiềm): $1.200\text{ VNĐ/m}^3$.
    • Thay thế vật liệu lọc và khấu hao màng UF (chu kỳ 5 năm): $950\text{ VNĐ/m}^3$.
    • Tổng chi phí xử lý màng: $2.960\text{ VNĐ/m}^3$.
    • Chi phí vận hành năm: $588 \times 2.960 \times 365 = \mathbf{635\text{ triệu VNĐ/năm}}$.
  • Hiệu quả tài chính thuần:
    • Tiết kiệm ròng hàng năm: $2.890.000.000 - 635.000.000 = \mathbf{2,255\text{ tỷ VNĐ/năm}}$.
    • Vốn đầu tư hệ thống Bậc 2 (CAPEX): Khoảng $3,2\text{ tỷ VNĐ}$.
    • Thời gian hoàn vốn (Payback Period): $\text{ROI} = \frac{3.2}{2.255} \approx \mathbf{1,42\text{ năm}}$ (~17 tháng).

Hạn chế và Hướng phát triển

Hạn chế kỹ thuật

  • Hiện tượng bám bẩn màng (Membrane Fouling): Do nước mỏ có cặn than mịn và hydroxide kim loại, nếu quy trình keo tụ Bậc 1 vận hành không chuẩn xác sẽ làm tăng nhanh chênh áp qua màng (TMP), đòi hỏi quy trình rửa hóa chất CIP thường xuyên hơn.
  • Biến động lưu lượng theo mùa: Vào mùa mưa, lưu lượng nước chảy tràn tăng vọt làm giảm thời gian lưu tại bể lắng sơ cấp, gây quá tải cục bộ cho hệ thống châm vôi.

Hướng phát triển đề xuất

  1. Tích hợp bộ điều khiển lập trình logic PLC Siemens S7-1200 kết hợp SCADA để tự động hóa hoàn toàn việc giám sát chênh áp màng (TMP), tự động kích hoạt chu trình rửa ngược Backwash bằng khí nén kết hợp nước sạch.
  2. Nghiên cứu giải pháp thu hồi bùn than sau máy ép bùn để phối trộn làm than cám chất lượng thấp, tận thu triệt để tài nguyên khoáng sản.
  3. Mở rộng thử nghiệm cảm biến đo độ đục quang học trực tuyến tại cửa lò để chủ động điều tiết hóa chất keo tụ theo tải lượng ô nhiễm thời gian thực.

Đối tượng hưởng lợi

  • Sinh viên ngành Kỹ thuật / Khoa học Môi trường: Nắm bắt phương pháp luận nghiên cứu thực địa, kỹ năng tổng hợp số liệu quan trắc AMD và nguyên lý tính toán module lọc màng.
  • Kỹ sư vận hành và phát triển công nghệ: Tiếp cận quy trình công nghệ chuẩn hóa từ keo tụ, lắng Lamella đến siêu lọc UF áp dụng cho nước thải công nghiệp nặng.
  • Doanh nghiệp khai thác than (TKV, Tổng công ty Đông Bắc): Sở hữu giải pháp công nghệ khả thi với bài toán tài chính rõ ràng, hoàn vốn nhanh dưới 1.5 năm, cắt giảm áp lực chi phí mua nước và giảm thiểu rủi ro pháp lý môi trường.
  • Cộng đồng địa phương và Cơ quan quản lý: Giảm tải ô nhiễm cho lưu vực suối Cẩm Phả - Cửa Lục, nâng cao chất lượng đời sống và sức khỏe của công nhân thợ mỏ.

Câu hỏi thường gặp

1. Yêu cầu kỹ thuật cốt lõi để triển khai hệ thống Bậc 2 tại mỏ than là gì?

Cần đảm bảo trạm xử lý Bậc 1 kiểm soát tốt chất lượng nước đầu vào cho màng: $\text{pH} \ge 6.5$, $\text{TSS} < 50\text{ mg/l}$, hàm lượng cặn dầu mỡ $< 2\text{ mg/l}$ để bảo vệ sợi màng UF. Cung cấp nguồn điện 3 pha ổn định và khí nén sạch áp lực $5 - 6\text{ bar}$ phục vụ súc rửa màng.

2. Màng siêu lọc UF có bị tắc nghẽn nhanh bởi cặn than hầm lò không?

Không, nếu tuân thủ quy trình tiền xử lý qua cột lọc đa tầng ODM-2F. Cột ODM-2F giữ lại các hạt cặn than kích thước $> 10\ \mu\text{m}$ và xúc tác oxy hóa nốt Fe/Mn dư thừa. Ngoài ra, chu trình tự động rửa ngược (Backwash) mỗi 30 phút và súc rửa tăng cường hóa chất (CEB) định kỳ giúp duy trì độ thẩm thấu của màng PVDF ổn định trên 3 năm.

3. Nước sau xử lý có uống trực tiếp được không?

Nước sau cụm lọc màng UF đạt tiêu chuẩn $QCVN\ 02:2009/BYT$ hoàn toàn đáp ứng nhu cầu tắm giặt, sinh hoạt, chế biến thực phẩm. Để uống trực tiếp tại vòi theo $QCVN\ 01:2009/BYT$, chỉ cần bổ sung thêm module khử trùng đèn cực tím (UV) hoặc máy lọc thẩm thấu ngược RO công suất nhỏ tại các cụm vòi uống nước phân tán.

4. Chi phí bảo trì, bảo dưỡng định kỳ hệ thống bao gồm những gì?

Chi phí chính gồm: hóa chất tẩy rửa màng CIP định kỳ (dung dịch Axit Citric $1.5%$ tẩy cặn vô cơ và dung dịch $\text{NaOCl}\ 0.5%$ tẩy chất hữu cơ vi sinh) 1-2 tháng/lần; thay thế cát lọc, than hoạt tính, vật liệu ODM-2F sau mỗi 24-36 tháng vận hành; thay module màng UF sau 4-5 năm.

5. Dự án mang lại giá trị tuân thủ môi trường như thế nào cho mỏ than 35?

Giúp doanh nghiệp chuyển hóa rủi ro vi phạm Luật Bảo vệ Môi trường 2014 và các Nghị định xử phạt về xả thải mỏ, giảm $100%$ phí bảo vệ môi trường đối với nước thải công nghiệp nhờ tái tuần hoàn kín toàn bộ lưu lượng nước sau xử lý.

Kết luận

Đề tài nghiên cứu đã giải quyết trọn vẹn bài toán kép về môi trường và kinh tế tại Công ty TNHH MTV 35 – Tổng công ty Đông Bắc:

  1. Đánh giá thực chứng chính xác: Xác định rõ tính chất nước thải hầm lò mỏ 35 có tính axit cao ($\text{pH} = 3.5 - 4.5$), hàm lượng cặn lơ lửng rất lớn ($\text{TSS} = 481 - 523\text{ mg/l}$) và nhiễm kim loại nặng Fe ($6.5 - 9.0\text{ mg/l}$), Mn ($5.0 - 8.0\text{ mg/l}$).
  2. Đề xuất công nghệ nối tiếp tối ưu: Chuỗi giải pháp tích hợp Keo tụ tạo bông hóa lý + Lắng Lamella + Lọc xúc tác ODM-2F + Màng siêu lọc UF PVDF đã khử sạch $> 99%$ cặn lơ lửng và kim loại, đưa chất lượng nước đạt chuẩn sinh hoạt $QCVN\ 02:2009/BYT$.
  3. Giá trị thực tiễn vượt bậc: Khả năng tuần hoàn $70-80%$ lượng nước thải giúp doanh nghiệp tiết kiệm hơn $2,25\text{ tỷ VNĐ}$ chi phí mua nước sạch mỗi năm với thời gian thu hồi vốn chỉ 17 tháng.

Mô hình công nghệ nối tiếp tái tuần hoàn nước thải hầm lò này là hình mẫu tiêu biểu cho định hướng kinh tế tuần hoàn, cần được nhân rộng cho các đơn vị khai thác than hầm lò trên toàn vùng than Quảng Ninh và các mỏ khoáng sản trên cả nước.