Giới thiệu dự án

Nước thải sinh hoạt tại các khu tập thể công nhân ngành khai thác than là một trong những thách thức môi trường trọng yếu tại vùng mỏ Quảng Ninh. Theo số liệu thống kê môi trường ngành công nghiệp khai khoáng, trung bình mỗi công nhân mỏ phát sinh khoảng $120 - 150 \text{ L}$ nước thải sinh hoạt/ngày với đặc thù ô nhiễm hữu cơ và tạp chất bụi than khó lắng. Công ty Cổ phần Than Hà Lầm - Vinacomin (phường Hà Lầm, TP. Hạ Long) quản lý hơn 3.000 cán bộ công nhân viên (CBCNV), phát sinh lưu lượng nước thải sinh hoạt tập trung tại khu tập thể từ $63 - 80\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$.

Thực trạng trước can thiệp cho thấy nước thải phát sinh cục bộ theo ca làm việc (cao điểm vào các khung giờ 5h30–7h00, 14h00–16h00 và 22h00), chứa hàm lượng lớn chất rắn lơ lửng (TSS), nhu cầu oxy sinh hóa ($\text{BOD}_5$), chất dinh dưỡng nitơ, phospho, dầu mỡ động thực vật và vi sinh vật gây bệnh ($\text{Coliforms}$). Nếu không được xử lý triệt để, lượng nước thải này xả trực tiếp vào hệ thống mương chung và suối Hà Lầm sẽ gây ô nhiễm nguồn nước mặt cục bộ, làm suy thoái hệ sinh thái thủy sinh và đe dọa trực tiếp đến chất lượng môi trường lưu vực Vịnh Hạ Long.

       ĐẶC TRƯNG NƯỚC THẢI SINH HOẠT CÔNG NHÂN MỎ THAN HÀ LẦM

Mục tiêu của dự án

  1. Khảo sát và đánh giá toàn diện hiện trạng phát sinh: Đo đạc, phân tích thành phần lý - hóa - sinh của nước thải sinh hoạt khu tập thể Than Hà Lầm qua các tháng trong năm.
  2. Đánh giá hiệu suất kỹ thuật của trạm xử lý nước thải công suất $80\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$: Xác định hiệu quả loại bỏ các thông số trọng yếu ($\text{BOD}_5$, TSS, $\text{NH}_4^+$, $\text{NO}_3^-$, Phosphat, Sunfua, Dầu mỡ, $\text{Coliforms}$).
  3. So sánh, đối chiếu quy chuẩn kỹ thuật: Đánh giá chất lượng nước đầu ra dựa trên Quy chuẩn Kỹ thuật Quốc gia về nước thải sinh hoạt $\text{QCVN 14:2008/BTNMT}$ (Cột A và Cột B).
  4. Đề xuất giải pháp tối ưu hóa vận hành: Nhận diện nguyên nhân sự cố quá tải, lắng bùn kém hoặc suy giảm vi sinh để đề xuất phương án kỹ thuật và quản lý nâng cao độ ổn định cho hệ thống.

Hướng tiếp cận và phạm vi

Dự án áp dụng công nghệ xử lý sinh học hiếu khí bằng bùn hoạt tính trong bể Aerotank hợp khối module, kết hợp các công đoạn cơ học (song chắn rác, lắng trọng lực), hóa lý (cân bằng pH bằng $\text{NaOH}$, lọc cát áp lực) và khử trùng hóa chất. Phạm vi nghiên cứu tập trung tại Trạm xử lý nước thải khu tập thể Than Hà Lầm trong giai đoạn quan trắc thực địa liên tục, kiểm chuẩn thông qua chuỗi số liệu phân tích định kỳ từ tháng 9 đến tháng 12 năm 2015.

Phân tích và thiết kế giải pháp

Phân tích hiện trạng

Nước thải sinh hoạt tại khu vực mỏ mang tính chất phức tạp do sự giao thoa giữa nước thải vệ sinh, nước thải nhà ăn chứa nhiều dầu mỡ và nước tắm rửa của thợ lò chứa bụi than anthracite mịn. Việc lựa chọn công nghệ xử lý phải cân đối giữa hiệu suất làm sạch, chi phí đầu tư, khả năng chịu tải biến động và diện tích mặt bằng xây dựng hạn chế tại vùng đồi núi Hà Lầm.

Công nghệ xử lý Ưu điểm kỹ thuật Nhược điểm vận hành Đánh giá độ phù hợp tại mỏ Hà Lầm
Bùn hoạt tính Aerotank (Hợp khối) Hiệu quả khử $\text{BOD}_5$ cao (>85%), chi phí đầu tư hợp lý, dễ module hóa. Nhạy cảm với sốc tải, cần kiểm soát lượng bùn tuần hoàn ($RAS$). Rất cao (Tối ưu cho công suất $80\text{ m}^3/\text{ngày}$).
Giá thể di động MBBR Tiết kiệm diện tích, mật độ vi sinh cao, chịu tải tốt. Chi phí giá thể và thiết bị sục khí chuyên dụng cao. Trung bình (Chi phí đầu tư vượt ngân sách).
Màng lọc sinh học MBR Nước sau lọc đạt chất lượng cao, không cần bể lắng 2. Màng dễ tắc nghẽn do bụi than mịn, chi phí thay màng đắt. Thấp (Rủi ro tắc màng do bụi than cao).
Bãi lọc ngầm trồng cây Thân thiện môi trường, chi phí vận hành rất thấp. Chiếm diện tích đất lớn ($>500\text{ m}^2$), hiệu suất mùa đông giảm. Không khả thi (Diện tích mặt bằng mỏ hẹp).

Yêu cầu hệ thống theo mô hình MoSCoW

  • Must Have (Bắt buộc có): Song chắn rác thô loại bỏ rác kích thước $>10\text{ mm}$; Bể điều hòa có sục khí chống lắng cặn; Bể Aerotank duy trì $\text{DO} \ge 2.0\text{ mg/L}$; Bể lắng bậc 2 tách bùn; Hệ thống khử trùng bằng hóa chất; Chất lượng đầu ra đạt $\text{QCVN 14:2008/BTNMT}$ Cột A.
  • Should Have (Nên có): Bơm bùn tuần hoàn điều khiển biến tần tự động; Bể lọc cát thạch anh giữ cặn mịn $<50\text{ }\mu\text{m}$.
  • Could Have (Có thể mở rộng): Thiết bị đo $\text{DO}$ và $\text{pH}$ online truyền dữ liệu SCADA giám sát từ xa.
  • Won't Have (Chưa áp dụng giai đoạn này): Hệ thống tách màng siêu lọc UF/RO tái sử dụng nước sinh hoạt.

Thiết kế hệ thống

Hệ thống được thiết kế dạng module hợp khối thép/bê tông cốt thép chống ăn mòn, bố trí nhỏ gọn trong khuôn viên khu tập thể. Dây chuyền công nghệ tuần tự khép kín:

graph TD
    A["Nước thải đầu vào"] --> B["Song chắn rác"]
    B --> C["Bể thu gom"]
    C --> D["Bể điều hòa (Sục khí thô + Cân bằng pH)"]
    D --> E["Bể Aerotank (Phân hủy hiếu khí)"]
    E --> F["Bể lắng trọng lực (Tách bùn)"]
    F -->|Bùn tuần hoàn RAS| E
    F -->|Bùn dư WAS| G["Bể chứa và nén bùn"]
    G --> H["Hút bùn định kỳ xe bồn"]
    F --> I["Bể lọc cát áp lực"]
    I --> J["Bể khử trùng (Châm NaOCl)"]
    J --> K["Nguồn tiếp nhận (Đạt QCVN 14:2008/BTNMT Cột A)"]

Thông số kỹ thuật của các hạng mục công trình

  • Song chắn rác & Hố thu: Kích thước khe hở $10\text{ mm}$, vật liệu thép không gỉ SUS304, đặt nghiêng góc $60^\circ - 75^\circ$.
  • Bể điều hòa ($V = 35\text{ m}^3$): Thời gian lưu nước $\text{HRT} = 6 - 8\text{ giờ}$, hệ thống đĩa phân phối khí bọt mịn dưới đáy cấp khí liên tục nhằm xáo trộn hoàn toàn, tránh lắng cặn phân hủy kỵ khí phát sinh khí độc $\text{H}_2\text{S}$, kết hợp định lượng $\text{NaOH}$ điều chỉnh $\text{pH} = 6.5 - 7.5$.
  • Bể Aerotank ($V = 55\text{ m}^3$): $\text{HRT} = 10 - 12\text{ giờ}$, nồng độ bùn hoạt tính $\text{MLSS} = 2.500 - 3.500\text{ mg/L}$, hệ số tuần hoàn bùn $R = 0.5 - 1.0$, tải trọng thể tích $0.6 - 1.2\text{ kg BOD}_5/\text{m}^3\cdot\text{ngày}$.
  • Bể lắng đợt 2 ($V = 20\text{ m}^3$): Vận tốc lắng bề mặt $v_o \le 0.8\text{ m/h}$, ống trung tâm hướng dòng, máng thu nước răng cưa điều chỉnh mực nước tràn.
  • Bể lọc cát & Khử trùng: Vật liệu lọc gồm cát thạch anh ($d = 0.8 - 1.2\text{ mm}$) và sỏi đỡ ($d = 2 - 4\text{ mm}$); Châm dung dịch khử trùng $\text{NaOCl}$ hoặc $\text{Cloramin B}$ với liều lượng $3 - 5\text{ mg/L}$, thời gian tiếp xúc $t \ge 30\text{ phút}$.

Phương pháp nghiên cứu và giám sát (Methodology)

Nghiên cứu áp dụng quy trình kiểm chuẩn theo các tiêu chuẩn quốc gia:

  • Quy trình lấy mẫu nước thải: Tuân thủ tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5999:1995 (ISO 5667-10:1992), lấy mẫu tổ hợp theo thời gian tại các vị trí: hố thu đầu vào, sau bể Aerotank, và tại cửa xả sau bể khử trùng.
  • Bảo quản mẫu: Thực hiện theo TCVN 5993:1995 (ISO 5667-3:1985), bảo quản lạnh ở $2^\circ\text{C} - 5^\circ\text{C}$, phân tích trong vòng 24 giờ tại phòng thí nghiệm chuyên chuẩn.
  • Chỉ tiêu và phương pháp phân tích:
    • $\text{pH}$: Đo điện cực theo TCVN 6492:2011.
    • $\text{BOD}_5$: Phương pháp ủ 5 ngày ở $20^\circ\text{C}$ đo oxy hòa tan theo TCVN 6001-1:2008.
    • $\text{TSS}$: Phương pháp sấy ở $105^\circ\text{C}$ và cân khối lượng theo TCVN 6625:2000.
    • $\text{NH}_4^+$: Phương pháp so màu quang phổ Phenate theo TCVN 6179-1:1996.
    • $\text{Coliforms}$: Phương pháp màng lọc / lên men nhiều ống (MPN) theo TCVN 6187-2:1996.

Implementation và kết quả

Quá trình vận hành và nguyên lý chuyển hóa

Quá trình làm sạch sinh học trong bể Aerotank diễn ra thông qua chuỗi phản ứng sinh hóa oxy hóa các hợp chất hữu cơ carbon và chuyển hóa nitơ dưới tác dụng của quần thể vi khuẩn dị dưỡng hiếu khí và vi khuẩn nitrat hóa:

$$\text{Chất hữu cơ} + \text{O}_2 + \text{N} + \text{P} \xrightarrow{\text{Vi sinh vật hiếu khí}} \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O} + \text{Tế bào vi sinh mới (Sinh khối)} + \Delta H$$

$$\text{N-hữu cơ} \xrightarrow{\text{Ammonification}} \text{NH}_4^+$$

$$\text{NH}_4^+ + 1.5\text{O}_2 \xrightarrow{\text{Nitrosomonas}} \text{NO}_2^- + \text{H}_2\text{O} + 2\text{H}^+$$

$$\text{NO}_2^- + 0.5\text{O}_2 \xrightarrow{\text{Nitrobacter}} \text{NO}_3^-$$

$$\text{NaOCl} + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{HOCl} + \text{NaOH} \quad (\text{Khử trùng bằng axit Hipoclorơ phá hủy thành tế bào vi khuẩn})$$

Thuật toán điều khiển tự động chu trình sục khí và bơm định lượng

Để đảm bảo hiệu quả năng lượng và kiểm soát nồng độ $\text{DO}$ tối ưu ($2.0 - 3.0\text{ mg/L}$), hệ thống áp dụng logic điều khiển phản hồi tự động lập trình trên vi điều khiển/PLC:

def control_aeration_and_dosing(do_val: float, ph_val: float, level_tank: float):
    """
    Logic điều khiển tự động hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt mỏ Than Hà Lầm.
    - do_val: Nồng độ Oxy hòa tan đo tại bể Aerotank (mg/L)
    - ph_val: Giá trị pH tại bể Điều hòa
    - level_tank: Mực nước tại bể thu gom (m)
    """
    blowers_status = {"BLOWER_1": False, "BLOWER_2": False}
    naoh_dosing_pump = False
    naocl_dosing_pump = False

    # 1. Điều khiển máy thổi khí duy trì DO bể hiếu khí
    if do_val < 2.0:
        blowers_status["BLOWER_1"] = True
        blowers_status["BLOWER_2"] = True  # Bật đồng thời 2 máy thổi khí khi DO thấp
    elif 2.0 <= do_val <= 3.5:
        blowers_status["BLOWER_1"] = True
        blowers_status["BLOWER_2"] = False # Chạy luân phiên 1 máy
    else:
        blowers_status["BLOWER_1"] = False
        blowers_status["BLOWER_2"] = False # Tạm dừng chống tiêu hao năng lượng quá mức

    # 2. Kiểm soát cân bằng pH bể điều hòa (Target: 6.5 - 7.5)
    if ph_val < 6.5:
        naoh_dosing_pump = True  # Châm kiềm tăng pH
    else:
        naoh_dosing_pump = False

    # 3. Điều khiển châm hóa chất khử trùng theo dòng chảy
    if level_tank > 0.5:
        naocl_dosing_pump = True # Tự động châm NaOCl khi có lưu lượng qua bể khử trùng
    else:
        naocl_dosing_pump = False

    return blowers_status, naoh_dosing_pump, naocl_dosing_pump

Kiểm tra, quan trắc và dữ liệu thực nghiệm

Dữ liệu quan trắc thu thập định kỳ vào ngày 05 hàng tháng từ tháng 09/2015 đến tháng 12/2015 thể hiện chất lượng nước trước và sau xử lý tại trạm:

Chỉ tiêu phân tích Đơn vị Nước thải đầu vào (TB) Nước thải sau xử lý (TB) QCVN 14:2008/BTNMT (Cột A) Hiệu suất loại bỏ (%)
pH - $6.8 - 7.4$ $7.1 - 7.3$ $5.0 - 9.0$ Đạt chuẩn
$\text{BOD}_5$ ($20^\circ\text{C}$) $\text{mg/L}$ $215.4$ $21.6$ $\le 30$ $89.97%$
TSS $\text{mg/L}$ $186.2$ $24.5$ $\le 50$ $86.84%$
Sunfua ($\text{H}_2\text{S}$) $\text{mg/L}$ $3.82$ $0.42$ $\le 1.0$ $89.01%$
Amoni ($\text{NH}_4^+$) $\text{mg/L}$ $28.5$ $4.15$ $\le 5.0$ $85.44%$
Nitrat ($\text{NO}_3^-$) $\text{mg/L}$ $4.2$ $16.8$ $\le 30$ Sản phẩm nitrat hóa
Dầu mỡ ĐTV $\text{mg/L}$ $18.6$ $1.85$ $\le 10$ $90.05%$
Tổng Phosphat $\text{mg/L}$ $8.4$ $2.65$ $\le 6.0$ $68.45%$
Chất HĐBM $\text{mg/L}$ $7.2$ $1.10$ $\le 5.0$ $84.72%$
Tổng $\text{Coliforms}$ $\text{MPN}/100\text{mL}$ $1.8 \times 10^6$ $1.6 \times 10^3$ $\le 3.000$ $99.91%$ 
                 DIỄN BIẾN HIỆU QUẢ XỬ LÝ CÁC THÔNG SỐ CHÍNH (%)

Kết quả đạt được

  • Đạt chuẩn xả thải loại A: $100%$ các mẫu phân tích đầu ra tại trạm đều đạt và vượt chỉ tiêu chất lượng cột A theo quy chuẩn $\text{QCVN 14:2008/BTNMT}$, đủ điều kiện xả thải an toàn ra môi trường mương đô thị.
  • Triệt tiêu ô nhiễm bụi than và dầu mỡ: Kết hợp ngăn tách mỡ sơ bộ và lắng lọc giúp loại bỏ hoàn toàn váng mỡ từ nhà ăn công nhân và bùn khoáng than đen, độ trong của nước sau xử lý tăng mạnh ($>85\text{ cm}$ độ nhìn thấy).
  • Chỉ số vi sinh đạt ngưỡng an toàn: Khâu khử trùng kết hợp màng lọc cát giữ mật độ $\text{Coliforms}$ ở mức $1.200 - 2.100\text{ MPN}/100\text{mL}$ (thấp hơn nhiều so với giới hạn $3.000\text{ MPN}/100\text{mL}$).

Đổi mới và đóng góp

  1. Thiết kế module hợp khối tối ưu hóa không gian: Tích hợp các cụm bể Điều hòa - Aerotank - Lắng - Lọc - Khử trùng thành một khối kết cấu liên hoàn, giúp giảm $42%$ diện tích xây dựng so với các công trình xử lý xây gạch/bê tông phân tán truyền thống.
  2. Khả năng thích ứng với dao động lưu lượng ca kíp: Ứng dụng kỹ thuật sục khí khuấy trộn liên tục trong bể điều hòa giúp triệt tiêu hiện tượng lắng đọng bụi than tại đáy bể gom, giảm thiểu hiện tượng sốc tải hữu cơ khi công nhân kết thúc ca làm việc.
  3. Tối ưu hóa chi phí vận hành hóa chất: Nhờ tận dụng quá trình tự oxy hóa sinh học và kiểm soát lắng trọng lực hiệu quả, trạm giảm thiểu lượng bùn thải phát sinh ($<0.08\text{ kg TS}/\text{m}^3$ nước thải), kéo dài chu kỳ hút bùn định kỳ lên đến 6 tháng/lần.
  4. Cung cấp bộ dữ liệu thực chứng cho ngành than: Đồ án đóng góp hệ thống số liệu vận hành thực tế tại chỗ cho Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam ($\text{Vinacomin}$), làm cơ sở nhân rộng mô hình trạm xử lý nước thải sinh hoạt compact cho các đơn vị khai thác mỏ khác như Mạo Khê, Cọc Sáu, Đèo Nai.

Ứng dụng thực tế và triển khai

Kịch bản triển khai công nghiệp

Hệ thống được thiết kế phù hợp cho các mô hình nhà ở tập thể, doanh trại, ký túc xá công nhân viên mỏ có quy mô từ $500 - 1.500$ người với lưu lượng xả thải $50 - 150\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$.

                      LỘ TRÌNH TRIỂN KHAI DỰ ÁN (6 TUẦN)

Dự toán kinh tế và chỉ số hoàn vốn

  • Chi phí đầu tư ban đầu (CAPEX): Khoảng $450 - 550\text{ triệu VNĐ}$ (bao gồm cụm module hợp khối thép CT3 phủ sơn epoxy/composite chống gỉ, máy thổi khí, hệ thống bơm chìm và đĩa phân phối bọt khí).
  • Chi phí vận hành hàng tháng (OPEX):
    • Điện năng tiêu thụ: $\sim 18\text{ kWh/ngày}$ ($1.200.000\text{ VNĐ/tháng}$).
    • Hóa chất ($\text{NaOH}$, $\text{NaOCl}$): $\sim 650.000\text{ VNĐ/tháng}$.
    • Nhân công vận hành & bảo trì kiêm nhiệm: $\sim 2.000.000\text{ VNĐ/tháng}$.
    • Đơn giá xử lý tính trên $1\text{ m}^3$ nước thải: $\approx 1.600 - 2.100\text{ VNĐ/m}^3$.
  • Lợi ích kinh tế - môi trường: Miễn trừ $100%$ các khoản phạt vi phạm môi trường và phí bảo vệ môi trường đối với nước thải vượt chuẩn theo Nghị định 67/2003/NĐ-CP và Nghị định 25/2013/NĐ-CP.

Hạn chế và hướng phát triển

Hạn chế kỹ thuật hiện hữu

  • Ảnh hưởng nhiệt độ mùa đông miền Bắc: Trong giai đoạn tháng 12 đến tháng 1, nhiệt độ môi trường tại Hạ Long xuống dưới $15^\circ\text{C}$ (theo số liệu bảng khí tượng đạt mức tối thấp $6.8 - 7.9^\circ\text{C}$), làm giảm tốc độ sinh trưởng của vi khuẩn nitrat hóa, dẫn đến hiệu suất xử lý amoni dao động.
  • Xử lý photpho dạng hòa tan chưa triệt để: Quá trình sinh học hiếu khí đơn thuần chỉ loại bỏ được $65 - 70%$ photpho thông qua tổng hợp tế bào sinh khối, chưa có ngăn kỵ khí/thiếu khí sâu để giải phóng và tích lũy photpho nâng cao (EBPR).

Hướng phát triển và mở rộng

  1. Cải tiến cụm bể sang cấu trúc $\text{A/O}$ hoặc $\text{A}^2/\text{O}$: Bổ sung ngăn Anoxic (thiếu khí) với đệm sinh học dính bám trước bể Aerotank nhằm kích hoạt quá trình khử nitrat ($\text{Denitrification}$), chuyển hóa hoàn toàn $\text{NO}_3^-$ thành khí $\text{N}_2$ bay lên.
  2. Tích hợp vi sinh chịu lạnh: Bổ sung các chủng vi sinh vật ưa lạnh ($\text{Psychrophiles}$) nhập khẩu hoặc phân lập bản địa để ổn định hiệu suất phân hủy hữu cơ trong mùa đông.
  3. Tự động hóa IoT/Scada: Lắp đặt đầu dò cảm biến $\text{pH/DO/ORP}$ kết nối bộ điều khiển trung tâm gửi dữ liệu về máy chủ giám sát kỹ thuật của Công ty Than Hà Lầm.

Đối tượng hưởng lợi

                           HỆ SINH THÁI HƯỞNG LỢI
  • Sinh viên & Học viên chuyên ngành Môi trường: Cung cấp bộ dữ liệu thực nghiệm hoàn chỉnh về tính chất nước thải công nhân mỏ than; hướng dẫn phương pháp lấy mẫu, bảo quản theo TCVN 5999:1995 và tính toán hiệu quả xử lý các công trình đơn vị.
  • Kỹ sư vận hành & Doanh nghiệp: Nắm bắt sơ đồ công nghệ module hợp khối dễ triển khai, quy trình khắc phục các lỗi vận hành như bùn nổi, bùn khó lắng hoặc sốc tải hữu cơ.
  • Doanh nghiệp khai thác mỏ Than: Giảm thiểu chi phí xử lý môi trường, đáp ứng đầy đủ hành lang pháp lý về bảo vệ môi trường theo Luật BVMT 2014, củng cố uy tín sản xuất than bền vững.
  • Cộng đồng dân cư địa phương: Bảo đảm nguồn tiếp nhận không bị bốc mùi hôi thối, giảm thiểu nguy cơ phát tán các mầm bệnh truyền nhiễm qua đường nước.

Câu hỏi thường gặp

1. Yêu cầu kỹ thuật tối thiểu về mặt bằng và nguồn điện để lắp đặt trạm xử lý $80\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$ là gì?

Trạm yêu cầu diện tích mặt bằng xây dựng tối thiểu khoảng $45 - 60\text{ m}^2$ (kích thước cụm bể khoảng $10\text{ m} \times 5\text{ m}$ hoặc dạng hình chữ nhật hợp khối), móng bê tông chịu tải $\ge 2.5\text{ kg/cm}^2$. Nguồn điện 3 pha $380\text{V}/50\text{Hz}$ với công suất tiêu thụ định mức $\sim 5.5\text{ kW}$ để cấp cho 2 máy thổi khí và 3 cụm bơm chìm.

2. Hệ thống xử lý thế nào khi xảy ra hiện tượng bùn hoạt tính bị nổi hoặc khó lắng ở bể lắng 2?

Hiện tượng bùn khó lắng thường do vi khuẩn dạng sợi ($\text{Filamentous bacteria}$) phát triển quá mức hoặc quá trình khử nitrat sinh khí $\text{N}_2$ đẩy bùn lên. Biện pháp xử lý: (1) Tăng cường độ sục khí nếu $\text{DO} < 1.5\text{ mg/L}$; (2) Tăng lưu lượng bơm tuần hoàn bùn ($RAS$) để rút ngắn thời gian lưu bùn tại đáy bể lắng; (3) Tạm thời bổ sung chất trợ lắng polymer nếu chỉ số thể tích bùn $\text{SVI} > 150\text{ mL/g}$.

3. Làm thế nào để loại bỏ triệt để lượng bụi than lơ lửng mịn trong nước tắm giặt thợ mỏ?

Bụi than anthracite có tính kỵ nước và tỷ trọng nhẹ nên khó lắng trọng lực tự nhiên. Hệ thống giải quyết thông qua cơ chế keo tụ sinh học: mạng lưới chất polyme ngoại bào ($\text{EPS}$) trong bông bùn hoạt tính bể Aerotank sẽ hấp phụ và bẫy các hạt than siêu mịn, sau đó được giữ lại hoàn toàn tại lớp cát thạch anh của bể lọc áp lực.

4. Chi phí hóa chất khử trùng và kiểm chuẩn định kỳ hàng tháng là bao nhiêu?

Với lưu lượng $80\text{ m}^3/\text{ngày}$, lượng hóa chất khử trùng $\text{NaOCl}$ tiêu thụ khoảng $0.3 - 0.4\text{ kg/ngày}$ (tương đương khoảng $350.000 - 500.000\text{ VNĐ/tháng}$). Chi phí quan trắc lấy mẫu phân tích 11 chỉ tiêu định kỳ tại phòng thí nghiệm đạt chuẩn VILAS/VIMCERTS dao động từ $1.500.000 - 2.500.000\text{ VNĐ/lần}$.

5. Nước sau xử lý có thể tái sử dụng cho các mục đích nào tại khu mỏ?

Nước thải sau trạm xử lý đạt $\text{QCVN 14:2008/BTNMT}$ Cột A hoàn toàn có thể tái sử dụng trực tiếp cho các mục đích nội bộ mỏ: dập bụi đường vận chuyển than, rửa xe chở than chuyên dụng, tưới cây xanh cảnh quan và vệ sinh công nghiệp khuôn viên mỏ mà không gây hại cho sức khỏe và môi trường.

Kết luận

Đề tài nghiên cứu đã chứng minh tính hiệu quả, độ tin cậy và sự phù hợp vượt trội của mô hình trạm xử lý nước thải sinh hoạt công nghệ sinh học hiếu khí Aerotank hợp khối công suất $80\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$ tại khu tập thể Công ty Cổ phần Than Hà Lầm - Vinacomin. Toàn bộ các thông số ô nhiễm hữu cơ ($\text{BOD}_5$ loại bỏ $89.97%$), cặn lơ lửng ($\text{TSS}$ loại bỏ $86.84%$), dầu mỡ động thực vật ($90.05%$) và vi sinh vật gây bệnh ($\text{Coliforms}$ loại bỏ $99.91%$) sau xử lý đều đạt chuẩn $\text{QCVN 14:2008/BTNMT}$ Cột A.

Giải pháp module hợp khối không chỉ giải quyết triệt để bài toán xử lý nước thải tập trung tại khu vực đồi núi có mặt bằng chật hẹp mà còn đem lại giá trị kinh tế bền vững cho doanh nghiệp mỏ thông qua việc tiết kiệm chi phí đầu tư, vận hành đơn giản và ngăn ngừa nguy cơ ô nhiễm nguồn nước Vịnh Hạ Long. Đây là cơ sở thực tiễn quan trọng để các đơn vị thuộc Tập đoàn Than - Khoáng sản Việt Nam và các doanh nghiệp công nghiệp khai khoáng tiếp tục hoàn thiện, chuẩn hóa và nhân rộng trên toàn quốc.