Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Hoạt động khai thác than tại tỉnh Quảng Ninh đóng vai trò then chốt trong phát triển kinh tế khu vực phía Bắc nhưng đồng thời tạo ra áp lực lớn đối với môi trường sinh thái. Quá trình khai thác, vận chuyển, sàng tuyển than kéo dài nhiều thập kỷ đã dẫn đến hiện tượng suy giảm diện tích rừng, bồi lắng sông suối và gây ô nhiễm nghiêm trọng các nguồn nước mặt, nước ngầm và vùng ven biển.

Công ty 790 (Xí nghiệp khai thác than 790) trực thuộc Tổng Công ty Than Đông Bắc (Bộ Quốc phòng) thực hiện khai thác than bằng cả phương pháp lộ thiên và hầm lò tại khai trường vỉa 6 khu Đông Bắc cọc sáu, phường Cửa Ông, thành phố Cẩm Phả, tỉnh Quảng Ninh với diện tích 23 ha. Khai trường tiếp giáp mỏ than của Công ty Cổ phần than Mông Dương và cảng Khe Dây. Trong quá trình sản xuất, mỏ đối mặt với tình trạng thiếu hụt nguồn nước sạch phục vụ sinh hoạt, chi phí mua nước cấp cao, trong khi nguồn nước thải hầm lò phát sinh với lưu lượng lớn lại có tính axit mạnh, chứa hàm lượng chất rắn lơ lửng và kim loại nặng cao. Việc nghiên cứu, đánh giá hiệu quả xử lý của trạm xử lý nước thải hiện hữu và đề xuất giải pháp công nghệ tiếp nối để tái tuần hoàn nước phục vụ sinh hoạt tắm giặt cho cán bộ công nhân viên là yêu cầu cấp thiết.

Khóa luận xác định 5 mục tiêu nghiên cứu cụ thể:

  1. Tìm hiểu ảnh hưởng của hoạt động khai thác mỏ đến môi trường xung quanh.
  2. Tìm hiểu về quy trình công nghệ xử lý nước thải của trạm xử lý nước thải hầm lò tại đơn vị.
  3. Đánh giá hiệu quả xử lý nước thải của trạm xử lý nước thải hầm lò.
  4. Đề xuất một số giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả xử lý của dây chuyền công nghệ hiện hữu (xử lý bậc 1).
  5. Đề xuất công nghệ tiếp nối xử lý bậc 2 nhằm tái tuần hoàn nước thải mỏ cấp cho nhu cầu sinh hoạt tắm giặt.

Nhiệm vụ và yêu cầu nghiên cứu đặt ra gồm: thu thập số liệu trung thực, khách quan; lấy mẫu và phân tích theo đúng quy trình tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN); đánh giá chất lượng nước đầu vào và đầu ra dựa trên so sánh với Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia; các giải pháp công nghệ đề xuất phải phù hợp với điều kiện thực tế của mỏ.

  • Đối tượng nghiên cứu: Công nghệ và hiệu quả xử lý của trạm xử lý nước thải hầm lò; các thông số lý hóa của nước thải mỏ (pH, TSS, COD, BOD5, DO, Fe, Mn, As, dầu mỡ khoáng); dây chuyền công nghệ xử lý tiếp nối bậc 2.
  • Phạm vi không gian: Hệ thống xử lý nước thải tại mặt bằng +48 (vỉa than -150) khu vực mỏ Mông Dương thuộc Công ty 790, Cẩm Phả, Quảng Ninh.
  • Phạm vi thời gian: Số liệu và khảo sát thực hiện trong giai đoạn thực tập tốt nghiệp khóa học 2012 – 2016.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Cơ sở lý thuyết và cơ chế hình thành nước thải mỏ

Nước thải mỏ than hình thành từ ba nguồn chính: nước bơm thoát từ các đường lò hầm lò, nước mưa chảy tràn và thẩm thấu qua các moong khai thác lộ thiên, nước thải từ các nhà máy sàng tuyển và bãi thải đất đá.

Hiện tượng tạo dòng thải axit mỏ than (Acid Mine Drainage - AMD) phát sinh chủ yếu do khoáng chất pyrit ($FeS_2$) và chalcopyrit có trong các vỉa than và đất đá bị oxy hóa khi tiếp xúc với không khí và nước, với sự tham gia xúc tác của các chủng vi sinh vật ưa khí như Thiobacillus ferrooxidans và Thiobacillus thiooxidans:

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

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

$$\text{FeS}_2 + \text{Fe}_2(\text{SO}_4)_3 \rightarrow 3\text{FeSO}_4 + 2\text{S}^0$$

$$\text{S}^0 + \text{H}_2\text{O} + \frac{3}{2}\text{O}_2 \xrightarrow{\text{T. thiooxidans}} \text{H}_2\text{SO}_4$$

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

Phản ứng làm suy giảm mạnh trị số pH (thường dao động từ 2,0 đến 5,5), thúc đẩy quá trình hòa tan các khoáng chất chứa sắt ($Fe$), mangan ($Mn$), asen ($As$) và gia tăng hàm lượng ion sunfat ($\text{SO}_4^{2-}$), tổng chất rắn lơ lửng (TSS) và độ khoáng hóa (~3.000 mg/L).

Cơ sở pháp lý và tiêu chuẩn áp dụng

Nghiên cứu căn cứ vào hệ thống văn bản quy phạm pháp luật và tiêu chuẩn kỹ thuật môi trường Việt Nam:

  • Luật Bảo vệ môi trường số 55/2014/QH13; Luật Khoáng sản số 60/2010/QH23; Nghị quyết 41-NQ/TW (2004) của Bộ Chính trị.
  • Các Nghị định của Chính phủ: Nghị định 80/2006/NĐ-CP và Nghị định 21/2008/NĐ-CP hướng dẫn Luật BVMT; Nghị định 29/2011/NĐ-CP quy định về ĐMC, ĐTM và cam kết bảo vệ môi trường; Nghị định 59/2007/NĐ-CP về quản lý chất thải rắn; Nghị định 67/2003/NĐ-CP về phí bảo vệ môi trường đối với nước thải; Nghị định 117/2009/NĐ-CP về xử lý vi phạm hành chính trong lĩnh vực bảo vệ môi trường.
  • Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia: QCVN 40:2011/BTNMT (Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp); QCVN 08:2008/BTNMT (nước mặt); QCVN 09:2008/BTNMT (nước ngầm); QCVN 14:2008/BTNMT (nước thải sinh hoạt).
  • Tiêu chuẩn ngành: TCN 51-84 và TCN 51-2006 về thiết kế, tính toán các công trình xử lý nước thải.

Tổng quan các công nghệ xử lý trong và ngoài nước

Tác giả tổng hợp các giải pháp công nghệ xử lý nước mỏ than:

  • Công nghệ trong nước: Hệ thống rãnh trung hòa đá vôi tại cửa lò +40 Xí nghiệp than Cao Thắng; hệ thống hồ lắng tự nhiên bậc 1 - bậc 2 tại khu -25/+30 Mạo Khê; công nghệ trung hòa sữa vôi kết hợp polymer keo tụ tại mức -51 than Hà Lầm; hệ thống hồ lắng kết hợp phà hút bùn tuần hoàn tại Nhà máy tuyển than Cửa Ông; công nghệ vật liệu khoáng hấp phụ (bentonit hoạt hóa, zeolit) và chất keo tụ polymer (Viện Khoa học Vật liệu); hệ thống xử lý bằng đất ngập nước nhân tạo (Viện KHCN Mỏ & Luyện kim).
  • Công nghệ nước ngoài: Hệ thống xử lý thụ động Aluminator© cải tiến từ SAPS (Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ - EPA); các nhóm công nghệ của Hàn Quốc gồm phương pháp Thụ động (Passive), Bán chủ động (Semi-Active) và Chủ động (Active - sử dụng hóa chất $\text{NaOH}, \text{CaO}$, sữa vôi, chất keo tụ $\text{FeSO}_4, \text{Al}_2(\text{SO}_4)_3$, polymer và chất oxy hóa $\text{Ca(ClO)}_2, \text{NaClO}, \text{KMnO}_4, \text{H}_2\text{O}_2$).

Phương pháp nghiên cứu

  • Phương pháp thu thập tài liệu: Tổng hợp dữ liệu khí tượng thủy văn, điều kiện địa chất, quy trình công nghệ khai mỏ và các nghiên cứu xử lý nước thải mỏ.
  • Phương pháp đánh giá nhanh: Nhận diện và ước tính mức độ phát tán ô nhiễm trên cơ sở quy mô và hoạt động sản xuất.
  • Phương pháp khảo sát thực địa: Quan trắc địa hình, kiểm tra hệ thống thoát nước hầm lò, moong khai thác và trạm xử lý tại mặt bằng +48.
  • Phương pháp lấy mẫu và phân tích thực nghiệm: Lấy mẫu đại diện (thể tích 2 lít/mẫu) bảo quản theo tiêu chuẩn TCVN. Đo trực tiếp tại hiện trường các thông số kém bền (pH, DO); phân tích kim loại nặng ($Fe, Mn, Zn, Cu, Pb, As$) bằng phương pháp phổ hấp phụ nguyên tử (AAS) và cực phổ; xác định $BOD_5, COD$, tổng $P$ bằng phương pháp so màu và chuẩn độ hóa học.
  • Phương pháp so sánh: Đối chiếu kết quả phân tích nồng độ các chất ô nhiễm với QCVN 40:2011/BTNMT.
  • Phương pháp xử lý số liệu: Thống kê, phân loại và tính toán số liệu bằng phần mềm Excel.
  • Phương pháp chuyên gia: Tham vấn ý kiến chuyên môn của các chuyên gia trong ngành môi trường và khai thác mỏ.

Nội dung chính theo từng chương

Phần 1: Mở đầu

Trình bày tính cấp thiết của đề tài xuất phát từ xung đột giữa phát triển công nghiệp than và bảo vệ môi trường tại Quảng Ninh; làm rõ vị trí địa lý mỏ 790 thuộc Tổng Công ty Đông Bắc; nêu mục tiêu nghiên cứu (5 mục tiêu), yêu cầu khoa học và ý nghĩa lý luận, thực tiễn của khóa luận trong việc tiết kiệm tài nguyên nước và giảm chi phí sản xuất.

Phần 2: Tổng quan tài liệu

Hệ thống hóa cơ sở lý luận về môi trường, ô nhiễm nước thải sản xuất mỏ, cơ chế oxy hóa pyrit tạo nước chua mỏ. Tổng hợp hệ thống văn bản pháp luật hiện hành và các quy chuẩn kỹ thuật quốc gia. Phân tích chi tiết đặc điểm kỹ thuật, ưu nhược điểm của các hệ thống xử lý nước mỏ đang vận hành tại Quảng Ninh và các công nghệ thụ động/chủ động trên thế giới.

Hệ thống xử lý nước thải Nguồn phát sinh & Lưu lượng Nguyên lý & Hóa chất sử dụng Ưu điểm Nhược điểm
Cửa lò +40 Cao Thắng Cửa lò +40 đến -75 (150 $\text{m}^3$/h), $\text{pH } 2,6 - 3$ Hệ thống bể nhiều ngăn chứa đá vôi để tạo $\text{Ca(HCO}_3)_2, \text{Ca(OH)}_2$ khử axit và kết tủa $Fe, Mn$. Chi phí đầu tư thấp, vật liệu sẵn có, rẻ tiền. Hiệu quả xử lý không cao, dễ bị bọc cặn đá vôi.
Khu -25/+30 Mạo Khê Cửa lò -25, +30 và nước mặt nhà sàng (100 $\text{m}^3$/h) Hệ thống 2 hồ lắng tự nhiên nối tiếp qua đập tràn, trang bị 01 máy bơm hút bùn về sân phơi. Chi phí xây dựng và vận hành thấp, dễ quản lý. Chiếm diện tích mặt bằng lớn, không xử lý triệt để tính axit của nước mỏ.
Lò mức -51 Hà Lầm Nước bơm từ đáy lò -51 (1.200 $\text{m}^3$/ngày đêm) Bể khuấy trộn cấp sữa vôi (đo $\text{pH}$ tự động) + bơm định lượng dung dịch polymer trợ lắng $\rightarrow$ Bể lắng $\rightarrow$ Sân phơi bùn. Tự động hóa cao, kiểm soát tốt $\text{pH}$ và TSS, tiết kiệm diện tích xây dựng. Chi phí đầu tư ban đầu và chi phí vận hành hóa chất cao.
Nhà máy tuyển than Cửa Ông Nước thải sau quá trình tuyển than (Dự án Viện trợ Xanh - Nhật Bản) Hồ lắng sơ bộ $\rightarrow$ Trạm pha khuấy trộn sữa vôi và polymer $\rightarrow$ Hồ lắng tinh (có phà hút bùn di động) $\rightarrow$ Bể thu nước sạch tuần hoàn. Hệ thống tiên tiến khép kín, tuần hoàn 100% nước cho nhà máy tuyển, thu hồi than bùn. Vốn đầu tư công trình rất lớn.

Phần 3: Nội dung và phương pháp nghiên cứu

Xác định đối tượng nghiên cứu tại hệ thống xử lý nước thải mặt bằng +48 (vỉa than -150) mỏ Mông Dương; xây dựng khung 6 nội dung nghiên cứu chi tiết; thiết lập quy trình thu thập số liệu, khảo sát thực địa, lấy mẫu 2 lít/mẫu theo TCVN, đo đạc thông số tại hiện trường và phân tích mẫu trong phòng thí nghiệm bằng phương pháp AAS, cực phổ, so màu, chuẩn độ và xử lý số liệu bằng phần mềm Excel.

Phần 4: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

  • Tổng quan đơn vị: Mô tả quá trình thành lập của Xí nghiệp khai thác than 790 (chuyển đổi từ Binh đoàn 11 - Bộ Quốc phòng sang doanh nghiệp kinh tế kết hợp quốc phòng); vị trí 23 ha tại vỉa 6 khu Đông Bắc cọc sáu; địa hình đồi núi dốc 20-30° (cao trình từ +19m đến +130m); khí hậu nhiệt đới gió mùa (mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10, tập trung cao nhất vào tháng 7-8).
  • Phân tích tác động môi trường:
    • Môi trường đất: Phá vỡ cấu trúc tầng đất, chiếm dụng mặt bằng khai trường và bãi thải.
    • Hệ sinh thái: Thảm thực vật bị suy giảm nghiêm trọng do khai thác lâu năm, chỉ còn cỏ tranh, cỏ lau mọc rải rác trên các bờ vách moong phong hóa; động vật di cư.
    • Không khí và tiếng ồn: Ô nhiễm bụi và khí nổ; tiếng ồn tại các máy khoan, máy xúc, máy gạt, bãi nổ mìn, đường vận tải vượt tiêu chuẩn cho phép từ 20 đến 40 dB; âm thanh khó phát tán trong đường lò hầm lò.
    • Môi trường nước: Nước mỏ có tính axit ($\text{pH } 2 - 5,5$), độ khoáng hóa cao (~3.000 mg/L), làm bồi lấp sông suối, giảm dung tích hồ chứa và suy giảm chất lượng nước ngầm.
  • Khảo sát hệ thống xử lý bậc 1 (mặt bằng +48): Trạm có công suất thiết kế 2.600 $\text{m}^3$/ngày đêm, được xây dựng phục vụ thoát nước vỉa than -150 nhằm tái thiết sản xuất sau lũ. Quy trình công nghệ gồm: Nước thải hầm lò $\rightarrow$ Bể điều hòa $\rightarrow$ Bể trung hòa (châm dung dịch $\text{NaOH}$ cân bằng $\text{pH}$) $\rightarrow$ Trộn hóa chất keo tụ và trợ keo tụ $\rightarrow$ Bể lắng thô (tách cát sỏi, hạt than $>5$ mm đưa sang hệ thống xả bùn) $\rightarrow$ Bể phản ứng tĩnh $\rightarrow$ Bể lắng đứng ly tâm $\rightarrow$ Tank chứa nước $\rightarrow$ Bình lọc mangan (loại bỏ kim loại nặng) $\rightarrow$ Bình lọc áp lực $\rightarrow$ Xả ra môi trường.
  • Đánh giá hiệu quả xử lý: So sánh các thông số ô nhiễm trước và sau trạm xử lý bậc 1 với QCVN 40:2011/BTNMT cho thấy các chỉ tiêu pH, TSS, Fe, Mn và dầu mỡ khoáng sau xử lý bậc 1 đạt giới hạn quy định. Tuy nhiên, nước sau xử lý bậc 1 chưa đạt tiêu chuẩn cấp cho sinh hoạt tắm giặt do còn chứa hàm lượng khoáng và vi lượng nhất định.
  • Đề xuất công nghệ tiếp nối bậc 2: Đề xuất lắp đặt bổ sung dây chuyền công nghệ tinh chế tiếp nối gồm thiết bị V200, cột lọc áp lực và hệ thống fin lọc do Công ty Cổ phần và Thương mại Việt Sing cung cấp, nhằm xử lý triệt để cặn mịn và vi lượng kim loại để tái tuần hoàn cấp cho nhà tắm công nhân.

Phần 5: Kết luận và kiến nghị

Tổng kết kết quả nghiên cứu về hiện trạng công nghệ trạm xử lý bậc 1 mỏ 790 và tính khả thi của dây chuyền bậc 2 tuần hoàn nước; kiến nghị công ty đầu tư hoàn thiện hệ thống tiếp nối để tiết kiệm chi phí mua nước ngoài và bảo vệ nguồn tiếp nhận.

Kết quả và đóng góp

Kết quả chính

  1. Đánh giá hiện trạng ô nhiễm nguồn nước mỏ 790: Nước thải hầm lò bơm từ mức -150 lên mặt bằng +48 có lưu lượng 2.600 $\text{m}^3$/ngày đêm, mang tính axit ($\text{pH } 2 - 5,5$), tổng chất rắn lơ lửng cao, chứa hàm lượng lớn sắt ($Fe$), mangan ($Mn$) và dầu mỡ khoáng phát sinh từ máy móc cơ khí trong lò.
  2. Đánh giá hiệu quả trạm xử lý bậc 1: Dây chuyền xử lý sơ bộ và lắng lọc bậc 1 (bể điều hòa $\rightarrow$ trung hòa $\text{NaOH} \rightarrow$ keo tụ/trợ lắng $\rightarrow$ lắng thô $\rightarrow$ lọc mangan $\rightarrow$ lọc áp lực) đã xử lý triệt để tính axit, đưa pH về ngưỡng trung tính, loại bỏ cặn lơ lửng và kết tủa phần lớn kim loại nặng $Fe, Mn$, đưa nước thải đầu ra đạt giới hạn xả thải theo QCVN 40:2011/BTNMT.
  3. Đề xuất giải pháp công nghệ bậc 2: Xây dựng phương án kết nối dây chuyền công nghệ xử lý bậc 2 sử dụng thiết bị lọc V200 kết hợp cụm cột lọc áp lực và fin lọc (do Công ty Môi trường Việt Sing lắp đặt), tạo thành chu trình khép kín xử lý nước thải hầm lò đạt tiêu chuẩn cấp nước sinh hoạt cho công nhân mỏ.

Đóng góp của đề tài

  • Đóng góp kỹ thuật - thực tiễn: Khóa luận cung cấp sơ đồ công nghệ hoàn chỉnh và các thông số vận hành thực tế của trạm xử lý nước thải hầm lò công suất 2.600 $\text{m}^3$/ngày tại mỏ Mông Dương; chứng minh tính khả thi của việc xử lý tiếp nối nước mỏ phục vụ tắm giặt.
  • Đóng góp kinh tế - môi trường: Giải pháp tái sử dụng nước giúp đơn vị tự chủ nguồn cấp nước sinh hoạt, cắt giảm chi phí mua nước thương phẩm hàng tháng, đồng thời giảm thiểu lưu lượng nước thải xả trực tiếp ra hệ thống mương suối và vùng biển Cẩm Phả.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế:
    • Thời gian thực tập tốt nghiệp có hạn chế nhất định, số liệu khảo sát tập trung chủ yếu vào một trạm xử lý tại mặt bằng +48 (vỉa than -150).
    • Phương án công nghệ bậc 2 mới dừng lại ở mức độ đề xuất mô hình thiết bị và quy trình kỹ thuật tiếp nối phối hợp với đơn vị chuyển giao công nghệ (Công ty Việt Sing), chưa có chuỗi số liệu quan trắc kiểm chứng vận hành liên tục qua các mùa trong năm.
  • Hướng nghiên cứu tiếp:
    • Triển khai lắp đặt thử nghiệm hệ thống thiết bị bậc 2 (V200 và fin lọc) trên quy mô thực địa tại Công ty 790;
    • Lấy mẫu và quan trắc phân tích toàn diện chất lượng nước sau lọc bậc 2 theo Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước sinh hoạt (QCVN 14:2008/BTNMT hoặc các quy chuẩn nước cấp tương đương) bao gồm cả chỉ tiêu vi sinh vật và kim loại vết;
    • Tính toán chi tiết bài toán kinh tế (chi phí đầu tư thiết bị, chi phí hóa chất, điện năng vận hành) so với giá trị kinh tế tiết kiệm được từ việc không phải mua nước cấp ngoài.

Giá trị tham khảo

Khóa luận là tài liệu tham khảo chuyên môn phục vụ các nhóm đối tượng:

  • Sinh viên, học viên ngành Khoa học Môi trường, Kỹ thuật Môi trường và Quản lý Tài nguyên: Tài liệu cung cấp cơ sở lý thuyết chi tiết về cơ chế phản ứng oxy hóa pyrit tạo nước chua mỏ, phương pháp luận nghiên cứu lấy mẫu và phân tích nước thải công nghiệp khai khoáng.
  • Kỹ sư vận hành và cán bộ quản lý môi trường tại các đơn vị khai thác than: Tham khảo tài liệu tổng quan so sánh ưu nhược điểm của 4 mô hình xử lý nước mỏ thực tế tại Quảng Ninh (mỏ Cao Thắng, Mạo Khê, Hà Lầm, Tuyển Cửa Ông) cùng quy trình vận hành trạm xử lý tự động hóa công suất 2.600 $\text{m}^3$/ngày tại mỏ 790.
  • Các nghiên cứu về tái tuần hoàn nước thải: Đóng vai trò là mô hình tham khảo cho việc thiết kế các công trình xử lý tiếp nối (bậc 2) chuyển hóa nước thải công nghiệp thành nước phục vụ mục đích sinh hoạt nội bộ.

Câu hỏi thường gặp

1. Trạm xử lý nước thải hầm lò tại mặt bằng +48 mỏ 790 có công suất thiết kế bao nhiêu và xử lý nguồn nước từ đâu?

Trạm xử lý nước thải tại mặt bằng +48 (thuộc khu vực mỏ Mông Dương của Công ty 790) có công suất thiết kế 2.600 $\text{m}^3$/ngày đêm, tiếp nhận và xử lý toàn bộ lượng nước thải hầm lò bơm thoát từ vỉa than mức -150 nhằm phục vụ công tác tháo khô và tái thiết sản xuất mỏ.

2. Nguyên nhân chính khiến nước thải hầm lò mỏ than có tính axit mạnh và chứa hàm lượng cao Fe, Mn là gì?

Nguyên nhân chính là do khoáng chất lưu huỳnh vô cơ dạng pyrit ($\text{FeS}_2$) trong các vỉa than và đất đá bị phân hủy và oxy hóa khi tiếp xúc với oxy không khí và nước ngầm, dưới sự xúc tác của các vi khuẩn hiếu khí như Thiobacillus ferrooxidans và Thiobacillus thiooxidans. Quá trình này sinh ra axit sunfuric ($\text{H}_2\text{SO}_4$) làm hạ pH của nước xuống 2 - 4, đồng thời hòa tan các ion kim loại sắt ($\text{Fe}^{2+}, \text{Fe}^{3+}$), mangan ($\text{Mn}^{2+}$) và các kim loại nặng khác vào dòng thải.

3. Quy trình công nghệ xử lý nước thải bậc 1 tại trạm mặt bằng +48 mỏ than 790 diễn ra như thế nào?

Quy trình công nghệ bậc 1 gồm các công đoạn liên hoàn: Nước thải hầm lò theo hệ thống bơm dẫn vào Bể điều hòa $\rightarrow$ Bể trung hòa (châm dung dịch $\text{NaOH}$ điều chỉnh $\text{pH}$) $\rightarrow$ Khuấy trộn hóa chất keo tụ và trợ keo tụ $\rightarrow$ Bể lắng thô (tách cặn cát sỏi, than vụn kích thước $>5$ mm xả về hệ thống xả bùn) $\rightarrow$ Bể phản ứng tĩnh $\rightarrow$ Bể lắng đứng ly tâm $\rightarrow$ Tank chứa nước $\rightarrow$ Bình lọc mangan (loại bỏ kim loại nặng) $\rightarrow$ Bình lọc áp lực $\rightarrow$ Nước sau xử lý đạt QCVN 40:2011/BTNMT.

4. Dây chuyền công nghệ tiếp nối bậc 2 được tác giả đề xuất gồm những thiết bị nào và phục vụ mục đích gì?

Dây chuyền công nghệ bậc 2 được đề xuất bổ sung sau trạm xử lý bậc 1 gồm cụm thiết bị lọc V200, hệ thống cột lọc áp lực và hệ thống fin lọc (do Công ty Cổ phần và Thương mại Việt Sing lắp đặt), nhằm tinh chế nguồn nước mỏ đạt tiêu chuẩn cấp nước phục vụ nhu cầu sinh hoạt tắm giặt của công nhân mỏ, giúp tiết kiệm tài nguyên nước và giảm chi phí mua nước sinh hoạt.

5. Những phương pháp phân tích nào đã được tác giả sử dụng trong phòng thí nghiệm để xác định các chỉ tiêu ô nhiễm?

Tác giả đã sử dụng phương pháp đo trực tiếp tại hiện trường đối với pH và DO; phương pháp cực phổ và phổ hấp phụ nguyên tử (AAS) để xác định nồng độ các kim loại nặng ($\text{Fe, Mn, Zn, Cu, Pb, As}$); phương pháp so màu, chuẩn độ và định lượng để phân tích các chỉ tiêu $\text{BOD}_5, \text{COD}$, tổng $\text{P}$ theo các tiêu chuẩn TCVN hiện hành.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Hà Việt Hưng đã hệ thống hóa cơ sở lý luận về sự hình thành dòng thải axit mỏ than và đánh giá chi tiết hiện trạng công nghệ xử lý nước thải hầm lò công suất 2.600 $\text{m}^3$/ngày tại mặt bằng +48 Công ty than 790. Kết quả nghiên cứu khẳng định hệ thống xử lý bậc 1 hiện hữu đảm bảo kiểm soát tốt các chỉ tiêu pH, TSS và kim loại nặng đạt quy chuẩn xả thải công nghiệp QCVN 40:2011/BTNMT. Trên cơ sở đó, đề xuất tích hợp dây chuyền công nghệ tiếp nối bậc 2 (thiết bị V200, cột lọc áp lực và fin lọc) là giải pháp kỹ thuật mang tính thực tiễn cao, giúp đơn vị tuần hoàn tái sử dụng nước phục vụ sinh hoạt tắm giặt và nâng cao hiệu quả bảo vệ môi trường vùng mỏ Cẩm Phả, Quảng Ninh.