Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Hoạt động khai thác khoáng sản than đá đóng vai trò cung cấp nguồn nhiên liệu cho sản xuất điện, luyện kim, xi măng và các ngành công nghiệp nặng. Tuy nhiên, quá trình khai thác mỏ—đặc biệt là phương thức khai thác lộ thiên—tạo ra những tác động tiêu cực đến môi trường tự nhiên, trong đó nguồn nước chịu ảnh hưởng nghiêm trọng nhất. Việc bốc xúc đất đá, tháo khô moong khai thác và đổ thải không chỉ làm biến đổi địa hình, thủy văn khu vực mà còn phát sinh lượng lớn nước thải chứa hàm lượng chất rắn lơ lửng (TSS), sunfat ($\text{SO}_4^{2-}$), kim loại nặng và trong nhiều trường hợp gây axit hóa nguồn nước do quá trình oxy hóa các khoáng vật sunfua.

Để kiểm soát ô nhiễm, Luật Bảo vệ Môi trường năm 2005 (Điều 44) đã quy định chặt chẽ nghĩa vụ thu gom, xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn môi trường đối với các tổ chức, cá nhân khai thác khoáng sản. Cùng với đó, Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam (VINACOMIN) đã đề ra chiến lược bắt buộc toàn bộ các đơn vị thành viên phải hoàn thành xây dựng và đưa vào vận hành hệ thống xử lý nước thải mỏ đạt quy chuẩn kỹ thuật quốc gia trong giai đoạn 2005–2015. Tại tỉnh Thái Nguyên, Công ty TNHH MTV Than Khánh Hòa (thuộc Tổng Công ty Công nghiệp Mỏ Việt Bắc - Vinacomin) đã đầu tư xây dựng trạm xử lý nước thải nhằm kiểm soát nguồn thải phát sinh từ moong khai thác lộ thiên công suất gần 800.000 tấn than/năm. Đề tài khóa luận được thực hiện nhằm đánh giá thực trạng vận hành và hiệu quả xử lý của hệ thống này.

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài gồm 3 nội dung:

  1. Tìm hiểu đặc điểm điều kiện tự nhiên, tình hình khai thác và phát sinh nước thải tại mỏ than Khánh Hòa.
  2. Đánh giá hiệu quả xử lý nước thải của hệ thống xử lý nước thải tại mỏ than Khánh Hòa thông qua các chỉ tiêu hóa - lý và vi sinh vật học.
  3. Đề xuất các biện pháp quản lý và bảo vệ môi trường khả thi nhằm giảm thiểu tác động tiêu cực của hoạt động khai khoáng tới môi trường nước và sức khỏe cộng đồng.

Nhiệm vụ và yêu cầu nghiên cứu:

  • Thu thập số liệu thứ cấp và số liệu quan trắc đảm bảo tính khách quan, trung thực và chính xác khoa học.
  • Mẫu nước phân tích phải mang tính đại diện cho dòng thải trước và sau xử lý tại khu vực mỏ than Khánh Hòa.
  • Các giải pháp đề xuất phải phù hợp với điều kiện kinh tế, kỹ thuật và hiện trạng thực tế của đơn vị.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Nước thải mỏ và hiệu quả công nghệ xử lý nước thải của trạm xử lý nước thải mỏ than Khánh Hòa.
  • Phạm vi không gian: Khu vực khai trường lộ thiên và trạm xử lý nước thải thuộc Công ty TNHH MTV Than Khánh Hòa, địa bàn tiếp giáp ba xã: xã Sơn Cẩm (huyện Phú Lương), xã An Khánh (huyện Đại Từ) và xã Phúc Hà (thành phố Thái Nguyên), tỉnh Thái Nguyên.
  • Phạm vi thời gian: Nghiên cứu được triển khai từ tháng 01/2015 đến tháng 05/2015; dữ liệu quan trắc phân tích chất lượng nước tập trung vào đợt quan trắc Quý IV/2014 và Quý I/2015.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận xây dựng hệ thống cơ sở lý thuyết dựa trên các khái niệm môi trường, cơ chế hình thành nước thải mỏ và khung pháp lý hiện hành của Nhà nước Việt Nam về kiểm soát ô nhiễm nguồn nước trong khai thác khoáng sản:

  • Cơ sở pháp lý: Luật Bảo vệ Môi trường số 52/2005/QH11; Luật Bảo vệ Môi trường số 55/2014/QH13; Luật Tài nguyên nước số 17/2012/QH13; Luật Khoáng sản số 60/2010/QH12; Nghị định 80/2006/NĐ-CP, Nghị định 21/2008/NĐ-CP, Nghị định 29/2011/NĐ-CP (về ĐMC, ĐTM, CKBVMT); Nghị định 25/2013/NĐ-CP và Thông tư liên tịch 63/2013/TTLT-BTC-BTNMT (về phí bảo vệ môi trường đối với nước thải); Nghị định 179/2013/NĐ-CP (xử phạt vi phạm hành chính trong lĩnh vực bảo vệ môi trường); Thông tư 26/2011/TT-BTNMT và Thông tư 01/2012/TT-BTNMT.
  • Tiêu chuẩn và quy chuẩn kỹ thuật so sánh: QCVN 40:2011/BTNMT (Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp - Cột B), QCVN 08:2008/BTNMT (Chất lượng nước mặt), QCVN 09:2008/BTNMT (Chất lượng nước ngầm).

Phương pháp nghiên cứu được triển khai đồng bộ qua các bước:

  • Phương pháp kế thừa và thu thập dữ liệu thứ cấp: Thu thập tài liệu địa lý tự nhiên, điều kiện địa chất, báo cáo thiết kế khai thác mỏ, số liệu khí tượng thủy văn trạm Thái Nguyên, các báo cáo quan trắc môi trường định kỳ của Công ty Than Khánh Hòa.
  • Phương pháp lấy mẫu nước: Thực hiện theo phương pháp lấy mẫu đơn chuẩn kỹ thuật theo TCVN 5992:1995 (ISO 5667-2:1991), TCVN 5993:1995 (ISO 5667-3:1985), TCVN 5994:1995 (ISO 5667-4:1987) và TCVN 5996:1995 (ISO 5667-6:1990). Vị trí lấy mẫu gồm 02 điểm đặc trưng: Mẫu nước thải đầu vào tại lòng moong khai thác (trước hệ thống xử lý) và mẫu nước thải đầu ra tại bể chứa nước sạch sau xử lý (trước khi xả ra môi trường tiếp nhận). Nước mặt được lấy ở độ sâu cách mặt nước 20–30 cm; nước ngầm lấy qua hệ thống máy bơm tháo khô mỏ.
  • Phương pháp phân tích phòng thí nghiệm: Toàn bộ mẫu nước được bảo quản và phân tích tại Trung tâm Quan trắc Môi trường tỉnh Thái Nguyên theo các phương pháp tiêu chuẩn quốc gia (TCVN) và tiêu chuẩn quốc tế Standard Methods (SMEWW):
    • $\text{pH}$: TCVN 6492:2001.
    • $\text{BOD}_5$: SMEWW 5210B-2012.
    • $\text{COD}$: SMEWW 5220D-2012.
    • Chất rắn lơ lửng ($\text{TSS}$): SMEWW 2540D-2012.
    • Asen ($\text{As}$), Cadmi ($\text{Cd}$), Chì ($\text{Pb}$), Crom ($\text{Cr}$), Đồng ($\text{Cu}$): SMEWW 3113:2012.
    • Thủy ngân ($\text{Hg}$): SMEWW 31125B:2012.
    • Niken ($\text{Ni}$): SMEWW 3112B:2012.
    • Mangan ($\text{Mn}$), Sắt ($\text{Fe}$): SMEWW 3111B:2012.
    • Sunfat ($\text{SO}_4^{2-}$): SMEWW 4110:2012.
    • Sunfua ($\text{S}^{2-}$): SMEWW 4500S2:2012.
    • Phenol: SMEWW 5530C:2012.
    • Dầu mỡ khoáng: SMEWW 5220:2012.
    • $\text{Coliform}$: TCVN 6187-1:2009.
  • Phương pháp xử lý số liệu: Thống kê, xử lý dữ liệu định lượng bằng phần mềm Microsoft Excel và Microsoft Word; tính toán hiệu suất xử lý phần trăm ($H%$) giữa nồng độ trước và sau xử lý; đối chiếu với giới hạn tối đa cho phép của QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B).

Nội dung chính theo từng chương

Phần 1: Mở đầu

Tác giả nêu bật tính cấp thiết của vấn đề bảo vệ môi trường trong khai thác khoáng sản; trích dẫn Điều 44 Luật Bảo vệ Môi trường năm 2005 và chiến lược môi trường của VINACOMIN giai đoạn 2005–2015. Phần mở đầu xác định rõ 3 mục đích, 3 yêu cầu cụ thể, cùng ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài đối với công tác quản lý môi trường nước tại mỏ than Khánh Hòa.

Phần 2: Tổng quan tài liệu

Chương này tổng kết có hệ thống cơ sở lý luận về ô nhiễm môi trường nước, phân loại các nguồn thải từ sinh hoạt, công nghiệp và nông nghiệp; chi tiết hóa các thông số vật lý, hóa học, sinh học đánh giá chất lượng nước.

Tác giả phân tích bức tranh tổng thể ngành than:

  • Thế giới: Trữ lượng ước tính trên 10.000 tỷ tấn (khai thác được khoảng 3.000 tỷ tấn), tập trung tại Trung Quốc, Mỹ, Ấn Độ, Úc, Nga. So sánh ưu - nhược điểm giữa công nghệ khai thác lộ thiên và hầm lò. Giới thiệu mô hình xử lý nước thải mỏ Ellatzite (Bungari) bằng công nghệ trung hòa bùn quặng tuần hoàn của Mitsubishi Materials Techno Corporation (MMTEC) Nhật Bản.
  • Việt Nam: Trữ lượng than đá khoảng 5 tỷ tấn, phân bố tại bể than Quảng Ninh (3,5 tỷ tấn) và các tỉnh lân cận; dự báo đồng bằng sông Hồng có khoảng 210 tỷ tấn than nâu. Phân loại 5 nhóm than: antraxit, than mỡ, than bùn, than ngọn lửa dài và than nâu.
  • Hiện trạng môi trường nước mỏ than: Phân tích điển hình mỏ than Na Dương (Lạng Sơn) giai đoạn 2008–2013 với đặc tính nước thải có tính axit rất mạnh ($\text{pH}$ từ 2,2 đến 2,65), hàm lượng $\text{Fe}$ dao động 186,4–487,6 mg/l (vượt chuẩn từ 37,28 đến 97,52 lần), $\text{Mn}$ dao động 7,95–15,59 mg/l (vượt chuẩn 9,72 đến 12,85 lần), $\text{TSS}$ từ 102–174,5 mg/l.
  • Công nghệ xử lý nước thải mỏ của VINACOMIN: Tính đến tháng 6/2014, quỹ môi trường VINACOMIN đã xây dựng 30 trạm xử lý nước thải mỏ trên toàn quốc dựa trên sơ đồ công nghệ chung: Song chắn rác $\rightarrow$ Hồ điều hòa $\rightarrow$ Bể phản ứng trung hòa (vôi/xút) $\rightarrow$ Bể keo tụ (Polymer) $\rightarrow$ Bể lắng bùn $\rightarrow$ Bể lọc cát $\rightarrow$ Bể chứa nước sạch. Chi phí vận hành tại Na Dương khoảng 6.000 đồng/$\text{m}^3$, trong khi trạm mỏ Khánh Hòa khoảng 430 đồng/$\text{m}^3$.

Phần 3: Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu

Chương này trình bày chi tiết về đối tượng nghiên cứu (nước thải mỏ Khánh Hòa), địa bàn nghiên cứu (Phòng An toàn - VSLĐ và Môi trường Công ty Than Khánh Hòa), thời gian thực hiện (tháng 1 đến tháng 5/2015), quy trình lấy 02 mẫu đơn (trước và sau hệ thống xử lý), danh mục 19 chỉ tiêu phân tích theo các phương pháp chuẩn TCVN và SMEWW, cùng kỹ thuật tổng hợp, so sánh dữ liệu với QCVN 08:2008, QCVN 09:2008 và QCVN 40:2011/BTNMT.

Phần 4: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Chương kết quả tập trung các dữ liệu thực nghiệm và đánh giá thực tế:

  • Tổng quan mỏ than Khánh Hòa: Ranh giới mỏ xác định theo Quyết định số 1988/QĐ-HĐQT (22/8/2008) và Quyết định số 6568/QĐ-BCT (18/12/2010). Địa hình thung lũng kéo dài 6 km theo hướng Tây Bắc - Đông Nam, rộng 600–700 m; moong lộ thiên có cao độ hiện tại từ +45 m xuống đến đáy sâu -160 m. Thủy văn gồm hệ thống suối Huyền (dài ~4 km), suối Làng Ngò (~2,5 km) hợp lưu thành suối Nam Tiền, suối Sơn Cẩm, đầm lầy diện tích 90.000 $\text{m}^2$ và hồ thủy lợi 19-5 (hồ Phượng Hoàng dung tích 2.000 $\text{m}^3$). Nước mặt khu mỏ thuộc loại Bicacbonat Canxi.
  • Dây chuyền sản xuất: Gồm dây chuyền bốc đất đá (khoan nổ mìn bằng máy CBP 160 của Liên Xô, dùng thuốc nổ nhũ tương, ANFO vi sai phân đoạn $\rightarrow$ xúc bốc $\rightarrow$ vận chuyển đổ thải bãi thải Tây/Nam) và dây chuyền khai thác than (xúc chọn lọc/xúc xô $\rightarrow$ sàng máy $\rightarrow$ kho than), đạt công suất gần 800.000 tấn/năm.
  • Lưu lượng và công nghệ xử lý nước thải tại mỏ: Tổng lượng nước thải mỏ (nước sinh hoạt, sản xuất, nước mưa chảy tràn vào moong) khoảng 1 triệu $\text{m}^3$/năm. Dây chuyền xử lý nước thải thực tế gồm: Nước thải từ lòng moong $\rightarrow$ Bể giảm xung $\rightarrow$ Bể khuấy trộn (châm dung dịch trợ keo tụ Polymer A101 tại 2 điểm PL1 và PL2) $\rightarrow$ Bể lắng gạt bùn (bùn thải thu gom về bể chứa bùn để phơi khô tận thu hoặc đổ thải) $\rightarrow$ Nước trong đạt chuẩn xả ra môi trường hoặc tái sử dụng cấp cho hệ thống phun sương dập bụi khai trường.
  • Hiện trạng và hiệu quả xử lý nước thải:
    • Quý IV/2014: Nước thải trước xử lý có $\text{pH} = 7,4$; $\text{BOD}_5 = 5,7\text{ mg/l}$; $\text{COD} = 58\text{ mg/l}$; $\text{TSS} = 5,9\text{ mg/l}$; $\text{SO}_4^{2-} = 835,7\text{ mg/l}$; $\text{Ni} = 0,0185\text{ mg/l}$; $\text{Coliform} = 4.100\text{ MPN/100ml}$. Sau xử lý, các thông số giảm xuống: $\text{pH} = 7,3$; $\text{BOD}_5 = 2,7\text{ mg/l}$ (hiệu suất giảm 52,63%); $\text{COD} = 7,3\text{ mg/l}$ (giảm 50,7 mg/l, hiệu suất 87,41%); $\text{TSS} = 5,2\text{ mg/l}$ (hiệu suất 11,86%); $\text{Ni} = 0,0165\text{ mg/l}$ (hiệu suất 10,81%); $\text{SO}_4^{2-} = 735,9\text{ mg/l}$ (hiệu suất 11,94%); $\text{Coliform} = 3.900\text{ MPN/100ml}$ (hiệu suất 4,878%).
    • Quý I/2015: Nước thải thô có $\text{pH} = 7,3$; $\text{BOD}_5 = 24\text{ mg/l}$; $\text{COD} = 52\text{ mg/l}$; $\text{TSS} = 98,5\text{ mg/l}$; Dầu mỡ $= 0,99\text{ mg/l}$; $\text{Coliform} = 2.100\text{ MPN/100ml}$. Sau xử lý: $\text{pH} = 6,9$; $\text{BOD}_5 < 4\text{ mg/l}$; $\text{COD} = 5,6\text{ mg/l}$; $\text{TSS} = 77,5\text{ mg/l}$; Dầu mỡ $= 0,59\text{ mg/l}$; $\text{Coliform} = 800\text{ MPN/100ml}$; $\text{Ni} < 0,00008\text{ mg/l}$.
    • Nồng độ các kim loại nặng độc hại ($\text{As}, \text{Cd}, \text{Pb}, \text{Cr}, \text{Cu}, \text{Hg}, \text{Zn}, \text{Mn}, \text{Fe}$) ở cả hai đợt quan trắc đều ở mức rất thấp, dưới ngưỡng phát hiện hoặc đạt chuẩn trước và sau xử lý.
  • Đề xuất giải pháp: Đưa ra 2 nhóm giải pháp gồm nhóm giải pháp quản lý (kiểm tra vận hành, phân định trách nhiệm, nâng cao nhận thức người lao động, quan trắc định kỳ) và nhóm giải pháp kỹ thuật bảo vệ môi trường (tăng cường tái sử dụng nước cho hệ thống phun sương dập bụi, nạo vét định kỳ bể lắng bùn, quản lý đất đá bãi thải chống xói mòn, phục hồi môi trường sau khai thác).

Phần 5: Kết luận và kiến nghị

Tổng kết toàn bộ kết quả nghiên cứu về hiệu quả vận hành trạm xử lý nước thải mỏ Khánh Hòa; khẳng định nguồn nước sau xử lý đạt chuẩn xả thải QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B); kiến nghị doanh nghiệp tiếp tục duy trì công tác giám sát định kỳ và hoàn thiện hạ tầng kỹ thuật môi trường.

Kết quả và đóng góp

Kết quả chính và số liệu thực nghiệm

Dữ liệu quan trắc phân tích cho thấy đặc tính nước thải mỏ than Khánh Hòa có nồng độ ô nhiễm thấp hơn nhiều so với các mỏ than khác trong ngành (như mỏ Na Dương). Nước thải thô tại moong khai thác có tính kiềm nhẹ đến trung tính ($\text{pH} = 7,3 - 7,4$), không bị hiện tượng axit hóa mạnh. Sau khi qua trạm xử lý bằng công nghệ lắng keo tụ Polymer A101, các chỉ tiêu ô nhiễm hữu cơ và chất rắn lơ lửng đều suy giảm rõ rệt và đạt giới hạn quy chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT Cột B trước khi thải ra nguồn tiếp nhận.

TT Thông số phân tích Đơn vị Trước xử lý (Q.IV/2014) Sau xử lý (Q.IV/2014) Hiệu suất giảm (%) Trước xử lý (Q.I/2015) Sau xử lý (Q.I/2015) QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B)
1 $\text{pH}$ - 7,4 7,3 1,37 7,3 6,9 5,5 – 9,0
2 $\text{BOD}_5$ mg/l 5,7 2,7 52,63 24 < 4 50
3 $\text{COD}$ mg/l 58 7,3 87,41 52 5,6 150
4 $\text{TSS}$ mg/l 5,9 5,2 11,86 98,5 77,5 100
5 $\text{As}$ mg/l < 0,005 < 0,005 - 0,0046 0,0041 0,1
6 $\text{Cd}$ mg/l < 0,005 < 0,005 - 0,0002 0,0001 0,1
7 $\text{Pb}$ mg/l < 0,005 < 0,005 - < 0,0007 < 0,0007 0,5
8 $\text{Cu}$ mg/l < 0,005 < 0,005 - < 0,00003 < 0,00003 2
9 $\text{Hg}$ mg/l 0,0004 0,0004 - < 0,0002 < 0,0002 0,01
10 $\text{Ni}$ mg/l 0,0185 0,0165 10,81 0,0222 < 0,00008 0,5
11 $\text{Zn}$ mg/l < 0,1 < 0,1 - < 0,1 < 0,1 3
12 $\text{Mn}$ mg/l < 0,1 < 0,1 - < 0,1 < 0,1 1
13 $\text{Fe}$ mg/l < 0,3 < 0,3 - < 0,3 < 0,3 5
14 $\text{SO}_4^{2-}$ mg/l 835,7 735,9 11,94 640 530 -
15 $\text{S}^{2-}$ mg/l < 0,04 < 0,04 - < 0,04 < 0,04 0,5
16 Phenol mg/l < 0,006 < 0,006 - < 0,006 < 0,006 0,5
17 Dầu mỡ khoáng mg/l < 0,1 0,1 - 0,99 0,59 10
18 $\text{Coliform}$ MPN/100ml 4.100 3.900 4,878 2.100 800 5.000

Giải pháp và kiến nghị đề xuất

  • Giải pháp quản lý: Xây dựng quy chế vận hành trạm xử lý nước thải nghiêm ngặt; phân công cán bộ kỹ thuật chuyên trách theo dõi định kỳ việc pha chế hóa chất keo tụ Polymer A101; duy trì chương trình quan trắc môi trường định kỳ tối thiểu 4 lần/năm; tăng cường công tác tập huấn an toàn vệ sinh lao động và bảo vệ môi trường cho công nhân mỏ.
  • Giải pháp kỹ thuật và BVMT: Tối ưu hóa hệ thống tuần hoàn nước sau xử lý để cấp cho giàn phun sương dập bụi khai trường và xe tưới đường chuyên dụng, giảm áp lực khai thác nước sạch; định kỳ nạo vét bùn lắng tại bể lắng và hố thu gom để duy trì thể tích hữu ích; gia cố đê bao và hệ thống rãnh thoát nước xung quanh chân bãi thải đất đá phía Nam và phía Tây nhằm ngăn ngừa nước chảy tràn kéo theo bùn cát xuống hệ thống suối Huyền và suối Nam Tiền; thực hiện hoàn thổ và trồng cây xanh hoàn nguyên môi trường theo tiến độ khai thác.

Đóng góp của đề tài

Khóa luận đã cung cấp bộ số liệu thực nghiệm chi tiết về chất lượng nước thải moong mỏ than Khánh Hòa qua 19 thông số môi trường; chứng minh hiệu quả vận hành thực tế của trạm xử lý nước thải sử dụng hóa chất Polymer A101 với chi phí xử lý kinh tế (khoảng 430 đồng/$\text{m}^3$), làm cơ sở dữ liệu khoa học cho công tác quản lý môi trường tại địa phương và nội bộ VINACOMIN.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế: Số liệu quan trắc thực nghiệm trong đề tài chỉ được tổng hợp từ 2 đợt quan trắc (Quý IV/2014 và Quý I/2015) với 02 mẫu đại diện (đầu vào và đầu ra trạm xử lý), chưa phản ánh được toàn bộ biến động chất lượng nước thải theo chu kỳ nhiều năm hoặc trong các đợt mưa lũ cực đoan kéo dài. Các phân tích chất lượng nước dựa chủ yếu vào kết quả thử nghiệm thứ cấp từ Trung tâm Quan trắc Môi trường tỉnh Thái Nguyên mà chưa thực hiện được các thí nghiệm Jar-test tối ưu hóa liều lượng chất keo tụ trong phòng thí nghiệm.
  • Hướng nghiên cứu tiếp: Mở rộng nghiên cứu đánh giá chất lượng nước mặt của các nguồn tiếp nhận (suối Huyền, suối Làng Ngò, suối Nam Tiền) tại các vị trí trước và sau điểm tiếp nhận nước xả thải của mỏ; nghiên cứu công nghệ tuần hoàn khép kín 100% lượng nước thải mỏ phục vụ tuyển than và tuyển rửa xe máy công trình nhằm hướng tới không phát thải nước thải công nghiệp ra môi trường tự nhiên.

Giá trị tham khảo

Khóa luận là nguồn tài liệu hữu ích cho sinh viên các ngành Khoa học Môi trường, Kỹ thuật Môi trường, Quản lý Tài nguyên và Khai thác Mỏ khi nghiên cứu về đặc tính dòng thải mỏ than lộ thiên và công nghệ xử lý nước thải công nghiệp khoáng sản.

Các nội dung đáng tham khảo nhất bao gồm:

  • Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải mỏ than lộ thiên sử dụng chất trợ keo tụ Polymer A101 kết hợp lắng cơ học.
  • Bảng danh mục phương pháp phân tích 19 thông số hóa - lý, kim loại nặng và vi sinh theo quy chuẩn TCVN và SMEWW.
  • Dữ liệu so sánh thực tế về chi phí vận hành xử lý nước thải giữa mỏ than Khánh Hòa (430 đồng/$\text{m}^3$) và mỏ than Na Dương (6.000 đồng/$\text{m}^3$).

Câu hỏi thường gặp

1. Tổng lưu lượng nước thải phát sinh tại mỏ than Khánh Hòa là bao nhiêu và nguồn phát sinh từ đâu?
Tổng lưu lượng nước thải của mỏ than Khánh Hòa (bao gồm nước thải sản xuất, nước thải sinh hoạt và nước mưa chảy tràn) ước tính khoảng 1 triệu $\text{m}^3$/năm. Nguồn phát sinh chủ yếu từ nước ngầm thấm vào lòng moong và nước mưa chảy tràn qua bề mặt khai trường, bãi đổ thải được bơm tháo khô từ đáy moong.

2. Công nghệ xử lý nước thải tại mỏ than Khánh Hòa vận hành theo quy trình nào?
Nước thải từ moong được bơm về bể giảm xung, sau đó chuyển sang bể khuấy trộn có châm dung dịch trợ keo tụ Polymer A101 (tại các điểm PL1 và PL2). Hỗn hợp sau keo tụ đi vào bể lắng để phân tách pha; bùn lắng được cào gom về hố thu và bơm lên bể chứa bùn để phơi khô tận thu hoặc đưa ra bãi thải, còn phần nước trong đạt tiêu chuẩn được dẫn ra bể chứa để xả thải ra môi trường hoặc tái sử dụng cho hệ thống phun sương dập bụi.

3. Hiệu quả xử lý các chất ô nhiễm hữu cơ và cặn lơ lửng trong đợt quan trắc Quý IV/2014 đạt bao nhiêu?
Trong Quý IV/2014, hiệu suất xử lý $\text{COD}$ đạt 87,41% (giảm từ 58 mg/l xuống 7,3 mg/l), $\text{BOD}_5$ đạt hiệu suất 52,63% (giảm từ 5,7 mg/l xuống 2,7 mg/l), $\text{TSS}$ giảm 11,86% (từ 5,9 mg/l xuống 5,2 mg/l), $\text{SO}_4^{2-}$ giảm 11,94% (từ 835,7 mg/l xuống 735,9 mg/l) và $\text{Coliform}$ giảm 4,878%.

4. Điểm khác biệt cơ bản về tính chất nước thải thô giữa mỏ than Khánh Hòa và mỏ than Na Dương là gì?
Nước thải mỏ than Na Dương có tính axit rất mạnh ($\text{pH} = 2,2 - 2,65$) và hàm lượng kim loại nặng rất cao ($\text{Fe}$ lên tới 487,6 mg/l, $\text{Mn}$ lên tới 15,59 mg/l, $\text{TSS}$ tới 174,5 mg/l). Ngược lại, nước thải mỏ than Khánh Hòa có tính trung tính/kiềm nhẹ ($\text{pH} = 7,3 - 7,4$), hàm lượng kim loại nặng rất thấp ($\text{Fe} < 0,3\text{ mg/l}$, $\text{Mn} < 0,1\text{ mg/l}$) và các chỉ tiêu thô ban đầu đều nằm trong giới hạn cho phép của QCVN 40:2011/BTNMT Cột B.

5. Chi phí xử lý cho 1 $\text{m}^3$ nước thải tại mỏ than Khánh Hòa là bao nhiêu so với mỏ than Na Dương?
Theo số liệu của Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam được trích dẫn trong khóa luận, chi phí vận hành xử lý cho 1 $\text{m}^3$ nước thải tại trạm mỏ than Khánh Hòa là khoảng 430 đồng/$\text{m}^3$, thấp hơn nhiều so với chi phí 6.000 đồng/$\text{m}^3$ tại trạm xử lý mỏ than Na Dương do nước thải mỏ Khánh Hòa không cần sử dụng lượng lớn hóa chất trung hòa kiềm (vôi, xút) để xử lý axit và khử sắt/mangan nồng độ cao.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Nguyễn Lã Tuấn đã phản ánh chi tiết hiện trạng phát sinh và hiệu quả xử lý nước thải tại mỏ than Khánh Hòa trong giai đoạn 2014–2015. Kết quả phân tích 19 thông số lý - hóa - vi sinh khẳng định trạm xử lý nước thải sử dụng chất trợ keo tụ Polymer A101 vận hành ổn định, nước sau xử lý đạt quy chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT Cột B với chi phí vận hành kinh tế. Các giải pháp quản lý và kỹ thuật bảo vệ môi trường được đề xuất trong công trình mang tính khả thi, phù hợp với điều kiện khai thác lộ thiên thực tế của doanh nghiệp.