Luận văn thạc sĩ đánh giá hiện trạng ô nhiễm của nước thải hầm lò mỏ than tại tổng công ty than đông bắc nghiên cứu đề xuất công nghệ xử lý tái tuần hoàn phục vụ

Luận văn thạc sĩ đánh giá hiện trạng ô nhiễm nước thải hầm lò mỏ than, đề xuất công nghệ xử lý tái tuần hoàn hiệu quả tại Tổng công ty Than Đông Bắc.

• Tác giả: Đặng Xuân Thường
• Người hướng dẫn: PGS.TS Trần Đức Hạ
• Trường học: Đại học Nông Lâm - Đại học Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Khoa học Môi trường
• Đề tài: Đánh giá hiện trạng ô nhiễm của nước thải hầm lò mỏ than tại Tổng công ty Than Đông Bắc, nghiên cứu đề xuất công nghệ xử lý tái tuần hoàn phục vụ cho sinh hoạt, sản xuất
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2014
• Địa điểm: Thái Nguyên

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CHUNG
• 1.1. Cơ sở lý luận khoa học và pháp lý của đề tài
• 1.2. Cơ sở lý luận khoa học của đề tài
• 1.3. Khái niệm về môi trường
• 1.4. Khái niệm về ô nhiễm môi trường
• 1.5. Tổng quan về nước thải mỏ than và công nghệ xử lý
• 1.6. Sự hình thành nước thải trong quá trình khai thác than
• 1.7. Tính chất chung của nước thải mỏ than
• 1.8. Hiện trạng về xử lý nước thải hầm lò trong hoạt động sản xuất than ở vùng Quảng Ninh
• 1.9. Các biện pháp phòng chống ô nhiễm và xử lý nước thải tại các mỏ khai khác than tại Quảng Ninh
• 2. CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 2.2. Đối tượng nghiên cứu
• 2.3. Phạm vi nghiên cứu
• 2.4. Địa điểm nghiên cứu
• 2.5. Nội dung nghiên cứu
• 2.6. Khái quát về điều kiện tự nhiên, xã hội, môi trường có liên quan đến sản xuất than của tỉnh Quảng Ninh
• 2.7. Đánh giá hiện trạng chất lượng nước thải tại một số hầm lò thuộc Tổng công ty Than Đông Bắc
• 2.8. Đánh giá được hiện trạng nước thải đã qua xử lý trong quá trình khai thác ở một số hầm lò thuộc Tổng công ty Than Đông Bắc
• 2.9. So sánh hiệu quả xử lý nước thải bằng công nghệ hiện có tại các hầm lò nghiên cứu và đề xuất hướng cải tiến công nghệ phù hợp
• 2.10. Nghiên cứu sơ bộ và đề xuất công nghệ tái xử lý nước thải mỏ cấp cho sinh hoạt và sản xuất
• 2.11. Phương pháp nghiên cứu
• 2.12. Phương pháp thu thập tài liệu
• 2.13. Phương pháp lấy mẫu và phân tích
• 2.14. Phương pháp so sánh
• 2.15. Phương pháp tổng hợp, xử lý số liệu
• 2.16. Phương pháp chuyên gia
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Khái quát đặc điểm tự nhiên, kinh tế - xã hội khu vực khai thác và sản xuất than của tỉnh Quảng Ninh
• 3.2. Khái quát về khoáng sản than Quảng Ninh
• 3.3. Thời tiết, khí hậu
• 3.4. Điều kiện kinh tế - xã hội
• 3.5. Đánh giá hiện trạng chất lượng nước thải tại một số hầm lò thuộc Tổng công ty Than Đông Bắc
• 3.6. Kết quả phân tích chất lượng nước thải
• 3.7. So sánh chất lượng nước thải chưa qua xử lý ở 5 hầm lò nghiên cứu
• 3.8. Đánh giá hiện trạng chất lượng nước thải đã qua xử lý trong quá trình khai thác ở một số hầm lò thuộc Tổng công ty Than Đông Bắc
• 3.9. So sánh hiệu quả xử lý nước thải bằng công nghệ hiện có tại 5 hầm lò nghiên cứu và đề xuất hướng cải tiến công nghệ phù hợp
• 3.10. Hiệu quả xử lý nước thải tại Công ty TNHH MTV 35 (Quang Hanh)
• 3.11. Hiệu quả xử lý nước thải tại Công ty TNHH MTV 86 (Dương Huy – Cẩm Phả)
• 3.12. Hiệu quả xử lý nước thải tại Công ty TNHH MTV 91 (Uông Bí)
• 3.13. Hiệu quả xử lý nước thải tại Công ty TNHH MTV 618 (Đông Triều)
• 3.14. Hiệu quả xử lý nước thải tại Công ty TNHH MTV 790 (Mông Dương)
• 3.15. Đề xuất công nghệ mới sử dụng hợp chất KABENLIS vào các hệ thống xử lý nước thải hầm lò (Xử lý bậc 1)
• 3.16. Đánh giá sơ bộ và đề xuất công nghệ xử lý lại nước thải mỏ tái tuần hoàn cấp cho sinh hoạt, sản xuất (Xử lý bậc 2)
• 3.17. Đánh giá kết quả xử lý và tái sử dụng nước thải hầm lò tại mỏ 790 thuộc Tổng công ty than Đông Bắc
• 3.18. Nghiên cứu đề xuất mô hình xử lý tiếp tục nước thải mỏ than hầm lò bằng lọc màng để cấp nước cho ăn uống
• 3.19. Đề xuất dây chuyền công nghệ xử lý tái tuần hoàn cấp cho sinh hoạt
• DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC HÌNH
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Tóm tắt

I. Đánh giá ô nhiễm nước thải hầm lò mỏ than

Ô nhiễm nước thải từ hầm lò mỏ than là vấn đề nghiêm trọng trong ngành khai thác than. Nước thải phát sinh từ quá trình khai thác chứa nhiều chất độc hại như kim loại nặng, dầu mỡ khoáng, và các chất hữu cơ. Các nghiên cứu tại Tổng công ty Than Đông Bắc cho thấy, nước thải chưa qua xử lý có hàm lượng Fe, Mn, và TSS vượt quá tiêu chuẩn cho phép. Điều này gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường nước và sức khỏe cộng đồng.

1.1. Hiện trạng ô nhiễm nước thải

Nước thải từ hầm lò mỏ than tại Quảng Ninh có nồng độ Fe và Mn cao, gây ra hiện tượng đục và mùi khó chịu. Các chỉ số COD và BOD cũng vượt ngưỡng cho phép, cho thấy mức độ ô nhiễm hữu cơ nghiêm trọng. Nghiên cứu chỉ ra rằng, việc xả thải trực tiếp ra môi trường đã gây ô nhiễm nguồn nước mặt và nước ngầm, ảnh hưởng đến hệ sinh thái và đời sống người dân.

1.2. Tác động đến môi trường

Ô nhiễm nước thải từ mỏ than không chỉ ảnh hưởng đến chất lượng nước mà còn gây ra các vấn đề về đất và không khí. Các kim loại nặng tích tụ trong đất làm giảm độ phì nhiêu, ảnh hưởng đến nông nghiệp. Ngoài ra, việc xử lý không triệt để nước thải còn gây ra mùi hôi, ảnh hưởng đến sức khỏe công nhân và người dân xung quanh.

II. Công nghệ xử lý nước thải tái tuần hoàn

Để giải quyết vấn đề ô nhiễm nước thải, các công nghệ xử lý hiện đại đã được nghiên cứu và áp dụng. Công nghệ tái tuần hoàn nước thải không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm mà còn tái sử dụng nguồn nước cho sinh hoạt và sản xuất. Các phương pháp như lọc màng, hấp phụ, và oxy hóa đã được thử nghiệm và cho kết quả khả quan.

2.1. Công nghệ xử lý hiện có

Hiện tại, các hầm lò mỏ than tại Quảng Ninh đang sử dụng các hệ thống xử lý nước thải truyền thống như bể lắng, bể lọc, và hóa chất keo tụ. Tuy nhiên, hiệu quả xử lý chưa cao, đặc biệt là với các chất khó phân hủy như Fe và Mn. Các nghiên cứu chỉ ra rằng, cần cải tiến công nghệ để đạt hiệu quả xử lý tốt hơn.

2.2. Đề xuất công nghệ mới

Công nghệ lọc màng UF và hấp phụ bằng zeolit được đề xuất để xử lý triệt để các chất ô nhiễm trong nước thải. Các thử nghiệm tại Công ty 790 cho thấy, công nghệ này giúp giảm đáng kể hàm lượng Fe, Mn, và TSS, đáp ứng tiêu chuẩn nước thải đầu ra. Ngoài ra, nước sau xử lý có thể tái sử dụng cho sinh hoạt và sản xuất, góp phần tiết kiệm tài nguyên nước.

III. Bảo vệ môi trường và quản lý nước thải

Bảo vệ môi trường trong ngành khai thác than đòi hỏi sự kết hợp giữa quản lý nước thải và các biện pháp phòng ngừa ô nhiễm. Việc áp dụng các công nghệ môi trường tiên tiến và tăng cường giám sát là cần thiết để đảm bảo phát triển bền vững.

3.1. Quản lý nước thải hiệu quả

Cần xây dựng hệ thống quản lý nước thải toàn diện, từ khâu thu gom, xử lý đến tái sử dụng. Việc áp dụng các tiêu chuẩn nghiêm ngặt và kiểm tra định kỳ sẽ giúp đảm bảo chất lượng nước thải đầu ra. Ngoài ra, cần nâng cao nhận thức của công nhân và người dân về tầm quan trọng của bảo vệ môi trường.

3.2. Kiểm soát ô nhiễm

Các biện pháp kiểm soát ô nhiễm như giám sát chất lượng nước thải, sử dụng hóa chất thân thiện với môi trường, và tăng cường trồng cây xanh xung quanh khu vực khai thác sẽ góp phần giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường. Các giải pháp này cần được thực hiện đồng bộ để đạt hiệu quả cao nhất.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Ngành công nghiệp khai thác than đóng vai trò quan trọng trong phát triển kinh tế quốc gia, đặc biệt tại tỉnh Quảng Ninh với trữ lượng than ước tính lên đến hàng chục tỷ tấn và sản lượng khai thác hàng năm đạt khoảng 45-75 triệu tấn. Tuy nhiên, hoạt động khai thác than hầm lò phát sinh lượng lớn nước thải có tính axit, chứa nhiều kim loại nặng như sắt (Fe), mangan (Mn), cùng các chất ô nhiễm hữu cơ và vô cơ khác, gây ô nhiễm nghiêm trọng môi trường nước. Theo quan trắc tại 5 mỏ than hầm lò thuộc Tổng công ty Than Đông Bắc trong giai đoạn 2013-2014, pH nước thải dao động từ 3,5 đến 6,5, hàm lượng Fe vượt quy chuẩn đến 3 lần, Mn vượt đến 10 lần, và tổng chất rắn lơ lửng (TSS) vượt 5 lần so với giới hạn cho phép. Mục tiêu nghiên cứu nhằm đánh giá hiện trạng ô nhiễm nước thải hầm lò, hiệu quả xử lý nước thải hiện tại, đồng thời đề xuất công nghệ xử lý tái tuần hoàn nước thải phục vụ sinh hoạt và sản xuất, góp phần bảo vệ môi trường và phát triển bền vững ngành than tại Quảng Ninh. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào 5 mỏ than hầm lò thuộc Tổng công ty Than Đông Bắc, với dữ liệu thu thập trong 2 năm 2013-2014. Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc giảm thiểu ô nhiễm môi trường, tiết kiệm tài nguyên nước và nâng cao chất lượng cuộc sống cho công nhân mỏ, đồng thời giảm chi phí sản xuất than.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các khái niệm và lý thuyết về môi trường, ô nhiễm môi trường, nước thải công nghiệp và quản lý môi trường theo Luật Bảo vệ Môi trường Việt Nam năm 2014. Khái niệm ô nhiễm nước được hiểu là sự biến đổi chất lượng nước do các tác nhân vật lý, hóa học và sinh học vượt mức cho phép, gây hại cho con người và sinh vật. Nước thải mỏ than hầm lò đặc trưng bởi tính axit (pH 2-5), hàm lượng kim loại nặng cao (Fe, Mn), tổng chất rắn lơ lửng (TSS), nhu cầu oxy sinh hóa (BOD), nhu cầu oxy hóa học (COD) và các hợp chất lưu huỳnh. Các phản ứng hóa học và sinh học liên quan đến sự oxy hóa pyrit và lưu huỳnh trong than được mô tả qua các phương trình phản ứng tạo axit sulfuric và hòa tan kim loại. Mô hình xử lý nước thải hiện nay chủ yếu dựa trên trung hòa axit bằng sữa vôi, keo tụ và lắng lọc, kết hợp với công nghệ lọc màng UF trong xử lý tái sử dụng nước thải.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính bao gồm mẫu nước thải thu thập tại cửa lò và sau hệ thống xử lý của 5 mỏ than hầm lò thuộc Tổng công ty Than Đông Bắc (Công ty TNHH MTV 35, 86, 91, 618, 790) trong giai đoạn 2013-2014. Mẫu được lấy định kỳ 3 tháng/lần, phân tích 15 chỉ tiêu quan trọng như pH, TSS, BOD5, COD, Fe, Mn, Pb, Cu, As, Hg, Cd, Amoni, tổng photpho, dầu mỡ khoáng và Coliform theo quy trình bảo quản và phân tích chuẩn quốc tế. Phương pháp chọn mẫu ngẫu nhiên có hệ thống nhằm đảm bảo tính đại diện. Phân tích số liệu sử dụng phần mềm Excel và Word để tổng hợp, so sánh với các quy chuẩn Việt Nam hiện hành (QCVN 40:2011/BTNMT, QCVN 01:2009/BYT, QCVN 02:2009/BYT). Phương pháp so sánh hiệu quả xử lý giữa các công nghệ hiện có và công nghệ đề xuất được thực hiện dựa trên các chỉ tiêu môi trường. Ý kiến chuyên gia trong lĩnh vực môi trường, khai thác mỏ và kỹ thuật xử lý nước thải được tham khảo để hoàn thiện mô hình công nghệ xử lý nước thải hầm lò và tái sử dụng nước thải cho sinh hoạt, sản xuất.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Chất lượng nước thải trước xử lý: pH nước thải hầm lò dao động từ 3,5 đến 6,5, thấp hơn giới hạn cho phép (5,5-9). Hàm lượng Fe dao động từ 2 đến 15 mg/l, vượt quy chuẩn tối đa 3 lần vào mùa khô; Mn dao động từ 1,5 đến 10 mg/l, vượt quy chuẩn đến 10 lần; TSS dao động từ 50 đến 500 mg/l, vượt quy chuẩn từ 1,5 đến 5 lần. COD và BOD5 cũng vượt mức cho phép, với COD lên đến 240 mg/l tại một số điểm.

2. Hiệu quả xử lý nước thải hiện tại: Các hệ thống xử lý nước thải hầm lò tại 5 mỏ nghiên cứu chủ yếu sử dụng phương pháp trung hòa bằng sữa vôi, keo tụ bằng PAC và PAM, kết hợp lắng lọc. Sau xử lý, pH được nâng lên mức 6,5-8,5, đạt tiêu chuẩn. Tuy nhiên, hàm lượng TSS vẫn còn dao động từ 30 đến 50 mg/l, Fe và Mn gần đạt giới hạn cho phép nhưng vẫn có thời điểm vượt nhẹ. Hiệu quả xử lý trung bình đạt khoảng 60-70% đối với các chỉ tiêu kim loại và chất rắn.

3. So sánh công nghệ xử lý: Công nghệ lọc đĩa Arkal (Media Filter) được đề xuất cho bậc 1 xử lý nước thải hầm lò cho thấy khả năng giảm TSS xuống dưới 20 mg/l, Fe và Mn giảm trên 80%, tiết kiệm diện tích và năng lượng hơn so với công nghệ truyền thống. Công nghệ màng lọc UF áp dụng cho bậc 2 xử lý tái sử dụng nước thải sau bậc 1 đạt chất lượng nước cấp sinh hoạt với các chỉ tiêu pH ổn định, độ đục giảm trên 90%, coliform giảm gần như triệt để, phù hợp với QCVN 01:2009/BYT và QCVN 02:2009/BYT.

4. Mô hình xử lý và tái sử dụng nước thải: Mô hình thực nghiệm tại mỏ 790 (Mông Dương) cho thấy hệ thống xử lý kết hợp lọc đĩa và màng UF có thể tái sử dụng khoảng 70% lượng nước thải, giảm đáng kể nhu cầu nước sạch mua ngoài, tiết kiệm chi phí và giảm áp lực lên nguồn nước tự nhiên.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính dẫn đến ô nhiễm nước thải hầm lò là do quá trình oxy hóa pyrit và lưu huỳnh trong than tạo axit sulfuric, hòa tan kim loại nặng như Fe và Mn. Mức độ ô nhiễm cao hơn vào mùa khô do lượng nước thải ít hơn, làm tăng nồng độ các chất ô nhiễm. So với các nghiên cứu trong ngành than Việt Nam, kết quả này tương đồng với mức độ ô nhiễm phổ biến tại các mỏ than hầm lò khác ở Quảng Ninh. Hiệu quả xử lý nước thải hiện tại còn hạn chế do công nghệ truyền thống chưa xử lý triệt để các chất rắn lơ lửng và kim loại hòa tan. Việc áp dụng công nghệ lọc đĩa và màng UF giúp nâng cao hiệu quả xử lý, giảm diện tích xây dựng và chi phí vận hành, đồng thời đáp ứng yêu cầu tái sử dụng nước thải cho sinh hoạt và sản xuất. Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ so sánh nồng độ Fe, Mn, TSS trước và sau xử lý, biểu đồ diễn biến pH và coliform qua các giai đoạn xử lý, giúp minh họa rõ hiệu quả công nghệ đề xuất.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Triển khai công nghệ lọc đĩa Arkal cho xử lý bậc 1 nhằm giảm hàm lượng TSS, Fe, Mn trong nước thải hầm lò xuống dưới ngưỡng quy chuẩn, áp dụng tại tất cả các mỏ hầm lò thuộc Tổng công ty Than Đông Bắc trong vòng 2 năm tới. Chủ thể thực hiện: Ban kỹ thuật và môi trường Tổng công ty.

2. Áp dụng công nghệ màng lọc UF cho xử lý bậc 2 nhằm tái sử dụng nước thải đã qua xử lý cho mục đích sinh hoạt và sản xuất, giảm tiêu thụ nước sạch mua ngoài, dự kiến hoàn thành mô hình thí điểm trong 1 năm tại mỏ 790, sau đó nhân rộng. Chủ thể thực hiện: Phòng nghiên cứu và phát triển công nghệ, phối hợp với đơn vị vận hành mỏ.

3. Tăng cường giám sát và quản lý chất lượng nước thải định kỳ 3 tháng/lần, tập trung vào các chỉ tiêu pH, TSS, Fe, Mn, COD, BOD để đảm bảo hiệu quả xử lý và tuân thủ quy chuẩn môi trường. Chủ thể thực hiện: Phòng môi trường các mỏ và Trung tâm quan trắc môi trường tỉnh Quảng Ninh.

4. Đào tạo nâng cao nhận thức và kỹ năng vận hành hệ thống xử lý nước thải cho công nhân và cán bộ kỹ thuật tại các mỏ, đảm bảo vận hành hiệu quả, giảm thiểu sự cố và thất thoát nước thải chưa xử lý. Thời gian thực hiện liên tục trong 6 tháng đầu năm 2025. Chủ thể thực hiện: Ban đào tạo Tổng công ty phối hợp với các chuyên gia môi trường.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các nhà quản lý ngành than và khoáng sản: Sử dụng kết quả nghiên cứu để xây dựng chính sách, quy hoạch xử lý nước thải, nâng cao hiệu quả bảo vệ môi trường trong khai thác than.

2. Các kỹ sư và chuyên gia môi trường tại các mỏ than: Áp dụng công nghệ xử lý nước thải tiên tiến, cải tiến hệ thống hiện có, giảm thiểu ô nhiễm và tiết kiệm chi phí vận hành.

3. Các đơn vị tư vấn môi trường và thiết kế công trình xử lý nước thải: Tham khảo dữ liệu thực nghiệm, mô hình công nghệ để thiết kế hệ thống xử lý phù hợp với đặc thù nước thải mỏ than hầm lò.

4. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành khoa học môi trường, kỹ thuật môi trường: Nghiên cứu chuyên sâu về ô nhiễm nước thải mỏ than, công nghệ xử lý và tái sử dụng nước thải, phục vụ cho các đề tài, luận án liên quan.

Câu hỏi thường gặp

1. Nước thải mỏ than hầm lò có đặc điểm gì nổi bật?
   Nước thải mỏ than hầm lò thường có pH thấp (3,5-6,5), chứa hàm lượng cao kim loại nặng như Fe (2-15 mg/l), Mn (1,5-10 mg/l), tổng chất rắn lơ lửng (50-500 mg/l), vượt nhiều lần quy chuẩn môi trường, gây ô nhiễm nghiêm trọng.

2. Hiệu quả xử lý nước thải hiện tại tại các mỏ than Đông Bắc ra sao?
   Công nghệ trung hòa bằng sữa vôi kết hợp keo tụ và lắng lọc đạt hiệu quả xử lý khoảng 60-70% với các chỉ tiêu kim loại và chất rắn, nhưng vẫn còn tồn tại các chỉ tiêu vượt ngưỡng vào một số thời điểm.

3. Công nghệ lọc đĩa Arkal và màng UF có ưu điểm gì?
   Lọc đĩa Arkal giúp giảm TSS, Fe, Mn hiệu quả trên 80%, tiết kiệm diện tích và năng lượng. Màng UF loại bỏ vi sinh vật, coliform, nâng cao chất lượng nước tái sử dụng cho sinh hoạt và sản xuất, đáp ứng quy chuẩn nước sạch.

4. Làm thế nào để tái sử dụng nước thải mỏ than hiệu quả?
   Bằng cách xử lý nước thải qua hệ thống lọc đĩa và màng UF, nước thải đạt chất lượng phù hợp cho sinh hoạt, tắm giặt và sản xuất, giảm nhu cầu sử dụng nước sạch mua ngoài, tiết kiệm chi phí và bảo vệ môi trường.

5. Các biện pháp quản lý môi trường nào cần được thực hiện tại các mỏ than?
   Cần tăng cường giám sát chất lượng nước thải, vận hành hệ thống xử lý đúng quy trình, đào tạo nhân lực, áp dụng công nghệ xử lý tiên tiến và xây dựng hệ thống thu gom nước thải đồng bộ để giảm thiểu ô nhiễm.

Kết luận

• Đánh giá hiện trạng cho thấy nước thải hầm lò tại 5 mỏ than Đông Bắc có pH thấp, hàm lượng Fe, Mn và TSS vượt quy chuẩn môi trường từ 1,5 đến 10 lần.
• Hiệu quả xử lý nước thải hiện tại đạt khoảng 60-70%, chưa đáp ứng triệt để yêu cầu bảo vệ môi trường.
• Công nghệ lọc đĩa Arkal và màng UF được đề xuất và thử nghiệm thành công, nâng cao hiệu quả xử lý và tái sử dụng nước thải cho sinh hoạt, sản xuất.
• Đề xuất triển khai công nghệ mới trong 2 năm tới, đồng thời tăng cường giám sát và đào tạo vận hành hệ thống xử lý nước thải.
• Kết quả nghiên cứu góp phần bảo vệ môi trường, tiết kiệm tài nguyên nước và phát triển bền vững ngành than tại Quảng Ninh.

Next steps: Triển khai mô hình thí điểm tại mỏ 790, đánh giá hiệu quả thực tế, nhân rộng áp dụng cho các mỏ khác.

Các đơn vị khai thác than và quản lý môi trường cần phối hợp triển khai công nghệ xử lý nước thải tiên tiến, đồng thời tăng cường giám sát và đào tạo để bảo vệ nguồn nước và sức khỏe cộng đồng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CHUNG 1. Cơ sở lý luận khoa học và pháp lý của đề tài 1. Cơ sở lý luận khoa học của đề tài * Khái niệm về môi trường Theo khoản 1 điều 3 Luật Bảo vệ Môi trường Việt Nam năm 2014, 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 năm 2014, “Ô nhiễm môi trường là sự biến đổi của các thành phần môi trường không phù hợp với quy chuẩn kỹ thuật môi trường và tiêu chuẩn môi trường gây ảnh hưởng xấu tới con người và 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 cho sức khỏe con người, đến sự phát triển của 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 hóa chất hoặc các tác nhân vật lý, sinh học và các dạng năng lượng như nhiệt độ, bức xạ. Tuy nhiên môi trường chỉ được coi là bị ô nhiễm nếu trong đó hàm lượng, nồng độ hoặc cường độ các tác nhân trên đạt mức có khả năng tác động xấu đến con người, sinh vật, vật liệu. * Khái niệm về nước thải Nước thải là chất lỏng được thải ra sau quá trình sử dụng của con người và đ ã bị thay đổi tính chất ban đầu của chúng [Nguồn: Trịnh Thị Thanh – Trần Yêm – Phạm Ngọc Hồ, bài giảng ô nhiễm môi trường].

Nước thải công nghiệp là nước thải được thải ra từ các cơ sở sản xuất công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp, giao thông vận tải, khai thác khoáng sản. n 6 Tính chất của nước thải công nghiệp phụ thuộc vào đặc điểm của từng ngành công nghiệp khác nhau nhưng nhìn chung nước thải công nghiệp thường chứa các hóa chất độc hại, kim loại nặng, các chất hữu cơ khó phân hủy sinh học. Nước thải sản xuất trong khai thác khoáng sản Nước thải sản xuất trong khai thác khoáng sản được chia thành hai loại: nước thải sinh hoạt (phát sinh từ các hoạt động sinh hoạt của con người như tắm giặt, ăn uống, vệ sinh) và nước thải công nghiệp (là do các hoạt động sản xuất khai thác than sinh ra như đào lò, nước thải từ bãi thải, nước thải từ kho than, nước thải vệ sinh công nghiệp trên mặt bằng sân công nghiệp, nước phun sương dập bụi, nước rửa xe…). * Khái niệm về ô nhiễm nước Hiến chương Châu Âu về nước đã định nghĩa: “Ô nhiễm nước là sự biến đổi nói chung do con người đối với chất lượng nước, làm nhiễm bẩn nước và gây nguy hiểm cho con người, công nghiệp, nông nghiệp, nuôi cá, nghỉ ngơi, giải trí, cho các vật nuôi và các loài hoang dã” - 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 vi sinh vật gây 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. Theo bản chất các tác nhân gây ô nhiễm người ta có thể phân ra các loại ô nhiễm nước: ô nhiễm vô cơ, hữu cơ, ô nhiễm hóa chất, ô nhiễm sinh học, ô nhiễm bởi các tác nhân vật lý. *Khái niệm quản lý môi trường “Quản lý môi trường là tổng hợp các biện pháp, luật pháp, chính sách, kinh tế, kỹ thuật, xã hội thích hợp nhằm bảo vệ chất lượng môi trường sống và phát triển bền vững kinh tế, xã hội quốc gia”[7]. Các mục tiêu chủ yếu của công tác quản lý nhà nước về môi trường bao gồm: n 7 - Khắc phục và phòng chống suy thoái, ô nhiễm môi trường phát sinh trong hoạt động sống của con người.

- Phát triển bền vững kinh tế và xã hội quốc gia theo chín nguyên tắc của một xã hội bền vững do Hội nghị Rio 92 đề xuất. Các khía cạnh của phát triển bền vững bao gồm: Phát triển bền vững kinh tế, bảo vệ các nguồn tài nguyên thiên nhiên, không tạo ra ô nhiễm và suy thoái chất lượng môi trường sống, nâng cao sự văn minh và công bằng xã hội. - Xây dựng các công cụ có hiệu lực quản lý môi trường quốc gia và các vùng lãnh thổ. Các công cụ trên phải thích hợp cho từng nghành, từng địa phương và cộng đồng dân cư.

 Các thông số đặc trưng của nước thải công nghiệp khai thác than + 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 10-4 mm có thể lắng được và không lắng được (dạng keo). + Nhu cầu ôxy sinh hóa (BOD) và hóa học (COD): Mức độ nhiễm bẩn nước thải bởi chất hữu cơ có thể xác định theo lượng ôxy cần thiết để ôxy hóa chất hữu cơ dưới tác động của vi sinh vật hiếu khí và được gọi là nhu cầu ôxy cho quá trình sinh hóa. Nhu cầu ôxy sinh hóa (BOD): là chỉ tiêu rất quan trọng và tiện dùng để chỉ mức độ nhiễm bẩn của nước thải bởi các chất hữu cơ.

Trị số BOD đo được cho phép tính toán lượng ôxy hòa tan cần thiết để cấp cho các phản ứng sinh hóa của vi khuẩn diễn ra trong quá trình phân hủy hiếu khí các chất hữu cơ có trong nước thải. Chỉ tiêu nhu cầu ôxy sinh hóa (BOD) không đủ để phản ánh khả năng ôxy hóa các chất hữu cơ khó bị ôxy hóa và các chất vô cơ có thể bị ôxy hóa có trong nước thải. n 8 Nhu cầu ôxy hóa học (COD): là lượng ôxy cần thiết để ôxy hóa hoàn toàn chất hữu cơ và một phần nhỏ các chất vô cơ dễ bị ôxy hóa có trong nước thải. Việc xác định COD có thể tiến hành bằng cách cho chất ôxy hóa mạnh vào mẫu thử nước thải trong môi trường axít.

Trị số COD luôn lớn hơn trị số BOD5 và tỷ số COD : BOD càng nhỏ thì xử lý sinh học càng dễ. Trong nước thải phát sinh từ hoạt động khai thác than thì COD thường vượt ngưỡng cho phép rất nhiều lần. + Ôxy hòa tan (DO): Nồng độ ôxy hòa tan trong nước thải trước và sau xử lý là chỉ tiêu rất quan trọng. Trong quá trình xử lý hiếu khí luôn phải giữ nồng độ ôxy hòa tan trong nước thải từ 1,5 ÷ 2 mg/l để quá trình ôxy hóa diễn ra theo ý muốn và không chuyển sang trạng thái yếm khí.

Ôxy là khí có độ hòa tan thấp và nồng độ ôxy hòa tan phụ thuộc vào nhiệt độ, nồng độ muối có trong nước. + Trị số pH: Trị số pH cho biết nước thải có tính trung hòa, tính axit hay tính kiềm. Quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học rất nhạy cảm với sự dao động của trị số pH. Quá trình xử lý hiếu khí đòi hỏi giá trị pH trong khoảng 6,5 đến 8,5.

+ Lưu huỳnh: Trong nước thải khai thác than, lưu huỳnh thường tồn tại ở dạng gốc SO4-2, do đặc tính trầm tích các bon trong than mà lưu huỳnh thường xuất hiện trong các mỏ hầm lò và quá trình khai thác than, lưu huỳnh bị hòa tan trong nước và làm cho pH của nước thải mỏ rất thấp. + Các kim loại: Trong nước thải khai thác than có rất nhiều các kim loại nhưng đáng chú ý nhất là Sắt (Fe), Mangan (Mn) và Asen (As), các kim loại này có sẵn trong các vỉa n 9 than do trầm tích các bon sinh ra và hoà tan vào nước thải mỏ trong quá trình khai thác than. Các kim loại trên tồn tại trong nước thải mỏ ở dạng ion. Để đánh giá ô nhiễm nước thải mỏ và đề xuất công nghệ xử lý ta phải căn cứ vào các chỉ tiêu vật lý, hóa học và sinh học của nó, các yếu tố đó bao gồm: độ pH, tổng chất rắn lơ lửng (TSS), độ ôxy hòa tan (DO), nhu cầu oxy hóa học (COD), nhu cầu ôxy sinh học (BOD), các hợp chất của nitơ (NH4+, NO2-, NO3-), Sunphát, hàm lượng kim loại.

Các giá trị của những chỉ tiêu này được so sánh với giá trị giới hạn cho phép được quy định trong QCVN 40:2011/BTNMT.