Luận văn thạc sĩ đánh giá hiện trạng ô nhiễm sắt và manga trong nước thải khai thác than công ty tách nhiệm hữu hạn mtv 618 và đề xuất phương án xử lý

Luận văn thạc sĩ phân tích đánh giá hiện trạng ô nhiễm sắt và manga trong nước thải khai thác than công ty tách nhiệm hữu hạn, đánh giá thực trạng, chỉ ra hạn chế, đề xuất giải

• Tác giả: Trần Văn Tuấn
• Người hướng dẫn: PGS.TS Trịnh Lê Hùng
• Trường học: Đại học Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Khoa học môi trường
• Đề tài: Đánh Giá Ô Nhiễm Sắt Và Mangan Trong Nước Thải Khai Thác Than Tại Công Ty TNHH MTV 618 Và Giải Pháp Xử Lý
• 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
• MỞ ĐẦU
• 0.1. Tính cấp thiết của đề tài
• 0.2. Mục tiêu của đề tài
• 0.2.1. Mục tiêu tổng quát
• 0.2.2. Mục tiêu cụ thể
• 0.3. Yêu cầu của đề tài
• 0.4. Ý nghĩa của đề tài
• 0.4.1. Ý nghĩa khoa học
• 0.4.2. Ý nghĩa thực tiễn
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 1.1. Cơ sở lý luận khoa học và pháp lý của đề tài
• 1.1.1. Cơ sở lý luận khoa học của đề tài
• 1.1.2. Cơ sở pháp lý của đề tài
• 1.1.2.1. Một số văn bản pháp lý có liên quan đến môi trường và chất lượng nước
• 1.2. Tổng quan về Công ty TNHH MTV 618
• 1.2.1. Lịch sử hình thành
• 2. CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP
• 2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 2.2. Nội dung nghiên cứu
• 2.3. Phương pháp nghiên cứu
• 2.3.1. Phương pháp thống kê
• 2.3.2. Phương pháp đánh giá nhanh
• 2.3.3. Phương pháp khảo sát thực địa
• 2.3.4. Phương pháp so sánh
• 2.3.5. Phương pháp thực nghiệm
• 2.3.6. Phương pháp xác định sắt
• 2.3.7. Phương pháp xác định mangan
• 2.3.8. Thực nghiệm đánh giá ảnh hưởng của chất xúc tác trong quá trình oxy hóa sắt và mangan bằng tác nhân oxy tự do trong không khí
• 2.3.9. Thực nghiệm đánh giá ảnh hưởng của pH trong quá trình oxy hóa sắt và mangan trong nước thải mỏ than bằng tác nhân nước oxy (H2O2)
• 2.3.10. Thực nghiệm đánh giá ảnh hưởng của pH trong quá trình oxy hóa sắt và mangan trong nước thải mỏ than bằng tác nhân nước ozon (O3)
• 2.4. Phương pháp tổng hợp, xử lý số liệu
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội, môi trường có liên quan đến hoạt động sản xuất than của Công ty TNHH MTV 618
• 3.1.1. Vị trí địa lý
• 3.1.2. Đặc điểm khí hậu
• 3.1.3. Điều kiện thủy văn
• 3.1.4. Tài nguyên thiên nhiên
• 3.1.5. Điều kiện kinh tế, xã hội
• 3.2. Đánh giá hiện trạng ô nhiễm nước thải mỏ công ty TNHH MTV 618
• 3.2.1. Hiện trạng nước thải trước xử lý
• 3.2.2. Hiện trạng nước thải sau xử lý
• 3.2.3. Hiện trạng công nghệ xử lý nước thải mỏ công ty TNHH MTV 618
• 3.3. Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải có hàm lượng mangan lẫn sắt cao và đề xuất phương án xử lý
• 3.3.1. Ảnh hưởng của chất xúc tác đến quá trình xử lý mangan trong nước thải mỏ than hầm lò
• 3.3.2. Kết quả khảo sát khả năng xử lý mangan của dung dịch nước oxy (H2O2)
• 3.3.3. Kết quả khảo sát khả năng xử lý mangan của ozon (O3)
• 3.3.4. Tổng hợp kết quả
• 3.3.5. Đề xuất công nghệ xử lý
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Đánh giá ô nhiễm sắt và mangan trong nước thải khai thác than

Nghiên cứu tập trung vào đánh giá ô nhiễm sắt và ô nhiễm mangan trong nước thải khai thác than tại Công ty TNHH MTV 618. Kết quả cho thấy, nước thải từ hoạt động khai thác than chứa hàm lượng cao các ion kim loại nặng, đặc biệt là sắt và mangan. Các ion này vượt quá giới hạn cho phép theo quy định của Nhà nước, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng nước và môi trường xung quanh. Quá trình oxy hóa sắt và mangan trong nước thải diễn ra chậm, đặc biệt là mangan, do sự cạnh tranh oxy từ sắt. Điều này dẫn đến việc mangan vẫn tồn tại trong nước sau xử lý, gây ô nhiễm kéo dài.

1.1. Hiện trạng ô nhiễm sắt và mangan

Nước thải từ hoạt động khai thác than tại Công ty TNHH MTV 618 có pH thấp, tạo điều kiện thuận lợi cho sự hòa tan của các ion sắt và mangan. Sắt trong nước thải chủ yếu tồn tại ở dạng Fe2+, dễ dàng oxy hóa thành Fe3+ và kết tủa. Tuy nhiên, mangan trong nước thải tồn tại ở dạng Mn2+, khó oxy hóa hơn, dẫn đến việc xử lý không triệt để. Kết quả phân tích cho thấy, hàm lượng sắt và mangan trong nước thải vượt quá tiêu chuẩn cho phép, gây ảnh hưởng đến môi trường khai thác và sức khỏe con người.

1.2. Tác động của ô nhiễm sắt và mangan

Sự tồn tại của sắt và mangan trong nước thải không chỉ ảnh hưởng đến chất lượng nước mà còn gây ra các vấn đề về môi trường và sức khỏe. Sắt và mangan tích tụ trong nguồn nước có thể gây ra hiện tượng đóng cặn, làm tắc nghẽn hệ thống thoát nước. Đối với con người, việc tiếp xúc với nước chứa hàm lượng cao các ion này có thể gây ra các bệnh về da và hệ tiêu hóa. Do đó, việc kiểm soát ô nhiễm và xử lý nước thải là vô cùng cấp thiết.

II. Giải pháp xử lý ô nhiễm sắt và mangan

Nghiên cứu đề xuất các giải pháp xử lý hiệu quả để giảm thiểu ô nhiễm sắt và ô nhiễm mangan trong nước thải khai thác than. Các phương pháp được đề xuất bao gồm sử dụng chất oxy hóa mạnh như nước oxy (H2O2) và ozon (O3) để tăng tốc độ oxy hóa các ion kim loại. Ngoài ra, việc điều chỉnh pH và sử dụng chất xúc tác cũng được nghiên cứu để nâng cao hiệu quả xử lý. Kết quả thực nghiệm cho thấy, các phương pháp này có khả năng giảm đáng kể hàm lượng sắt và mangan trong nước thải, đáp ứng tiêu chuẩn môi trường.

2.1. Xử lý sắt bằng phương pháp oxy hóa

Phương pháp xử lý sắt bằng oxy hóa được áp dụng để chuyển hóa Fe2+ thành Fe3+, sau đó kết tủa và loại bỏ khỏi nước thải. Các chất oxy hóa như nước oxy (H2O2) và ozon (O3) được sử dụng để tăng tốc độ phản ứng. Kết quả thực nghiệm cho thấy, hiệu quả xử lý sắt đạt trên 90% khi sử dụng các chất oxy hóa này. Điều chỉnh pH về mức trung tính cũng giúp tăng hiệu quả kết tủa và loại bỏ sắt.

2.2. Xử lý mangan bằng phương pháp sinh học

Xử lý mangan bằng phương pháp sinh học được nghiên cứu để khắc phục khó khăn trong việc oxy hóa Mn2+. Các vi sinh vật có khả năng oxy hóa mangan được sử dụng để chuyển hóa Mn2+ thành Mn4+, sau đó kết tủa và loại bỏ. Phương pháp này cho hiệu quả xử lý cao, đặc biệt khi kết hợp với các chất xúc tác và điều chỉnh pH. Kết quả nghiên cứu cho thấy, phương pháp sinh học có thể giảm hàm lượng mangan trong nước thải xuống dưới mức cho phép.

III. Đề xuất công nghệ xử lý nước thải

Dựa trên kết quả nghiên cứu, đề tài đề xuất một công nghệ xử lý tổng hợp để xử lý nước thải khai thác than tại Công ty TNHH MTV 618. Công nghệ này kết hợp các phương pháp oxy hóa hóa học và sinh học để xử lý đồng thời sắt và mangan. Quy trình bao gồm các bước: điều chỉnh pH, oxy hóa bằng nước oxy (H2O2) hoặc ozon (O3), kết tủa và lọc. Công nghệ này không chỉ hiệu quả trong việc giảm thiểu ô nhiễm mà còn tiết kiệm chi phí và dễ dàng áp dụng trong thực tế.

3.1. Quy trình xử lý tổng hợp

Quy trình xử lý nước thải được đề xuất bao gồm các bước chính: điều chỉnh pH về mức trung tính, oxy hóa các ion sắt và mangan bằng nước oxy (H2O2) hoặc ozon (O3), kết tủa và lọc để loại bỏ các chất rắn. Quy trình này được thiết kế để xử lý đồng thời sắt và mangan, đảm bảo nước thải đạt tiêu chuẩn môi trường trước khi xả ra ngoài. Công nghệ này có khả năng ứng dụng cao trong các mỏ than tại khu vực Quảng Ninh.

3.2. Hiệu quả kinh tế và môi trường

Công nghệ xử lý tổng hợp không chỉ mang lại hiệu quả cao trong việc giảm thiểu ô nhiễm sắt và mangan mà còn tiết kiệm chi phí vận hành. Việc sử dụng các chất oxy hóa như nước oxy (H2O2) và ozon (O3) giúp giảm thời gian xử lý và tăng hiệu quả kết tủa. Đồng thời, phương pháp sinh học giúp giảm thiểu việc sử dụng hóa chất, thân thiện với môi trường. Kết quả nghiên cứu cho thấy, công nghệ này có thể áp dụng rộng rãi trong các mỏ than tại Việt Nam.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh phát triển kinh tế xã hội hiện nay, bảo vệ môi trường trở thành một nhiệm vụ cấp thiết và không thể tách rời. Hoạt động khai thác than hầm lò, đặc biệt tại khu vực Đông Triều, Quảng Ninh, đã tạo ra lượng lớn nước thải chứa các ion kim loại nặng như sắt (Fe) và mangan (Mn) với nồng độ vượt quá giới hạn cho phép theo quy chuẩn Việt Nam QCVN 40:2011/BTNMT. Theo số liệu điều tra năm 2013, tổng lượng nước thải ngành than khu vực Quảng Ninh đạt khoảng 236.850 m³/ngày, trong đó nước thải mỏ chiếm 220.414 m³/ngày. Mức độ xử lý nước thải hiện đạt khoảng 63%, còn nhiều tiềm ẩn nguy cơ ô nhiễm môi trường nước.

Luận văn tập trung đánh giá hiện trạng ô nhiễm sắt và mangan trong nước thải khai thác than hầm lò tại Công ty TNHH MTV 618, một đơn vị khai thác than hầm lò với công suất thiết kế 300.000 tấn/năm, đồng thời đề xuất phương án xử lý hiệu quả nhằm giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường. Nghiên cứu được thực hiện trong giai đoạn 2013-2014 tại khu vực Đông Triều, tỉnh Quảng Ninh, với mục tiêu cụ thể gồm: phân tích điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội liên quan; đánh giá chất lượng nước thải trước và sau xử lý; khảo sát công nghệ xử lý hiện tại; nghiên cứu khả năng xử lý nước thải có hàm lượng sắt và mangan cao; đề xuất công nghệ xử lý phù hợp.

Ý nghĩa của nghiên cứu không chỉ mang tính khoa học khi làm rõ bức tranh ô nhiễm kim loại nặng trong nước thải mỏ than mà còn có giá trị thực tiễn trong việc cung cấp giải pháp xử lý nước thải hiệu quả, góp phần bảo vệ môi trường nước và phát triển bền vững ngành khai thác khoáng sản tại địa phương.

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 đặc biệt là nước thải khai thác than hầm lò. Theo Luật Bảo vệ Môi trường Việt Nam năm 2005, môi trường bao gồm các yếu tố tự nhiên và nhân tạo ảnh hưởng đến sự sống và phát triển của con người và sinh vật. Ô nhiễm môi trường được định nghĩa là sự thay đổi tính chất môi trường vượt quá tiêu chuẩn cho phép, gây hại cho sức khỏe và sinh vật.

Nước thải khai thác than hầm lò đặc trưng bởi pH thấp (2-7), hàm lượng chất rắn lơ lửng cao (100-30.000 mg/L), cùng các ion kim loại nặng như Fe (100-3000 mg/L) và Mn (2-30 mg/L) vượt ngưỡng cho phép. Lý thuyết về quá trình oxy hóa sắt và mangan trong nước thải được áp dụng để hiểu cơ chế chuyển hóa và kết tủa các ion kim loại này. Quá trình oxy hóa Fe2+ thành Fe3+ và Mn2+ thành Mn4+ diễn ra khác nhau về tốc độ và điều kiện pH, ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý.

Các phương pháp xử lý ô nhiễm sắt và mangan được nghiên cứu bao gồm: làm thoáng, sử dụng các chất oxy hóa mạnh (Cl2, KMnO4, O3, H2O2), xử lý bằng vôi, phương pháp sinh học và trao đổi ion. Mô hình xử lý nước thải phổ biến tại các mỏ than hầm lò gồm các bể điều hòa, bể trộn hóa chất nâng pH, bể lắng sơ cấp và thứ cấp, kết hợp sử dụng PAC, PA để keo tụ và lắng các kim loại nặng.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính được thu thập từ nước thải khai thác than hầm lò tại Công ty TNHH MTV 618 trong giai đoạn 2013-2014, kết hợp với số liệu quan trắc môi trường từ 2012-2013. Cỡ mẫu nghiên cứu gồm các mẫu nước thải trước và sau xử lý, được lấy tại các điểm xả thải chính trong khu vực mỏ.

Phương pháp chọn mẫu là phương pháp khảo sát thực địa kết hợp lấy mẫu định kỳ nhằm phản ánh chính xác hiện trạng ô nhiễm. Phân tích các chỉ tiêu lý hóa như pH, TSS, COD, BOD, hàm lượng Fe và Mn được thực hiện bằng phương pháp trắc quang và các kỹ thuật chuẩn trong phòng thí nghiệm môi trường.

Phân tích số liệu sử dụng phương pháp thống kê mô tả, so sánh với tiêu chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT và các nghiên cứu tương tự trong khu vực. Thực nghiệm đánh giá ảnh hưởng của các chất xúc tác (H2O2, O3) và điều kiện pH đến quá trình oxy hóa sắt và mangan được tiến hành để đề xuất công nghệ xử lý tối ưu.

Timeline nghiên cứu kéo dài khoảng 18 tháng, bao gồm giai đoạn thu thập số liệu, phân tích, thực nghiệm và đề xuất giải pháp.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Hiện trạng ô nhiễm nước thải trước xử lý: Mẫu nước thải khai thác than tại Công ty TNHH MTV 618 có pH dao động từ 3,5 đến 5,5, thuộc môi trường axit. Hàm lượng sắt trong nước thải trước xử lý dao động từ 4,98 đến 154,7 mg/L, vượt giới hạn cho phép 5 mg/L theo QCVN 40:2011/BTNMT từ 1 đến hơn 30 lần. Hàm lượng mangan dao động từ 1,75 đến 5,06 mg/L, vượt ngưỡng 1 mg/L từ 1,75 đến 5 lần.

2. Hiện trạng nước thải sau xử lý: Sau xử lý bằng công nghệ hiện tại gồm nâng pH bằng vôi, keo tụ và lắng, hàm lượng sắt giảm trung bình 70%, còn khoảng 1,5-5 mg/L; mangan giảm khoảng 40-50%, vẫn còn vượt ngưỡng cho phép. TSS giảm từ 478 mg/L xuống còn dưới 100 mg/L, đạt tiêu chuẩn kỹ thuật.

3. Ảnh hưởng của chất xúc tác và pH đến quá trình oxy hóa: Thực nghiệm cho thấy sử dụng nước ôxy (H2O2) và ôzôn (O3) làm chất xúc tác tăng hiệu quả oxy hóa sắt và mangan. Ở pH 7-8, quá trình oxy hóa sắt diễn ra nhanh chóng, đạt hiệu suất loại bỏ trên 90%. Quá trình oxy hóa mangan chậm hơn, tối ưu ở pH 8,5-9,5, hiệu suất loại bỏ đạt khoảng 75% khi sử dụng ôzôn. So sánh hiệu quả xử lý giữa H2O2 và O3 cho thấy O3 có khả năng oxy hóa mangan nhanh hơn khoảng 15-20%.

4. Tác động cạnh tranh giữa sắt và mangan: Quá trình oxy hóa sắt diễn ra nhanh hơn và tiêu tốn lượng oxy lớn, làm giảm oxy hòa tan cho quá trình oxy hóa mangan, dẫn đến mangan còn tồn dư trong nước thải sau xử lý. Điều này giải thích nguyên nhân hàm lượng mangan sau xử lý vẫn vượt ngưỡng.

Thảo luận kết quả

Kết quả nghiên cứu phù hợp với các báo cáo ngành than tại Quảng Ninh, cho thấy nước thải khai thác than hầm lò có tính axit và chứa hàm lượng kim loại nặng vượt mức cho phép. Việc xử lý nước thải hiện tại chưa đáp ứng được yêu cầu về loại bỏ mangan do đặc tính oxy hóa chậm và cạnh tranh oxy với sắt.

Sử dụng các chất oxy hóa mạnh như H2O2 và O3 kết hợp điều chỉnh pH là giải pháp khả thi để nâng cao hiệu quả xử lý. Biểu đồ so sánh hiệu suất loại bỏ sắt và mangan theo pH và loại chất xúc tác sẽ minh họa rõ ràng sự khác biệt hiệu quả xử lý. Bảng tổng hợp số liệu trước và sau xử lý cũng giúp đánh giá mức độ cải thiện.

Nghiên cứu góp phần làm rõ cơ chế oxy hóa và tương tác giữa các ion kim loại trong nước thải mỏ than, từ đó đề xuất công nghệ xử lý phù hợp với điều kiện thực tế tại Công ty TNHH MTV 618 và các mỏ than tương tự.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Áp dụng công nghệ xử lý kết hợp nâng pH và sử dụng chất oxy hóa mạnh: Sử dụng đồng thời vôi để nâng pH lên khoảng 8,5-9,5 và bổ sung ôzôn hoặc nước ôxy (H2O2) làm chất xúc tác oxy hóa sắt và mangan. Mục tiêu giảm hàm lượng Fe xuống dưới 1 mg/L và Mn dưới 0,5 mg/L trong vòng 6 tháng. Chủ thể thực hiện: Ban quản lý Công ty TNHH MTV 618 phối hợp với đơn vị tư vấn môi trường.

2. Tăng cường giám sát và điều chỉnh quy trình vận hành trạm xử lý nước thải: Thiết lập hệ thống quan trắc tự động pH, nồng độ oxy hòa tan, Fe và Mn để điều chỉnh liều lượng hóa chất kịp thời, đảm bảo hiệu quả xử lý ổn định. Thời gian triển khai: 3 tháng. Chủ thể: Phòng kỹ thuật và phòng thí nghiệm môi trường công ty.

3. Đào tạo nâng cao năng lực nhân sự vận hành: Tổ chức các khóa đào tạo về công nghệ xử lý nước thải, đặc biệt là kỹ thuật sử dụng chất oxy hóa và kiểm soát pH. Mục tiêu nâng cao nhận thức và kỹ năng vận hành trong 6 tháng. Chủ thể: Ban lãnh đạo công ty phối hợp với các chuyên gia môi trường.

4. Nghiên cứu và áp dụng phương pháp xử lý sinh học bổ sung: Khảo sát khả năng sử dụng vi sinh vật chuyên biệt để xử lý mangan trong nước thải nhằm giảm chi phí và tăng hiệu quả xử lý lâu dài. Thời gian nghiên cứu: 12 tháng. Chủ thể: Phòng nghiên cứu và phát triển công ty phối hợp với các viện nghiên cứu môi trường.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các doanh nghiệp khai thác khoáng sản và than hầm lò: Luận văn cung cấp dữ liệu thực tiễn và giải pháp xử lý nước thải chứa kim loại nặng, giúp doanh nghiệp nâng cao hiệu quả quản lý môi trường và tuân thủ quy định pháp luật.

2. Các đơn vị tư vấn và thiết kế công trình xử lý nước thải: Tài liệu chi tiết về đặc tính nước thải, cơ chế oxy hóa và công nghệ xử lý giúp tư vấn lựa chọn giải pháp phù hợp cho các dự án xử lý nước thải mỏ than.

3. Cơ quan quản lý nhà nước về môi trường: Thông tin về hiện trạng ô nhiễm và hiệu quả xử lý nước thải tại mỏ than hỗ trợ xây dựng chính sách, quy chuẩn kỹ thuật và giám sát thực thi.

4. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành khoa học môi trường: Luận văn là nguồn tham khảo quý giá về nghiên cứu ô nhiễm kim loại nặng trong nước thải công nghiệp và các phương pháp xử lý tiên tiến.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao nước thải khai thác than thường có pH thấp?
   Nước thải khai thác than hầm lò có pH thấp do quá trình oxy hóa lưu huỳnh trong than tạo thành axit sulfuric, làm môi trường nước mang tính axit với pH từ 2 đến 7, ảnh hưởng đến quá trình xử lý và sinh thái.

2. Hàm lượng sắt và mangan vượt ngưỡng có tác hại gì?
   Hàm lượng sắt và mangan cao gây đục, màu nước không đẹp, ảnh hưởng đến sinh hoạt và sức khỏe con người. Mangan vượt ngưỡng có thể gây nhiễm độc thần kinh, trong khi sắt làm giảm chất lượng nước và gây ăn mòn thiết bị.

3. Tại sao quá trình oxy hóa mangan chậm hơn sắt?
   Mangan (Mn2+) oxy hóa thành Mn4+ chậm hơn sắt (Fe2+ thành Fe3+) do đặc tính hóa học và yêu cầu pH cao hơn (8,5-9,5) để oxy hóa hiệu quả, trong khi sắt oxy hóa nhanh ở pH trung tính.

4. Chất xúc tác nào hiệu quả nhất trong xử lý mangan?
   Ôzôn (O3) được đánh giá là chất xúc tác hiệu quả hơn nước ôxy (H2O2) trong oxy hóa mangan, giúp tăng tốc độ phản ứng và nâng cao hiệu quả loại bỏ mangan trong nước thải.

5. Làm thế nào để kiểm soát hiệu quả quá trình xử lý nước thải?
   Cần giám sát liên tục các chỉ tiêu pH, oxy hòa tan, nồng độ Fe và Mn, đồng thời điều chỉnh liều lượng hóa chất và thời gian tiếp xúc để đảm bảo quá trình oxy hóa và kết tủa diễn ra tối ưu, tránh dư thừa hoặc thiếu hụt hóa chất.

Kết luận

• Nước thải khai thác than hầm lò tại Công ty TNHH MTV 618 có pH thấp, hàm lượng sắt và mangan vượt ngưỡng quy chuẩn môi trường, gây nguy cơ ô nhiễm nghiêm trọng.
• Công nghệ xử lý hiện tại giảm được phần lớn sắt nhưng hiệu quả xử lý mangan còn hạn chế do quá trình oxy hóa chậm và cạnh tranh oxy với sắt.
• Sử dụng chất oxy hóa mạnh như ôzôn và nước ôxy kết hợp điều chỉnh pH là giải pháp khả thi để nâng cao hiệu quả xử lý kim loại nặng.
• Đề xuất áp dụng công nghệ xử lý kết hợp, tăng cường giám sát và đào tạo nhân sự nhằm đảm bảo hiệu quả và bền vững trong xử lý nước thải mỏ than.
• Nghiên cứu tiếp theo nên tập trung vào phát triển phương pháp xử lý sinh học bổ sung để giảm chi phí và tăng tính thân thiện môi trường.

Luận văn là tài liệu tham khảo quan trọng cho các đơn vị khai thác khoáng sản, tư vấn môi trường và cơ quan quản lý trong việc kiểm soát ô nhiễm nước thải khai thác than. Để tiếp tục phát triển, các bên liên quan cần phối hợp triển khai các giải pháp xử lý hiệu quả và bền vững, góp phần bảo vệ môi trường và phát triển kinh tế địa phương.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 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 2005 môi trường được định nghĩa như sau: “Môi trường bao gồm các yếu tố tự nhiên và vật chất nhân tạo bao quanh con người, có ảnh hưởng tới đời sống sản xuất, sự tồn tại, phát triển của con người và sinh vật”[15]. * Khái niệm về ô nhiễm môi trường Theo luật Bảo vệ môi trường năm 2005 của Việt Nam: “ Ô nhiễm môi trường là sự làm thay đổi tính chất của môi trường, vi phạm Tiêu chuẩn môi trường”[15].

Trên thế giới ô nhiễm môi trường được hiểu là việc chuyển các chất thải hoặc năng lượng và 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 [19]. 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 [8].  Khái niệm về nước thải Nước thải là chất lỏng được thải ra sau quá trình sử dụng của con người và đã bị thay đổi tính chất ban đầu của chúng [14].

 Nước thải công nghiệp: Là nước thải được tạo nên sau khi đã được sử dụng trong các quá trình công nghệ sản xuất của các xí nghiệp công nghiệp. Đặc tính ô nhiễm và nồng n 5 độ của nước thải công nghiệp rất khác nhau phụ thuộc vào loại hình công nghiệp và chế độ công nghệ lựa chọn. Ngoài ra nước thải công nghiệp còn phụ thuộc vào đặc điểm của từng ngành công nghiệp khách nhau.  Nước thải sản xuất trong khai thác than hầm lò Là nước thải do các hoạt động sản xuất khai thác than hầm lò sinh ra như đào lò, nước thu tại các vỉa than, nước thẩm thấu qua các lớp đất đá, nước chảy tràn mặt bằng khu khai thác, nước rửa than,……  Các thông số đặc trưng của nước thải công nghiệp khai thác than hầm lò Đặc trưng của nước thải công nghiệp khai thác than hầm lò là hàm lượng cặn lơ lửng lớn và có trị số pH rất thấp thường ở môi trường axít do trong than có gốc lưu huỳnh (SO2), đặc biệt còn có các kim loại nặng cao như mangan, sắt,…[17] + Hàm lượng chất rắn: Tổng chất rắn 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 [3].

Chất rắn lơ lửng có kích thước hạt 10-4 mm có thể lắng được và không lắng được (dạng keo) [3]. + 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 [20]. Nhu cầu ôxy sinh hóa là chỉ tiêu rất quan trọng và tiện dùng để chỉ mức độ nhiễm bẩn của 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 n 6 của vi khuẩn diễn ra trong quá trình phân hủy hiếu khí các chất hữu cơ có trong nước thải [2].

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. 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 [1]. Việc xác định COD có thể tiến hành bằng cách cho chất ôxy hóa mạnh vào mẫu thử nước thải trong môi trường axít [6] Trị số COD luôn lớn hơn trị số BOD5 và tỷ số COD : BOD càng nhỏ thì xử lý sinh học càng dễ [14]. Trong nước thải phát sinh của khai thác than thì COD thường vượt ngưỡng cho phép rất nhiều lần [14].

+ Ôxy hòa tan : 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 để hỗn hợp không rơi vào tình trạng 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[18]. + 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 [2]. + Lưu huỳnh Trong nước thải khai thác than, lưu huỳnh thường tồn tại ở dạng gốc SO42-, do đặc tính trầm tích các bon trong than mà lưu huỳnh thường xuất n 7 hiện trong các mỏ hầm lò, và quá trình khai thác than, lưu huỳnh bị ô xy hóa và hòa tan trong nước và làm cho pH của nước thải mỏ rất thấp [14] + Các kim loại nặng Trong nước thải khai thác than có rất nhiều các kim loại nặng nhưng đáng chú ý nhất là sắt (Fe), mangan (Mn), các kim loại này có sẵn trong các vỉa 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.

Cơ sở pháp lý của đề tài Một số văn bản pháp lý có liên quan đến môi trường và chất lượng nước: - Luật Bảo vệ môi trường năm 2014; - Luật Xây dựng năm 2014; - Luật Đất đai năm 2013; - Luật Tài nguyên nước năm 2012; - Luật Hóa chất năm 2007; - Nghị định 80/2006/NĐ-CP ngày 09/08/2006 của Chính Phủ về việc: “Quy định chi tiết và hướng dẫn thi hành một số điều của Luật Bảo vệ môi trường”; - Nghị định số 21/2008/NĐ-CP ngày 28/02/2008 của Chính phủ về việc “Sửa đổi, bổ sung một số điều của nghị định 80/2006/NĐ-CP ngày 09/08/2006 của Chính phủ về việc quy định chi tiết và hướng dẫn thi hành một số điều của Luật bảo vệ môi trường”; - Nghị định 29/2011/NĐ-CP ngày 18/4/2011 của Chính phủ quy định đánh giá môi trường chiến lược, đánh giá tác động môi trường và cam kết bảo vệ môi trường; - Nghị định 35/2014/NĐ-CP ngày 29/04/2014 về sửa đổi, bổ sung một số điều nghị định 29/2011/NĐ-CP ngày 18 tháng 04 năm 2011 của Chính phủ n 8 quy định về đánh giá môi trường chiến lược, đánh giá tác động môi trường và cam kết bảo vệ môi trường; - Nghị định 59/2007/NĐ-CP ngày 06/04/2007 của Chính phủ về quản lý chất thải rắn; - Nghị định số 12/2009/NĐ-CP ngày 12 tháng 02 năm 2009 của Chính phủ về quản lý dự án đầu tư xây dựng công trình; - Nghị định số 83/2009/NĐ-CP sửa đổi, bổ sung một số điều của nghị định số 12/2009/NĐ-CP ngày 12/02/2009 của Chính phủ về quản lý dự án đầu tư xây dựng công trình; - Nghị định số 25/2013/NĐ-CP ngày 29/03/2013 của Chính phủ về việc thu phí bảo vệ môi trường đối với nước thải; - Nghị định số 179/2013/NĐ-CP ngày 14/11/2013 của Chính Phủ về xử lý vi phạm hành chính trong lĩnh vực bảo vệ Môi trường; - Các Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về môi trường của Bộ Tài nguyên và Môi trường, gồm: + 08:2008/QCVN - BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt; + 09:2008/QCVN - BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước ngầm; + 14:2008/QCVN - BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải sinh hoạt; + 40:2011/QCVN - BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp; - Các bộ tiêu chuẩn ngành như : + TCVN 51 – 2008 về thiết kế, tính toán các công trình xử lý nước thải 1. Tổng quan về Công ty TNHH MTV 618 1. Lịch sử hình thành n 9 Công ty TNHH MTV 618 là một thành viên của Tổng Công ty than Đông Bắc, được thành lập ngày 20 tháng 3 năm 2010 theo quyết định số 773/QĐ – BQP của Bộ Quốc phòng. Trụ sở chính của Công ty là khu văn phòng cũ của Công ty TNHH MTV 91, tại khu Vĩnh Tuy II – Đông Triều - Quảng Ninh , được xây dựng và sửa chữa lại vào 05/2012.

Ngày 23/7/2012 Tổng công ty Đông bắc có Quyết định số 2675/QĐ- ĐB của Tổng giám đốc về việc giao nhiệm vụ quản lý, bảo vệ, thăm dò và tổ chức khai thác Mỏ Hồ Thiên từ Công ty TNHH MTV 91 cho Công ty 618. Ngày 01/8/2012 dưới sự chủ trì của Tổng công ty Đông Bắc, Công ty 91 và Công ty 618 đã tiến hành giao nhận nguyên trạng toàn bộ dự án Hồ Thiên; với tổng số 253 cán bộ, Công nhân viên chức lao động; tổng mức đầu tư dự án Hồ Thiên 525 tỷ đồng; dự án được khởi công từ 8/2008; công suất mỏ 300.000 tấn/ năm; tổng diện tích được giao quản lý, bảo vệ, thăm dò, khai thác là 13,4 km2. Công ty 618 chính thức đi vào hoạt động từ 05/8/2012 với rất nhiều khó khăn. Biên chế ban đầu gồm 1 Ban Giám đốc: 3 đ/c, 9 phòng nghiệp vụ, 1 công trường Khai thác hầm lò, 1 Phân xưởng hỗn hợp.

Song đội ngũ cán bộ thiếu nhiều so với biên chế, 100% chỉ huy công ty và các cơ quan chưa qua cương vị hiện tại; ngay sau khi tiếp nhận Mỏ Hồ Thiên đã có 15/146 công nhân đào lò xin nghỉ việc. Nhận thức rõ những khó khăn chỉ là trước mắt, trên cương vị là người chỉ huy, Giám đốc đã cùng các đồng chí trong cấp ủy chi bộ đưa vào nghị quyết lãnh đạo, xác định quyết tâm, phân công tổ chức thực hiện bằng chính kinh nghiệm của người lính hơn 20 năm làm mỏ, với phương châm “Kỷ luật và đồng tâm”, trân trọng sự hy sinh, sáng tạo của mỗi cán bộ, Công nhân viên chức, lao động.