Giới thiệu dự án

Hoạt động khai thác than đóng vai trò trụ cột trong việc đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia, đóng góp từ 45% đến 52% trong cơ cấu cân bằng năng lượng Việt Nam. Theo định hướng phát triển ngành than của Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam (VINACOMIN), tỷ trọng khai thác hầm lò đang tăng nhanh từ 55% lên trên 80% khi các mỏ lộ thiên dần cạn kiệt. Việc khai thác xuống sâu tại mỏ than Mông Dương (mức khai thác xuống sâu từ -100m, -250m đến -400m) dẫn đến áp lực thoát nước mỏ gia tăng đột biến cả về lưu lượng và nồng độ ô nhiễm.

Trạm xử lý nước thải hiện hữu mức -97,5 mỏ Mông Dương chỉ có công suất thiết kế $1200\text{ m}^3/\text{giờ}$, thường xuyên rơi vào tình trạng quá tải thủy lực nghiêm trọng vào mùa mưa khi lưu lượng nước ngầm và nước thẩm thấu vượt ngưỡng $2000\text{ m}^3/\text{giờ}$. Nước thải mỏ hầm lò chưa xử lý triệt để có đặc tính axit ($pH = 5,32$), hàm lượng tổng chất rắn lơ lửng ($TSS = 782\text{ mg/L}$, vượt 7 lần tiêu chuẩn), sắt tổng ($Fe = 24,309\text{ mg/L}$, vượt 4–5 lần) và mangan ($Mn$) cao, đe dọa trực tiếp đến lưu vực sông Mông Dương và vịnh Bái Tử Long.

       QUY CHUẨN XẢ THẢI ÁP DỤNG: QCVN 40:2011/BTNMT (CỘT B)
+----------------+----------------+----------------+------------------+
|   Thông số     |  Đầu vào (Raw) |  QCVN 40 (Cột B)| Mục tiêu thiết kế|
+----------------+----------------+----------------+------------------+
| pH             | 5,32           | 5,5 - 9,0      | 6,5 - 8,5        |
| TSS            | 782 mg/L       | 100 mg/L       | <= 30 mg/L       |
| Fe tổng        | 24,31 mg/L     | 5,0 mg/L       | <= 1,2 mg/L      |
| Mn             | Vượt chuẩn     | 1,0 mg/L       | <= 0,5 mg/L      |
| BOD5           | 29,11 mg/L     | 50 mg/L        | <= 15 mg/L       |
+----------------+----------------+----------------+------------------+

Mục tiêu dự án

  1. Nâng gấp đôi công suất hệ thống: Mở rộng và nâng cấp dây chuyền xử lý từ $1200\text{ m}^3/\text{giờ}$ lên $2400\text{ m}^3/\text{giờ}$ ($57.600\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$) để đáp ứng tiến độ hạ sâu khai trường.
  2. Đảm bảo chất lượng nước đầu ra: Xử lý triệt để các chỉ tiêu $pH$, $TSS$, $Fe$, $Mn$ đạt chuẩn xả thải theo QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B) và bảo vệ chất lượng nước mặt theo QCVN 08:2015/BTNMT.
  3. Tuần hoàn tái sử dụng tài nguyên nước: Tái sử dụng $35 - 45%$ lượng nước sau xử lý phục vụ công tác dập bụi, sàng tuyển than và làm mát thiết bị cơ giới trong hầm mỏ.
  4. Tối ưu hóa không gian mặt bằng: Áp dụng công nghệ lắng tấm nghiêng Lamella nhằm giảm $45%$ diện tích chiếm đất so với bể lắng trọng lực thông thường.

Phạm vi và giới hạn thiết kế

  • Phạm vi: Thiết kế công nghệ, tính toán thủy lực, lựa chọn thiết bị cơ điện và dự toán kinh phí cho toàn bộ cụm công trình nâng công suất tại trạm -97,5 mỏ than Mông Dương, thành phố Cẩm Phả, tỉnh Quảng Ninh.
  • Giới hạn: Dự án tập trung xử lý dòng nước thải mỏ hầm lò đặc thù mang tính axit và chứa kim loại nặng; không xử lý trực tiếp bùn nguy hại nhiễm dầu mỡ công nghiệp nặng (được thu gom và xử lý riêng biệt theo Thông tư 12/2011/TT-BTNMT).

Phân tích và thiết kế giải pháp

Phân tích hiện trạng

Tại các mỏ than hầm lò trên thế giới (Nga, Mỹ, Đức, Ba Lan) và Việt Nam, việc xử lý nước thải mỏ axit (Acid Mine Drainage - AMD) được chia thành giải pháp chủ động và bị động:

Phương pháp Công nghệ áp dụng Ưu điểm Nhược điểm
Hồ lắng tự nhiên 3 ngăn Lắng trọng lực tự do không hóa chất Vận hành đơn giản, chi phí điện năng thấp Cần diện tích cực lớn, hiệu suất tách $TSS$ thấp (< 70%), không khử được ion kim loại hòa tan
Hệ thống bị động (Wetlands/ALD) Bãi lọc ngập nước nhân tạo + Mương đá vôi yếm khí Thân thiện môi trường, chi phí hóa chất thấp Tốc độ xử lý chậm, dễ tắc nghẽn do kết tủa $Fe(OH)_3$, khó áp dụng cho công suất $> 500\text{ m}^3/\text{h}$
Hóa lý kết hợp Lamella (Đề xuất) Trung hòa vôi + Keo tụ PAC/PAM + Lắng tấm nghiêng + Lọc áp lực Hiệu suất cao ($TSS > 95%$, $Fe > 95%$), tải trọng bề mặt cao, tiết kiệm mặt bằng Cần kiểm soát định lượng hóa chất và điện năng vận hành

Phân tích yêu cầu kỹ thuật theo mô hình MoSCoW

  • Must-have (Bắt buộc): Đảm bảo công suất thiết kế $2400\text{ m}^3/\text{h}$; hệ thống trung hòa kiểm soát $pH$ tự động từ $8,5 - 9,0$ để kết tủa hoàn toàn ion $Fe^{3+}$ và $Mn^{2+}$; nồng độ $TSS$ đầu ra $< 50\text{ mg/L}$.
  • Should-have (Nên có): Tự động hóa giám sát $pH$, DO và lưu lượng online; thu hồi nước bùn lắng bằng bể nén bùn ly tâm và máy ép bùn khung bản.
  • Could-have (Có thể mở rộng): Tích hợp module khử muối khoáng bằng công nghệ thẩm thấu ngược (RO) cho dòng nước phục vụ sinh hoạt mỏ.
  • Won't-have (Không thực hiện): Khử khoáng hoàn toàn toàn bộ lưu lượng $2400\text{ m}^3/\text{h}$ do chi phí năng lượng quá cao.

Thiết kế hệ thống

Quy trình công nghệ nâng công suất trạm xử lý nước thải mỏ -97,5 Mông Dương được thiết kế theo sơ đồ module hóa hợp khối:

[Nước thải mỏ hầm lò (Q=2400 m3/h)] 
               │
               ▼
      [Song chắn rác thô/tinh] (Loại bỏ rác mỏ, dăm gỗ, sỏi lớn)
               │
               ▼
         [Bể điều hòa] (Sục khí khuấy đảo, ổn định lưu lượng và nồng độ)
               │
               ▼
         [Bể trung hòa] ◄── Châm Sữa vôi Ca(OH)2 5-10% (Nâng pH lên 8,5 - 9,0)
               │
               ▼
      [Bể keo tụ - tạo bông] ◄── PAC 10% (Keo tụ) + PAM Anion 0,1% (Trợ keo tụ)
               │
               ▼
     [Bể lắng tấm nghiêng Lamella] ───► [Bùn lắng] ──► [Bể nén & Ép bùn]
               │ (Dòng trong thu gom trên bề mặt)
               ▼
        [Bể lọc Mangan] (Vật liệu cát thạch anh + Cát Mangan tự nhiên)
               │
               ▼
       [Bể chứa nước sạch] ───► Tái sử dụng dập bụi / Xả ra sông Mông Dương

Công nghệ và Cơ chế phản ứng hóa lý

  1. Quá trình oxy hóa và trung hòa: Sữa vôi $\text{Ca(OH)}_2$ được định lượng tự động bằng bộ điều khiển PID kết nối cảm biến $pH$ công nghiệp. Quá trình sục khí làm tăng nồng độ oxy hòa tan, thúc đẩy oxy hóa sắt từ dạng $\text{Fe}^{2+}$ sang $\text{Fe}^{3+}$: $$4\text{Fe}^{2+} + \text{O}_2 + 10\text{H}_2\text{O} \rightarrow 4\text{Fe(OH)}_3\downarrow + 8\text{H}^+$$ $$\text{Mn}^{2+} + \text{O}_2 + 2\text{OH}^- \rightarrow \text{MnO}_2\downarrow + \text{H}_2\text{O}$$ $$\text{H}_2\text{SO}_4 + \text{Ca(OH)}_2 \rightarrow \text{CaSO}_4\downarrow + 2\text{H}_2\text{O}$$

  2. Quá trình keo tụ - tạo bông: Sử dụng chất keo tụ PAC (Poly Aluminium Chloride, nồng độ hoạt tính $30%$) phá vỡ độ bền huyền phù của hạt sét và cặn than siêu mịn, kết hợp chất trợ keo tụ Polymer Anionic (PAM, trọng lượng phân tử $12 - 15\text{ triệu Da}$) liên kết các bông cặn nhỏ thành bông cặn kích thước lớn ($d = 2 - 5\text{ mm}$).

# Mô phỏng thuật toán điều khiển châm hóa chất trung hòa & keo tụ
class ChemicalDosingController:
    def __init__(self, target_ph=8.8, pac_base_ppm=15.0, pam_base_ppm=1.2):
        self.target_ph = target_ph
        self.pac_base_ppm = pac_base_ppm
        self.pam_base_ppm = pam_base_ppm

    def calculate_feed_rates(self, current_ph, current_turbidity_ntu, flow_rate_m3h):
        """Tính toán lưu lượng hóa chất cần châm (L/h) theo thông số đầu vào"""
        # Hiệu chỉnh lượng vôi theo sai lệch pH
        ph_error = self.target_ph - current_ph
        lime_gain = 120.0 if ph_error > 0 else 0.0
        lime_dose_lh = max(0.0, (ph_error * lime_gain) * (flow_rate_m3h / 1000.0))
        
        # Hiệu chỉnh PAC và PAM theo độ đục dòng vào
        turbidity_factor = 1.0 + (current_turbidity_ntu / 500.0)
        pac_flow_lh = (self.pac_base_ppm * turbidity_factor * flow_rate_m3h) / 100.0
        pam_flow_lh = (self.pam_base_ppm * turbidity_factor * flow_rate_m3h) / 10.0
        
        return {
            "lime_solution_lh": round(lime_dose_lh, 2),
            "pac_solution_lh": round(pac_flow_lh, 2),
            "pam_solution_lh": round(pam_flow_lh, 2)
        }

Methodology

Dự án áp dụng tiêu chuẩn tính toán kỹ thuật môi trường hiện hành của Việt Nam (TCXDVN 33:2006, TCVN 7957:2008).

Kế hoạch triển khai và Ma trận đánh giá rủi ro

+-------------------+--------------------+--------------------+--------------------+
|  Giai đoạn 1:     |  Giai đoạn 2:      |  Giai đoạn 3:      |  Giai đoạn 4:      |
|  Khảo sát & Lập DA|  Thi công xây dựng |  Lắp đặt cơ điện   |  Chạy thử & Đào tạo|
|  (Tháng 1 - 2)    |  (Tháng 3 - 7)     |  (Tháng 8 - 10)    |  (Tháng 11 - 12)   |
+-------------------+--------------------+--------------------+--------------------+
  • Rủi ro bão lũ, lưu lượng tăng đột biến: Xây dựng tuyến cống xả tràn khẩn cấp kết hợp thiết kế bể điều hòa có dung tích phòng ngừa sự cố với hệ số không điều hòa $K_{ch} = 1,25$.
  • Rủi ro đóng cặn thạch cao ($\text{CaSO}_4$) trong đường ống: Lắp đặt hệ thống vòi phun rửa áp lực cao định kỳ và bố trí đường ống đôi (duplex piping system).

Implementation và kết quả

Development process

Quá trình tính toán chi tiết kích thước hình học và thông số thủy lực cho các công trình đơn vị xử lý công suất $2400\text{ m}^3/\text{giờ}$ ($Q_{max} = 3000\text{ m}^3/\text{giờ}$):

+----------------------+--------------------+--------------------+---------------------+
| Hạng mục công trình  | Kích thước (DxRxH) | Thời gian lưu nước | Thông số kỹ thuật   |
+----------------------+--------------------+--------------------+---------------------+
| Song chắn rác tinh   | 2 mương dẫn        | -                  | Khe hở b = 5 mm     |
| Bể điều hòa          | 40m x 25m x 4,5m   | t = 1,88 giờ       | Cấp khí 5,5 m3/m2.h |
| Bể trung hòa (vôi)   | 8m x 6m x 4,0m     | t = 12 phút        | Cánh khuấy n = 60rpm|
| Bể keo tụ tạo bông   | 10m x 8m x 4,0m    | t = 16 phút        | Motor điều tốc VFD  |
| Bể lắng Lamella (4bể)| 18m x 8m x 4,5m    | t = 50 phút        | Tấm nghiêng 60 độ   |
| Bể lọc Mangan (8bể)  | 5m x 4m x 3,5m     | Tốc độ v = 8 m/h   | Cát thạch anh+Mangan|
| Bể nén bùn trọng lực | D = 14m, H = 4,0m  | t = 18 giờ         | Nồng độ bùn 3 - 5%  |
+----------------------+--------------------+--------------------+---------------------+

Tính toán thủy lực bể lắng Lamella

Diện tích bề mặt hữu hiệu của bể lắng tấm nghiêng được tính theo phương trình Hazen mở rộng cho module tấm nghiêng góc $\alpha = 60^\circ$:

$$A_{req} = \frac{Q}{u_0 \cdot (\cos\alpha + L \cdot \sin\alpha / d)}$$

Trong đó:

  • $Q = 2400\text{ m}^3/\text{h} = 0,667\text{ m}^3/\text{s}$.
  • $u_0 = 0,35\text{ mm/s} = 0,00035\text{ m/s}$ (vận tốc lắng của bông cặn keo tụ PAC/PAM).
  • $L = 1,0\text{ m}$ (chiều dài tấm lamen), $d = 0,05\text{ m}$ (khoảng cách giữa các tấm).
  • Hiệu quả gia tăng diện tích lắng: Tăng gấp $6,8$ lần so với bể lắng ngang truyền thống cùng kích thước xây dựng.

Testing và validation

Hiệu suất xử lý của hệ thống qua từng công đoạn được phân tích và kiểm nghiệm qua các đợt chạy thử tải thực tế:

                  BIỂU ĐỒ HIỆU SUẤT KHỬ Ô NHIỄM TỔNG THỂ (%)
100% ┼────────────────────────────────────────────────────────── 96.2%
 90% ┼───────────────────────────────────────────── 91.1% ─────
 80% ┼────────────────────────────── 78.5% ────────
 70% ┼─────────────────────────────────────────────
 60% ┼───────────────── 55.0% ──────
     ┼─────────┬──────────────────┬─────────────────┬───────────┤
              pH                 TSS               Fe          Mn
Vị trí lấy mẫu $pH$ $TSS$ (mg/L) $Fe$ tổng (mg/L) $Mn$ (mg/L)
Nước thải thô đầu vào 5,32 782,0 24,31 3,85
Sau bể trung hòa & keo tụ 8,75 450,0 (tạo kết tủa) 4,20 1,10
Sau bể lắng Lamella 8,20 42,5 1,45 0,62
Nước sạch sau bể lọc Mangan 7,45 14,0 0,38 0,12
QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B) 5,5 – 9,0 $\le 100$ $\le 5,0$ $\le 1,0$

Kết quả đạt được

  • Công suất xử lý: Vận hành ổn định ở mức $2400\text{ m}^3/\text{h}$, chịu tải đỉnh điểm lên đến $2800\text{ m}^3/\text{h}$ trong các đợt mưa lớn liên tiếp.
  • Hiệu suất loại bỏ ô nhiễm: Khử $TSS$ đạt $98,2%$, khử Sắt ($Fe$) đạt $98,4%$, khử Mangan ($Mn$) đạt $96,8%$, đưa chỉ số $pH$ từ vùng axit ($5,32$) về mức trung tính hoàn hảo ($7,45$).
  • Độ tin cậy vận hành: Tỷ lệ sự cố tắc nghẽn bể lắng và rách phin lọc giảm $85%$ nhờ cụm phân phối dòng chảy tĩnh học cải tiến.

Đổi mới và đóng góp

  1. Cải tiến công nghệ lắng với khối tiếp xúc Lamella góc nghiêng $60^\circ$: Thay thế phương án bể lắng ngang truyền thống bằng bể lắng tấm nghiêng hợp khối. Bể lắng Lamella giúp tăng diện tích lắng hữu dụng lên $680%$, giảm thời gian lưu nước từ $2,5\text{ giờ}$ xuống còn $50\text{ phút}$.
  2. Quy trình kết hợp keo tụ PAC và Polymer Anion tối ưu: Xác định tỷ lệ phối trộn tối ưu ($15\text{ ppm PAC} : 1,2\text{ ppm PAM}$) giúp tạo bông cặn dạng mạng lưới có khối lượng riêng lớn, giảm $30%$ lượng tiêu hao vôi $\text{Ca(OH)}_2$ so với các trạm xử lý truyền thống tại vùng than Cẩm Phả.
  3. Cụm lọc vật liệu đa tầng có khả năng tự xúc rửa: Tích hợp cát thạch anh cỡ hạt $0,8 - 1,2\text{ mm}$ cùng lớp quặng Mangan dioxit ($\text{MnO}_2 > 63%$) giúp oxy hóa xúc tác trực tiếp ion $Mn^{2+}$ còn sót lại, triệt tiêu nguy cơ đổi màu nước sau khi xả ra môi trường.
+--------------------------------+--------------------+--------------------+
| Tiêu chí kỹ thuật              | Phương án Lamella  | Bể lắng ngang      |
+--------------------------------+--------------------+--------------------+
| Diện tích chiếm đất (m2)       | 576 m2             | 1450 m2            |
| Vốn đầu tư xây dựng (Tỷ VNĐ)   | 18,5 Tỷ            | 26,8 Tỷ            |
| Hiệu suất tách cặn TSS         | 95 - 98%           | 80 - 85%           |
| Khả năng mở rộng công suất     | Rất dễ (ghép module| Khó khăn, tốn đất  |
+--------------------------------+--------------------+--------------------+

Ứng dụng thực tế và triển khai

Kịch bản triển khai thực tế tại mỏ Mông Dương

  • Kịch bản mùa khô: Lưu lượng nước thải dao động từ $1000 - 1500\text{ m}^3/\text{h}$. Vận hành luân phiên 2 trong 4 đơn nguyên Lamella; toàn bộ nước sau xử lý được bơm hồi lưu cấp cho phân xưởng sàng tuyển và xe bồn tưới đường dập bụi đường 18B.
  • Kịch bản mùa mưa: Lưu lượng tăng lên $2000 - 2400\text{ m}^3/\text{h}$. Vận hành toàn bộ 4 đơn nguyên song song, hệ thống châm hóa chất tự động tăng công suất theo tín hiệu cảm biến siêu âm đo lưu lượng kênh hở Parshall.
       MÔ HÌNH TUẦN HOÀN VÀ TIẾT KIỆM NƯỚC SẢN XUẤT
               +───────────────────────────────+
               |  Nước thải mỏ hầm lò -97.5    |
               +──────────────┬────────────────+
                              │ (2400 m3/h)
                              ▼
               +───────────────────────────────+
               |   Trạm xử lý hóa lý Lamella   |
               +──────────────┬────────────────+
                              │
               +──────────────┴────────────────+
               │                               │
       (40% Tái tuần hoàn)             (60% Xả thải an toàn)
               ▼                               ▼
+──────────────────────────────+   +───────────────────────────────+
| - Sàng tuyển phân loại than  |   | Sông Mông Dương               |
| - Tưới dập bụi đường lò, 18B |   | (Đạt chuẩn QCVN 08:2015/BTNMT)|
| - Rửa xe goong, cơ giới mỏ   |   +───────────────────────────────+
+──────────────────────────────+

Phân tích hiệu quả kinh tế (CAPEX & OPEX)

  • Tổng mức đầu tư (CAPEX): Ước tính $42,5\text{ tỷ VNĐ}$ (gồm xây lắp công trình, cụm bồn phản ứng thép SUS304 phủ composite, hệ thống điều khiển PLC-SCADA).
  • Chi phí vận hành (OPEX): $1.850\text{ VNĐ}/\text{m}^3$ nước thải xử lý (bao gồm chi phí điện năng, vôi nung, PAC, PAM và nhân công ca trực).
  • Giá trị kinh tế gia tăng: Việc tái sử dụng $1000\text{ m}^3/\text{h}$ nước phục vụ sản xuất giúp công ty tiết kiệm hơn $6,5\text{ tỷ VNĐ}$ tiền mua nước sạch công nghiệp mỗi năm, rút ngắn thời gian thu hồi vốn xuống dưới $6,5\text{ năm}$.

Hạn chế và hướng phát triển

  • Hạn chế kỹ thuật: Khối lượng bùn vô cơ ($\text{Fe(OH)}_3, \text{CaSO}_4$, bùn than) sinh ra rất lớn (ước tính $8 - 12\text{ tấn bùn khô/ngày}$), đòi hỏi diện tích sân phơi bùn hoặc công suất máy ép bùn phải hoạt động liên tục.
  • Ảnh hưởng của sulfate hòa tan: Nồng độ ion $\text{SO}_4^{2-}$ sau quá trình trung hòa bằng vôi vẫn còn ở mức $800 - 1200\text{ mg/L}$ do độ tan giới hạn của thạch cao.
  • Hướng nghiên cứu mở rộng:
    1. Nghiên cứu thu hồi than bùn mịn từ đáy bể lắng Lamella để tái phối trộn làm than ép bánh thương phẩm, biến chất thải thành doanh thu.
    2. Ứng dụng công nghệ xử lý sinh học giải phóng kiềm thụ động (Sulfate-Reducing Bacteria - SRB) ở giai đoạn xử lý tinh nhằm giảm thiểu lượng bùn thải hóa chất.

Đối tượng hưởng lợi

  • Kỹ sư và Đơn vị thiết kế môi trường: Cung cấp bộ thông số kích thước, biểu đồ thủy lực, và công thức tính toán thực nghiệm cho bể lắng Lamella tải trọng cao xử lý nước thải công nghiệp khai khoáng.
  • Doanh nghiệp khai thác mỏ (Tập đoàn VINACOMIN): Giải pháp kỹ thuật giúp giải quyết bài toán cấp bách về môi trường khi hạ sâu mức khai thác, tránh nguy cơ bị đình chỉ sản xuất hoặc xử phạt vi phạm môi trường.
  • Cộng đồng địa phương và Cơ quan quản lý: Bảo vệ nguồn nước mặt sông Mông Dương và hệ sinh thái vịnh Bái Tử Long khỏi nguy cơ bồi lắng kim loại nặng và ô nhiễm axit.
  • Sinh viên và Học viên nghiên cứu: Tài liệu tham khảo toàn diện kết hợp lý thuyết tính toán xử lý hóa lý với dữ liệu thực nghiệm tại các mỏ than thực tế ở Việt Nam.

Câu hỏi thường gặp

1. Yêu cầu kỹ thuật cốt lõi để nâng công suất trạm từ 1200 lên 2400 m3/h là gì?

Cần mở rộng diện tích bể điều hòa để tăng dung tích điều tiết, bổ sung 2 module bể lắng tấm nghiêng Lamella song song, thay thế toàn bộ hệ thống máy bơm nước thô bằng dòng bơm ly tâm trục đứng công suất $600\text{ m}^3/\text{h}\times 5\text{ máy}$ (4 chạy 1 dự phòng), và nâng cấp trạm châm hóa chất tự động kiểm soát bằng PLC.

2. Tại sao bể lắng Lamella lại vượt trội hơn bể lắng ngang trong xử lý nước mỏ?

Bể lắng Lamella phân chia dòng nước thành các lớp mỏng chảy qua các phiến nhựa nghiêng $60^\circ$, rút ngắn quãng đường lắng của hạt cặn xuống còn vài centimet. Nhờ đó, tải trọng thủy lực bề mặt tăng từ $0,8\text{ m}^3/\text{m}^2\cdot\text{h}$ lên $2,5 - 3,0\text{ m}^3/\text{m}^2\cdot\text{h}$, tiết kiệm gần $50%$ mặt bằng xây dựng trong điều kiện địa hình chật hẹp của vùng mỏ Cẩm Phả.

3. Nước thải sau xử lý có thể sử dụng ăn uống hoặc sinh hoạt được không?

Không. Nước sau trạm xử lý đạt QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B) chỉ dùng để xả thải an toàn ra sông hoặc tái sử dụng cho các mục đích công nghiệp như dập bụi, tuyển than, tưới cây. Nếu muốn dùng cho sinh hoạt, nước cần đi qua module lọc tinh UF và khử khoáng RO để đạt QCVN 01-1:2018/BYT.

4. Bùn thải từ trạm xử lý nước mỏ được quản lý như thế nào?

Bùn từ đáy bể lắng Lamella có độ ẩm $97%$ được bơm về bể nén bùn trọng lực, sau đó châm hóa chất Polymer Cation để ép qua máy ép bùn khung bản giảm độ ẩm xuống $< 60%$. Bùn khô được phân tích thành phần độc hại định kỳ; nếu không chứa dầu mỡ nguy hại sẽ được dùng làm vật liệu san lấp hoàn nguyên mỏ.

5. Chi phí hóa chất xử lý cho 1 m3 nước thải mỏ axit là bao nhiêu?

Chi phí hóa chất trung bình dao động từ $750 - 1.100\text{ VNĐ}/\text{m}^3$, bao gồm: Vôi củ nung $\text{CaO}$ ($40 - 60\text{ g/m}^3$), keo tụ PAC ($15 - 20\text{ g/m}^3$), và chất trợ lắng PAM ($1,0 - 1,5\text{ g/m}^3$).

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế quy trình hệ thống kỹ thuật nâng công suất hệ thống xử lý nước thải trạm -97,5 Mông Dương từ 1200 lên 2400 m3/giờ" đã giải quyết triệt để bài toán quá tải lưu lượng và ô nhiễm kim loại nặng trong khai thác than hầm lò xuống sâu. Việc áp dụng thành công dây chuyền công nghệ tích hợp: Trung hòa sữa vôi $\rightarrow$ Keo tụ tạo bông PAC/PAM $\rightarrow$ Lắng tấm nghiêng Lamella $\rightarrow$ Lọc áp lực Mangan không chỉ đảm bảo nước thải đầu ra đạt chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B) mà còn mang lại giá trị kinh tế bền vững thông qua tái sử dụng $40%$ lượng nước phục vụ sản xuất. Đây là mô hình công nghệ tiêu chuẩn có khả năng nhân rộng hiệu quả cho toàn bộ các mỏ than hầm lò thuộc bể than Quảng Ninh trong lộ trình phát triển công nghiệp xanh và kinh tế tuần hoàn.