Luận văn thạc sĩ nghiên cứu đánh giá tính chất thành phần bùn thải từ hệ thống xử lý nước thải mỏ than nam mẫu tại xã uông thượng thành phố uông bí quảng ninh

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu tính chất thành phần bùn thải từ hệ thống xử lý nước thải mỏ than Nam Mẫu tại Uông Thượng, Uông Bí, Quảng Ninh.

• Tác giả: Vũ Thị Lệ
• Người hướng dẫn: Thạc sĩ Dương Thị Minh Hòa
• Trường học: Đại học Nông Lâm Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Khoa học môi trường
• Đề tài: Nghiên cứu đánh giá tính chất bùn thải từ hệ thống xử lý nước thải mỏ than Nam Mẫu tại Uông Thượng, Quảng Ninh
• Loại tài liệu: khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2014
• Địa điểm: Thái Nguyên

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• 1. PHẦN 1: MỞ ĐẦU
• 1.1. Tính cấp thiết của đề tài
• 1.2. Mục đích nghiên cứu
• 1.3. Yêu cầu của đề tài
• 1.4. Ý nghĩa của đề tài
• 1.4.1. Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học
• 1.4.2. Ý nghĩa thực tiễn
• 2. PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 2.1. Cơ sở khoa học của đề tài
• 2.2. Phân loại bùn thải
• 2.3. Tính chất của bùn thải
• 2.4. Cơ sở pháp lý
• 2.5. Cơ sở thực tiễn
• 2.6. Hiện trạng khai thác, sử dụng than trên thế giới và Việt Nam
• 2.6.1. Hiện trạng khai thác và sử dụng than trên thế giới
• 2.6.2. Hiện trạng khai thác và sử dụng than ở Việt Nam
• 2.6.2.1. Hiện trạng khai thác than ở Việt Nam
• 3. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 3.1.1. Đối tượng nghiên cứu
• 3.1.2. Phạm vi nghiên cứu
• 3.1.3. Địa điểm và thời gian nghiên cứu
• 3.2. Nội dung nghiên cứu
• 3.3. Phương pháp thực hiện
• 3.3.1. Phương pháp thu thập tài liệu, số liệu thứ cấp
• 3.3.2. Phương pháp lấy mẫu
• 3.3.3. Chỉ tiêu theo dõi
• 3.3.4. Phương pháp phân tích
• 3.3.5. Phương pháp xử lý số liệu
• 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
• 4.1. Tổng quan về mỏ than Nam Mẫu
• 4.1.1. Giới thiệu mỏ than Nam Mẫu
• 4.1.2. Quy mô mỏ than Nam Mẫu
• 4.1.3. Các hình thức chế biến và công nghệ khai thác than
• 4.1.3.1. Hình thức khai thác và chế biến
• 4.1.3.2. Công nghệ khai thác
• 4.2. Nước thải và biện pháp xử lý nước thải của mỏ than Nam Mẫu
• 4.2.1. Các nguồn phát sinh nước thải
• 4.2.2. Công nghệ xử lý nước thải của mỏ than Nam Mẫu
• 4.2.3. Đánh giá hiệu quả xử lý nước thải của trạm xử lý nước thải mỏ than Nam Mẫu
• 4.2.3.1. Nước thải mỏ than Nam Mẫu trước xử lý
• 4.2.3.2. Nước thải của mỏ than Nam Mẫu sau xử lý
• 4.2.3.3. Đánh giá hiệu quả xử lý của trạm xử lý nước thải
• 4.3. Đánh giá thành phần bùn thải từ trạm xử lý nước thải mỏ than Nam Mẫu
• 4.4. Đánh giá chung và đề xuất các biện pháp xử lý bùn thải
• 4.4.1. Đề xuất biện pháp xử lý bùn thải
• 4.4.2. Đề xuất biện pháp xử lý bùn thải nguy hại
• 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Giới thiệu và tính cấp thiết của đề tài

Nghiên cứu đánh giá tính chất bùn thải từ hệ thống xử lý nước thải mỏ than Nam Mẫu tại Uông Thượng, Quảng Ninh là một vấn đề cấp thiết trong bối cảnh ngành khai thác than đang phát triển mạnh mẽ. Bùn thải phát sinh từ quá trình xử lý nước thải mỏ than không chỉ gây ô nhiễm môi trường mà còn ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng. Việc xử lý bùn thải cần được thực hiện đồng thời với quá trình xử lý nước thải để tránh gây ô nhiễm thứ cấp. Nghiên cứu này nhằm đánh giá tính chất bùn thải và đề xuất các biện pháp xử lý hiệu quả, góp phần cải thiện môi trường tại khu vực mỏ than Nam Mẫu.

1.1. Mục đích nghiên cứu

Mục đích chính của nghiên cứu là đánh giá tính chất bùn thải từ hệ thống xử lý nước thải mỏ than Nam Mẫu. Nghiên cứu tập trung vào việc phân tích thành phần, tính chất của bùn thải, đánh giá mức độ nguy hại và đề xuất các biện pháp xử lý phù hợp. Kết quả nghiên cứu sẽ là cơ sở để cải thiện quy trình xử lý bùn thải, giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường và sức khỏe cộng đồng.

1.2. Ý nghĩa thực tiễn

Nghiên cứu có ý nghĩa thực tiễn lớn trong việc quản lý và xử lý bùn thải tại các mỏ than. Kết quả nghiên cứu sẽ giúp mỏ than Nam Mẫu có hướng xử lý hiệu quả, góp phần cải thiện chất lượng môi trường. Đồng thời, nghiên cứu cũng cung cấp kiến thức và kinh nghiệm thực tế cho sinh viên và các nhà nghiên cứu trong lĩnh vực môi trường.

II. Tổng quan về bùn thải và hệ thống xử lý nước thải

Bùn thải là sản phẩm phụ của quá trình xử lý nước thải, bao gồm các chất rắn được tách ra từ nước thải. Bùn thải có thể được phân loại thành bùn sơ cấp, bùn thứ cấp và bùn hóa học, tùy thuộc vào quy trình xử lý. Hệ thống xử lý nước thải mỏ than Nam Mẫu sử dụng các phương pháp cơ học và sinh học để loại bỏ các chất ô nhiễm từ nước thải. Tuy nhiên, quá trình này phát sinh một lượng lớn bùn thải cần được xử lý tiếp.

2.1. Phân loại bùn thải

Bùn thải được phân loại dựa trên nguồn gốc và quy trình xử lý. Bùn sơ cấp được tạo ra từ quá trình lắng cặn, chứa các hạt vô cơ và chất rắn lơ lửng. Bùn thứ cấp phát sinh từ quá trình xử lý sinh học, chứa nhiều chất hữu cơ và vi sinh vật. Bùn hóa học là sản phẩm của quá trình xử lý hóa học, chứa các chất keo tụ và chất điện ly.

2.2. Tính chất bùn thải

Tính chất bùn thải bao gồm các đặc điểm vật lý, hóa học và sinh học. Các thông số vật lý như hàm lượng chất rắn, kích thước hạt và độ ẩm. Các thông số hóa học bao gồm hàm lượng chất hữu cơ, kim loại nặng và chất dinh dưỡng. Các thông số sinh học liên quan đến sự hiện diện của vi khuẩn và mầm bệnh. Việc hiểu rõ tính chất bùn thải là cơ sở để đề xuất các biện pháp xử lý phù hợp.

III. Hiện trạng khai thác và sử dụng than tại Việt Nam

Việt Nam là quốc gia có trữ lượng than lớn, tập trung chủ yếu tại Quảng Ninh. Mỏ than Nam Mẫu là một trong những mỏ than lớn, đóng góp quan trọng vào nền kinh tế địa phương. Tuy nhiên, hoạt động khai thác than cũng gây ra nhiều vấn đề môi trường, đặc biệt là ô nhiễm nước thải và bùn thải. Việc xử lý nước thải mỏ than và bùn thải là một thách thức lớn đối với các cơ sở khai thác than.

3.1. Hiện trạng khai thác than tại Quảng Ninh

Quảng Ninh là khu vực có trữ lượng than lớn nhất Việt Nam, với hơn 3,3 tỷ tấn than antraxit. Hoạt động khai thác than tại đây đã diễn ra từ gần 100 năm, góp phần quan trọng vào sự phát triển kinh tế. Tuy nhiên, việc khai thác than cũng gây ra nhiều vấn đề môi trường, đặc biệt là ô nhiễm nước thải và bùn thải.

3.2. Hiện trạng xử lý nước thải và bùn thải

Các mỏ than tại Quảng Ninh đã áp dụng nhiều biện pháp xử lý nước thải mỏ than, bao gồm các phương pháp cơ học và sinh học. Tuy nhiên, việc xử lý bùn thải vẫn còn nhiều hạn chế. Bùn thải phát sinh từ quá trình xử lý nước thải thường chứa nhiều chất ô nhiễm, cần được xử lý kỹ lưỡng trước khi thải ra môi trường.

IV. Kết quả nghiên cứu và đề xuất biện pháp xử lý

Nghiên cứu đã tiến hành phân tích tính chất bùn thải từ hệ thống xử lý nước thải mỏ than Nam Mẫu. Kết quả cho thấy bùn thải có hàm lượng chất rắn cao, chứa nhiều kim loại nặng và chất hữu cơ. Dựa trên kết quả nghiên cứu, các biện pháp xử lý bùn thải đã được đề xuất, bao gồm phương pháp khử nước, ổn định hóa học và chôn lấp an toàn.

4.1. Đánh giá tính chất bùn thải

Kết quả phân tích cho thấy bùn thải từ mỏ than Nam Mẫu có hàm lượng chất rắn lên đến 30%, chứa nhiều kim loại nặng như chì, kẽm và đồng. Bùn thải cũng có hàm lượng chất hữu cơ cao, dễ phân hủy và gây mùi hôi. Các thông số này cho thấy bùn thải có nguy cơ gây ô nhiễm môi trường cao nếu không được xử lý đúng cách.

4.2. Đề xuất biện pháp xử lý

Dựa trên kết quả nghiên cứu, các biện pháp xử lý bùn thải đã được đề xuất, bao gồm khử nước để giảm thể tích, ổn định hóa học để giảm độc tính và chôn lấp an toàn. Các biện pháp này nhằm giảm thiểu tác động tiêu cực của bùn thải đến môi trường và sức khỏe cộng đồng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU 1.1 Tính cấp thiết của đề tài Những năm gần đây, cùng với sự phát triển chung của cả nước, các hoạt động khai thác khoáng sản đã và đang góp phần to lớn vào công cuộc đổi mới đất nước. Một số khoáng sản đã được phát hiện và khai thác từ rất lâu như vàng, thiếc, chì, kẽm, than đá và các loại vật liệu xây dựng, số khác mới được phát hiện và khai thác như dầu khí, sắt, đồng,… Một số nơi, có những mỏ nằm tập trung như mỏ than ở Quảng Ninh. Trong sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước ngành than chiếm một vai trò quan trọng trong nền kinh tế quốc dân. Tuy nhiên, bên cạnh những mặt tích cực đạt được, chúng ta cũng đang phải đối mặt với nhiều vấn đề về môi trường.

Quá trình khai thác than phục vụ cho lợi ích của mình, con người đã làm thay đổi môi trường xung quanh. Yếu tố chính gây tác động đến môi trường là bụi từ khai trường của các mỏ than, bãi thải, khí độc hại và nước thải. Làm phá vỡ cân bằng hệ sinh thái đã được hình thành từ hàng chục triệu năm, gây ra sự ô nhiễm nặng nề đối với môi trường và trở thành vấn đề cấp bách mang tính chất xã hội và ảnh hưởng đến sức khỏe của cộng đồng. Trong hoạt động khai thác than hầm lò thường gây ra các vấn đề môi trường nghiêm trọng đặc biệt là ô nhiễm môi trường nước.

Hiện nay, các cơ sở khai thác than đã có những biện pháp xử lý nước thải hầm lò nhằm hạn chế ô nhiễm môi trường nước trong khu vực. Bên cạnh đó, việc xử lý nước lại phát sinh ra bùn thải cần phải xử lý vì vậy việc xử lý bùn thải cũng là vấn đề cần thiết, cần thực hiện đồng thời với quá trình xử lý nước thải nếu không sẽ gây ô nhiễm môi trường thứ cấp. Xử lý bùn thải cũng là vấn đề cấp thiết và cần thực hiện ngay nếu không sẽ gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng Từ những lý do trên tôi thực hiện đề tài “Đánh giá tính chất thành phần bùn thải từ hệ thống xử lý nước thải mỏ than Nam Mẫu tại xã Uông Thượng – Thành phố Uông Bí – Quảng Ninh” n 2 1. Mục đích nghiên cứu - Tìm hiểu về mỏ than Nam Mẫu.

- Đánh giá quy trình xử lý, vận hành trạm xử lý nước thải. - Phân tích chất lượng bùn thải và đánh giá mức độ nguy hại của bùn thải. - Xây dựng, đề xuất các biện pháp xử lý bùn thải. Yêu cầu của đề tài - Đánh giá tính chất, thành phần bùn thải từ hệ thống xử lý nước thải mỏ than Nam Mẫu.

- Đề xuất các phương án xử lý bùn thải. Ý nghĩa của đề tài 1. Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học - Khóa luận giúp cho sinh viên có thể vận dụng được các kiến thức đã học vào trong thực tiễn. - Đồng thời khóa luận cũng giúp sinh viên nâng cao kiến thức, kỹ năng và rút ra những kinh nghiệm thực tế phục vụ cho công tác sau này.

Ý nghĩa thực tiễn - Khóa luận là cơ sở để mỏ than Nam Mẫu có hướng xử lý, giải quyết đối với bùn thải từ hệ thống xử lý nước thải. - Hướng xử lý này là một biện pháp góp phần cải thiện chất lượng môi trường mỏ than Nam Mẫu nói riêng và ngành than nói chung. n 3 PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2. Cơ sở khoa học của đề tài 2.

Phân loại bùn thải [7] Bùn dư tạo thành từ các quá trình xử lý hóa học và sinh học nước thải cần được tiếp tục xử lý trước khi chôn lấp hoặc được tái sử dụng trong nông nghiệp. Các biện pháp xử lý bùn cặn truyền thống thường được áp dụng như khử nước làm giảm khối lượng bùn cặn, tăng thành phần khô của bùn và do đó giảm thiểu chi phí quản lý và vận chuyển. Các phương pháp này có khả năng xử lý bùn tốt, nhưng cũng đòi hỏi về yêu cầu vận hành cũng như mức độ phức tạp về công nghệ, các yêu cầu về cơ sở hạ tầng và kĩ năng vận hành. Bùn cặn thông thường là sản phẩm phụ nửa rắn được tạo thành từ quá trình xử lý nước thải.

Bùn cặn các hợp chất được khử từ nước thải và những hợp chất bổ sung trong quá trình xử lý. Bùn cặn phát sinh từ các công đoạn trong dây chuyền xử lý nước thải bao gồm bùn sơ cấp và bùn thứ cấp. Hai loại bùn này có đặc tính khác nhau do sự khác nhau về bản chất của các thành phần chất rắn trong bùn. Bùn sơ cấp tạo ra từ quá trình xử lý sơ cấp, ví dụ như từ bể lắng được thiết kế để loại bỏ các hạt vô cơ (cát hoặc đá vụn) cũng như một số các loại hạt keo và chất vô cơ đậm đặc có thể kết tủa trong nước thải chưa qua xử lý.

Hàm lượng và thành phần của bùn sơ cấp phụ thuộc vào công suất bể lắng, chế độ thủy lực và chất lượng nước thải đầu vào. Bùn thứ cấp tạo từ quá trình xử lý thứ cấp (sinh học) và do sự chuyển hóa các hợp chất hữu cơ và các loại dinh dưỡng vào sinh khối và các vi sinh vật. Hàm lượng và tính chất của bùn thải thay đổi phụ thuộc quá trình được sử dụng, hiệu suất của các quá trình xử lý sơ cấp và nồng độ các chất hữu cơ trong nước cũng như các điều kiện khí hậu địa phương. Nói chung, bùn thứ cấp có hàm lượng chất hữu cơ n 4 cao, tỷ trọng khá thấp do các hạt kết bông và hàm lượng các chất rắn vô cơ thấp, với các đặc điểm trên bùn thứ cấp khó xử lý hơn.

Bùn kết hợp tạo ra từ hệ thống xử lý nước thải không qua xử lý lắng sơ cấp có đặc điểm kết hợp của bùn sơ cấp và bùn thứ cấp. Việc xử lý bùn kết hợp thường khó vì tính chất của bùn rất khác nhau, do đó không có quy chuẩn cho việc xử lý. Bùn hóa học là sản phẩm của các quá trình xử lý hóa học nước thải, chứa muối, chất điện ly đa phân tử và các chất hóa học sử dụng để tăng cường khả năng loại bỏ các chất rắn và lắng các chất dinh dưỡng. Đặc điểm của bùn hoá học phụ thuộc thành phần các chất trợ keo tụ dùng trong quá trình xử lý nước, chất lượng nước xử lý và các thông số vận hành của trạm.

Tính chất của bùn thải [7] Các đặc tính cơ bản của bùn thải có thể được biểu thị theo các tính chất vật lý, hóa học và sinh học. Các tính chất vật lý bao gồm hàm lượng chất rắn, các chất rắn dễ bay hơi và phân bố kích thước hạt. Hàm lượng chất rắn là trọng lượng khô của các chất rắn trên tổng lượng của bùn. Chất rắn dễ bay hơi (volatile solid –vs) biểu thị hàm lượng chất hữu cơ có trong bùn, được xác định bằng phương pháp phân tích trọng lượng.

VS được xác định theo độ chênh lệch giữa trọng lượng khô của mẫu bùn với trọng lượng của mẫu sau khi nung ở nhiệt độ 550oC để làm bay hơi các chất hữu cơ. Phân bố kích thước hạt biểu thị kích thước của các hạt bùn, thông số này liên quan tới khả năng giữ nước của bùn. Các tính chất hóa học chủ yếu phụ thuộc vào nguồn gốc của nước thải: các tính chất hóa học biểu thị sự có mặt của các hợp chất có trong bùn và khả năng tái sử dụng của bùn sau khi đã được ổn định. Các thông số chung được phân tích là mùi, hàm lượng chất hữu cơ và kim loại.

Nếu bùn được sử dụng cho mục đích tái sử dụng thì nên được đánh giá thêm thành phần nito, phốt pho, kim loại điển hình và chất độc hại có thể có để đảm bảo các sản phẩm cuối cùng phù hợp với các quy định của địa phương. n 5 Các tính chất sinh học biểu thị sự có mặt của các vi khuẩn, mầm bệnh trong bùn. Quá trình xác định này rất tốn kém và khó thực hiện vì nó liên quan đến việc nhận dạng virut, vi khuẩn đơn bào và giun sán có thể gây bệnh. Nếu bùn được dùng cho mục đích tái sử dụng thì việc đánh giá các mầm bệnh phải được thực hiện.

Việc xử lý bùn thải rất cần thiết cho sức khỏe, môi trường và kinh tế. Bùn thải có thể là môi trường nguy hại nghiêm trọng đến sức khỏe vì nó chứa nhiều mầm bệnh và các sinh vật nguy hại khác có thể ảnh hưởng lớn đến cộng đồng. Do đó, cần phải khống chế các mầm bệnh và kiểm soát các thành phần ô nhiễm có trong bùn. Làm giảm thể tích là biện pháp cần thiết nhằm giảm chi phí và giúp cho việc tái sử dụng trở nên có hiệu quả kinh tế.

Cơ sở pháp lý - Luật Bảo vệ môi trường được Quốc hội thông qua ngày 29/11/2005 (Luật số 52/2005/QH); - Luật Thuế bảo vệ môi trường của Quốc hội nước CHXHCN Việt Nam thông qua ngày 15/11/2010; - Luật tài nguyên nước số 17/2012/QH13 của Quốc hội thông qua ngày 21/06/2012, có hiệu lực ngày 01/01/2013; - Nghị định 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; - Nghị định 201/2013/NĐ - CP ngày 27/11/2013 của Chính phủ hướng dẫn Luật tài nguyên nước; - Thông tư số 43/2013/TT-BTNMT ngày 25/12/2013 của Bộ Tài nguyên và Môi trường về việc quy định Quy định Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về môi trường; - Thông tư số 32/2013/TT-BTNMT ngày 25/10/2013 của Bộ Tài nguyên và Môi trường về việc ban hành quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về môi trường; - Thông tư số 12/2011/TT-BTNMT ngày 14/04/2011 về Quản lý chất thải nguy hại; - QCVN 40:2011/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước thải công nghiệp; n 6 - QCVN 50:2013/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia ngưỡng nguy hại đối với bùn thải từ quá trình xử lý nước thải. - TCVN 5999-1995, ISO 5667-10:1992 – Chất lượng nước, lấy mẫu nước, hướng dẫn lấy mẫu nước thải. - TCXDVN 3989:2012/BXD – Hệ thống tài liệu thiết kế xây dựng – Cấp nước và thoát nước – Mạng lưới bên ngoài bản vẽ thi công. - TCVN 6663-13:2000 – Chất lượng nước.

Phần 13: Hướng dẫn lấy mẫu bùn nước, bùn nước thải và bùn li. Cơ sở thực tiễn Công nghiệp hóa đã phát huy mạnh mẽ thế mạnh của mình trong công cuộc xây dựng đất nước. Nhưng bên cạnh những mặt tích cực, việc phát triển nhanh chóng này đã ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường. Hiện trạng ô nhiễm môi trường nước đã được quan tâm.