ĐẶT VẤN ĐỀ Tài nguyên khoáng sản của nƣớc ta chủ yếu tập trung ở các tỉnh miền núi, trung du. Đây là khu vực địa lý với điều kiện kinh tế và cơ sở hạ tầng còn rất nhiều khó khăn, hạn chế giao thông chƣa phát triển, giáo dục, y tế, trình độ dân trí còn ở mức độ thấp, lạc hậu; dân cƣ thƣa thớt. Công nghiệp than là một ngành kinh tế quan trọng của nƣớc ta, cung cấp nguồn nhiên liệu chủ yếu phục vụ các ngành công nghiệp (sản xuất điện, vật liệu xây dựng, hoá chất, phân bón, giao thông vận tải, chế biến lƣơng thực, thực phẩm), dân dụng (làm chất đốt sinh hoạt cho các vùng nông thôn, miền núi) và xuất khẩu. Trong những năm gần đây, ngành khai thác than phát triển mạnh mẽ để đáp ứng nhu cầu ngày càng gia tăng tiêu thụ trong nƣớc và xuất khẩu, đồng thời cũng gây ra tác động mạnh mẽ đến môi trƣờng sinh thái.
Khai thác than đá bằng phƣơng pháp lộ thiên tạo nên lƣợng đất đá thải lớn, ô nhiễm bụi, ô nhiễm nƣớc, mất rừng. Khai thác than bằng phƣơng pháp hầm lò hiện nay làm mất 50% trữ lƣợng, gây lún đất, ô nhiễm nƣớc, tiêu hao gỗ chống lò và gây các tai nạn hầm lò. Trong thành phần chất thải rắn, bụi, nƣớc thải thƣờng chứa kim loại nặng và chất phóng xạ độc hại. Hoạt động khai thác than nếu không đi cùng với các biện pháp bảo vệ môi trƣờng sẽ dẫn đến ô nhiễm, suy thoái môi trƣờng, cạn kiệt tài nguyên thiên nhiên.
Ô nhiễm môi trƣờng sẽ tác động trực tiếp đến sức khỏe con ngƣời, làm suy thoái các hệ sinh thái. Công ty than Na Dƣơng có nhiệm vụ chính là sản xuất than cung cấp chính cho nhà máy nhiệt điện Na Dƣơng vận hành hoạt động. Theo ƣớc tính mỗi năm, mỏ than Na Dƣơng cung cấp cho nhà máy nhiệt điện trên 500.000 tấn than sạch. Từ đó đến nay nhà máy nhiệt điện than Na Dƣơng đã cung cấp vào lƣới điện quốc gia hơn 5 tỷ kWh [8].
Là một mỏ than lớn của nƣớc ta, thị trấn Na Dƣơng là nơi chịu ảnh hƣởng nặng nề nhất từ hoạt động khai thác và chế biến than. Ngành công nghiệp chế biến than tạo ra một lƣợng lớn nƣớc thải có tính axit, hàm lƣợng kim loại nặng 1 và chất rắn lơ lửng cao, độ đục lớn… Nếu lƣợng nƣớc thải trên không thông qua xử lý mà xả thẳng vào môi trƣờng có thể gây hậu quả nghiêm trọng, ảnh hƣởng xấu tới chất lƣợng đời sống của ngƣời dân xung quanh khu vực khai thác. Từ những hiện trạng trên, tôi tiến thành thực hiện khóa luận tốt nghiệp: “Nghiên cứu đánh giá và đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả xử lý cho nhà máy xử lý nước thải mỏ than nhiệt điện Na Dương, huyện Na Dương, tỉnh Lạng Sơn”. 2 CHƢƠNG I TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.
Tổng quan vấn đề khai thác than ở Việt Nam và thế giới Khai thác mỏ lộ thiên là một hình thức khai thác mỏ mà theo đó cần phải bóc lớp đất đá phủ trên loại khoáng sản cần khai thác. Khai thác mỏ lộ thiên bắt đầu từ giữa thế kỷ 16. Ở thế kỷ 20, hình thức này trở nên phổ biến, và là hình thức chính để khai thác than ở Hoa Kỳ. Đa số hình thức khai thác lộ thiên đều dùng các thiết bị máy móc lớn, nhƣ máy xúc đất, để loại bỏ lớp đất đá bề mặt.
Kế tiếp là dùng máy xúc tay gàu kéo cáp hoặc máy xúc nhiều gàu kiểu roto để lấy khoáng sản [11]. Tình hình khai thác và tiêu thụ than trên thế giới Trong cơ cấu sử dụng năng lƣợng, than đƣợc coi là nguồn năng lƣợng truyền thống và cơ bản. Than đƣợc sử dụng rộng rãi trong sản xuất và đời sống. Trƣớc đây, than đƣợc dùng làm nhiên liệu trong các máy hơi nƣớc, đầu máy xe lửa; sau đó, than đƣợc dùng làm nhiên liệu trong các nhà máy nhiệt điện, than đƣợc cốc hoá làm nhiên liệu cho ngành luyện kim.
Gần đây, nhờ sự phát triển của công nghiệp hoá học, than đƣợc sử dụng nhƣ là nguồn nguyên liệu để sản xuất ra nhiều loại dƣợc phẩm, chất dẻo, sợi Trữ lƣợng than trên toàn thế giới cao hơn gấp nhiều lần trữ lƣợng dầu mỏ và khí đốt. Ngƣời ta ƣớc tính có trên 10 nghìn tỷ tấn, trong đó trữ lƣợng có thể khai thác là 3.000 tỷ tấn mà 3/4 là than đá. Than tập trung chủ yếu ở Bắc bán cầu, trong đó đến 4/5 thuộc về Trung Quốc (tập trung ở phía Bắc và Đông Bắc), Hoa Kỳ (chủ yếu ở các bang miền Tây), LB Nga (vùng Ekibát và Xibêri), Ucraina (vùng Đônbat), CHLB Đức, Ấn Độ, Ôxtrâylia (ở hai bang Quinslan và Niu Xaoên), Ba Lan. Công nghiệp khai thác than xuất hiện tƣơng đối sớm và đƣợc phát triển từ nửa sau thế kỉ XIX.
Sản lƣợng than khai thác đƣợc rất khác nhau giữa các thời kì, giữa các khu vực và các quốc gia, song nhìn chung, có xu hƣớng tăng lên về số lƣợng tuyệt đối. Trong vòng 50 năm qua, tốc độ tăng trung bình là 5,4%/năm, 3 còn cao nhất vào thời kì 1950 - 1980 đạt 7%/năm. Từ đầu thập kỉ 90 đến nay, mức tăng giảm xuống chỉ còn 1,5%/năm. Mặc dù việc khai thác và sử dụng than có thể gây hậu quả xấu đến môi trƣờng (đất, nƣớc, không khí.), song nhu cầu than không vì thế mà giảm đi [6].
Các khu vực và quốc gia khai thác nhiều than đều thuộc về các khu vực và quốc gia có trữ lƣợng than lớn trên thế giới. Sản lƣợng than tập trung chủ yếu ở khu vực Châu Á - Thái Bình Dƣơng, Bắc Mỹ, Nga và một số nƣớc Đông Âu. Các nƣớc sản xuất than hàng đầu là Trung Quốc, Hoa Kỳ, Ấn Độ, Ôxtrâylia, Nga, chiếm tới 2/3 sản lƣợng than của thế giới. Nếu tính cả một số nƣớc nhƣ Nam Phi, CHLB Đức, Ba Lan, CHDCND Triều Tiên.
thì con số này lên đến 80% sản lƣợng than toàn cầu. Công nghiệp khai thác than ra đời trƣớc tiên ở Anh vào đầu thế kỉ XIX. Sau đó, ngƣời ta tìm thấy nhiều than ở Hoa Kỳ, Ấn Độ, Canađa. Vì thế các quốc gia này lần lƣợt dẫn đầu về sản lƣợng than khai thác đƣợc của thế giới.
Sau chiến tranh thế giới thứ hai, hàng loạt bể than khổng lồ đã đƣợc phát hiện ở Êkibát, Nam Yacút, Đônbát (Liên Xô cũ), ở Ba Lan, Đông Đức. Trong nhiều năm, Liên Xô dẫn đầu về sản lƣợng than. Từ sau năm 1990 do những biến động về chính trị và kinh tế nên sản lƣợng than ở Đông Âu và Liên Xô cũ bị giảm sút [6]. Từ thập niên 90 của thế kỷ XX, việc tìm ra những mỏ than lớn ở Trung Quốc đã giúp nƣớc này đứng đầu thế giới về khai thác than, vƣợt trên cả Hoa Kỳ.
Thị trƣờng than quốc tế mới chỉ chiếm trên 10% sản lƣợng than khai thác. Việc buôn bán than gần đây phát triển nhờ thuận lợi về giao thông đƣờng biển, song sản lƣợng than xuất khẩu không tăng nhanh, chỉ dao động ở mức 550 đến 600 triệu tấn/năm. Từ nhiều năm nay, Ôxtrâylia luôn là nƣớc xuất khẩu than lớn nhất thế giới, chiếm trên 35% (210 triệu tấn năm 2001) lƣợng than xuất khẩu. Tiếp sau là các nƣớc Trung Quốc, Nam Phi, Hoa Kỳ, Inđônêxia, Côlômbia, Canađa, Nga, Ba Lan.
Các nƣớc công nghiệp phát triển nhƣ Nhật Bản, Hàn 4 Quốc, Hà Lan, Pháp, Italia, Anh. có nhu cầu rất lớn về than và cũng là các nƣớc nhập khẩu than chủ yếu [6]. Tình hình khai thác than lộ thiên ở Việt Nam 1. Một số loại than được khai thác ở Việt Nam [10] Phụ thuộc vào khả năng sinh nhiệt, hàm lƣợng cácbon và độ tro, ngƣời ta phân thành nhiều loại than.
Mỗi loại than có những ƣu, nhƣợc điểm riêng và nhìn chung, không thể thay thế cho nhau đƣợc. Than nâu là một khối đặc hay xốp, màu nâu, hiếm có màu đen hoàn toàn, thƣờng không có ánh. Than nâu có độ cứng kém, khả năng sinh nhiệt tƣơng đối ít, chứa nhiều tro (đôi khi đến 40%), độ ẩm cao (35%) và có lƣu huỳnh (1- 2%), mức độ biến chất thấp. Khi để lâu ngày thành đống, than bị ôxi hoá, vụn ra thành bột, sinh nhiệt làm cho than tự bốc cháy.
Tính chất này gây khó khăn nhiều cho việc bảo quản. Do khả năng sinh nhiệt thấp nên than nâu ít khi đƣợc vận chuyển xa, thƣờng sử dụng trong nhiệt điện, cho sinh hoạt, hoặc biến than thành nhiên liệu dạng khí. Than đá thƣờng có màu đen, hiếm hơn là màu đen hơi nâu, có ánh mờ. Than đá rất giòn.
Có nhiều loại than đá khác nhau tuỳ thuộc vào các thuộc tính của chúng. Khi đem nung không đƣa không khí vào (đến 900- 1100°C), than sẽ bị thiêu kết thành một loại cốc rắn chắc và xốp. Than gầy (hay nửa antraxit) hoàn toàn không bị thiêu kết, không thành cốc, mà có dạng bột, mức độ biến chất cao nhất cùng với antraxit. Than gầy đƣợc dùng chủ yếu làm nhiên liệu nồi hơi và cho các nhà máy nhiệt điện.
Than khí là loại than có khả năng sản ra một lƣợng khí thắp lớn. Sử dụng giống nhƣ than gầy. Than antraxit có màu đen, ánh kim, đôi khi có ánh ngũ sắc. Đây là loại than không có ngọn lửa, cháy khó và cần thông gió mạnh mới cháy đƣợc.
Nó có khả năng sinh nhiệt lớn hơn mọi loại than khác nên đƣợc dùng chủ yếu làm nhiên liệu nhiệt lƣợng cao. Than không tự bốc cháy nên có thể để chất đống lâu ngày, có độ bền cơ học cao, không bị vỡ vụn trong khi chuyên chở. 5 Ngoài ra còn có một số loại than khác (nhƣ than bùn.), song giá trị kinh tế thấp. Tình hình khai thác than lộ thiên ở Việt Nam Theo Tập đoàn than khoáng sản Việt Nam - TKV lƣu lƣợng than tại Việt Nam rất lớn: riêng ở Quản Ninh khoảng 10,5 tỷ tấn, trong đó đã tìm kiếm thăm dò 3,5 tỷ tấn (chiếm khoảng 67% trữ lƣợng than khai thác trên cả nƣớc hiện nay), chủ yếu là than antraxit.
Khu vực đồng bằng sông Hồng đƣợc dự báo có khoảng 210 tỷ tấn, chủ yếu là than asbitum, các mỏ than ở các tỉnh khác khoảng 400 triệu tấn. Riêng than bùn là khoảng 7 tỷ m3 phân bố ở cả 3 miền. tuy nhiên, theo thống kê của Cơ quan thông tin Năng lƣợng Mỹ (EIA) trữ lƣợng than Việt Nam có 165 triệu tấn, còn theo Tập đoàn dầu khí Anh (BP) thì con số này khoảng 150 triệu tấn [8]. Than đƣợc phân bố tập trung ở các tỉnh nhƣ Quảng Ninh, Lạng Sơn, Thái Nguyên,… có khoảng 30 mỏ và các điểm khai thác than bằng phƣơng pháp lộ thiên, trong đó các mỏ lớn với công suất 600.000 tấn/năm, các mỏ còn lại với công xuất từ 200.