Khóa luận Nghiên cứu và đề xuất công nghệ xử lý nâng cao chất lượng nước thải hầm lò tại công ty cổ phần than Hà lầm - Vinacomin bằng màng lọc UF

Ý NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG NƯỚC THẢI HẦM LÒ TẠI CÔNG TY CỔ PHẦN THAN HÀ LẦM- VINACOMIN BẰNG MÀNG LỌC UF KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Khoa học môi trường Lớp : K46 – KHMT N01 Khoa : Môi trường Khoá : 2014 – 2018 Giảng viên hướng dẫn : ThS. Hoàng Quý Nhân Thái Nguyên, 2018 i LỜI CẢM ƠN Thực tập tốt nghiệp là một giai đoạn cần thiết và rất quan trọng của mỗi sinh viên sau những ngày tháng ngồi trên ghế nhà trường, là giai đoạn then chốt, quan trọng để sinh viên củng cố hành trang cuối cùng trước khi ra ngoài xã hội làm việc, vì đó là thời gian để sinh viên tiếp cận với thực tế, nhằm củng cố và vận dụng những kiến thức đã học được tại trường Được sự nhất trí của Ban giám hiệu nhà trường, Ban chủ nhiệm khoa Môi trường, em đã được về thực tập tại Công ty Môi trường Việt – Sing. Đến nay em đã hoàn thành giai đoạn thực tập tốt nghiệp. Lời đầu em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc tới: Ban giám hiệu trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên. Ban chủ nhiệm khoa và tập thể thầy, cô trong khoa Môi trường đã tận tình chỉ bảo, giúp đỡ tạo điều kiện cho em trong suốt quá trình học tập. Ban lãnh đạo và toàn thể các cán bộ công nhân viên của Công ty Môi Trường Việt – Sing, viện kỹ thuật và công nghệ môi trường và Công Ty Cổ Phần Than Hà Lầm – Vinacomin đã tạo điều kiện, giúp đỡ, chỉ bảo em trong suốt quá trình thực tập vừa qua và đã giúp đỡ em trong việc thu thập số liệu để hoàn thành tốt khóa luận tốt nghiệp. Đặc biệt em xin chân thành cản ơn sự quan tâm, chỉ bảo, hướng dẫn tận tình của thầy ThS. Hoàng Quý Nhân đã giúp đỡ em trong suốt quá trình thực hiện và hoàn thành khóa luận tốt nghiệp. Cuối cùng em xin được gửi tới gia đình, người thân, bạn bè đã luôn động viên giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập, nghiêm cứu cũng như trong thời gian thực hiện đề tài những lời cảm ơn chân thành nhất Xin chân thành cảm ơn ! Sinh viên Phạm Hà Nam ii DANH MỤC BẢNG Trang Bảng 4.1.Lượng mưa và nhiệt độ không khí trung bình của khu vực mỏ than Hà Lầm theo trạm Bãi Cháy ............................................................. 19 Bảng 4.2.Tốc độ gió trung bình nhiều năm và độ ẩm trung bình đo tại trạm Bãi cháy ............................................................................................. 20 Bảng 4.3.Tổng số giờ nắng trung bình của khu vực mỏ than Hà Lầm theo trạm Bãi Cháy ................................................................................... 20 Bảng 4.4. Hệ thống các vỉa than của Công ty cổ phần than Hà Lầm - Vinacomin ......................................................................................... 22 Bảng 4.5 : Kết quả khai thác và sản xuất than trong các năm 1965-1972 ...... 24 Bảng 4.6: Bảng thể hiện sản xuất, tiêu thụ và doanh thu doanh nghiệp ......... 25 Bảng 4.7. Nhu cầu nguyên, nhiên liệu sử dụng cho sản xuất của Công ty cổ phần than Hà Lầm – Vinacomin ....................................................... 28 Bảng 4.8. Kết quả phân tích chất lượng nước thải hầm lò chưa qua xử lý của mỏ than Hà Lầm trong 4 đợt (05/09 đến 11/12/2017) ...................... 30 Bảng 4.9. Kết quả chất lượng nước thải hầm lò sau xử lý của mỏ than Hà Lầm . 43 Bảng 4.10. Kết quả so sánh chất lượng nước thải hầm lò trước và sau xử lý của mỏ than Hà Lầm ......................................................................... 45 iii DANH MỤC HÌNH Trang Hình 2.1. Nguồn gốc hình thành nước thải mỏ ............................................... 10 Hình 4.1. Khái quát điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của khu vực mỏ than Hà Lầm ............................................................................................ 17 Hình 4.2: Khu vực vỉa than của Công ty cổ phần than Hà Lầm - Vinacomin 22 Hình 4.3. Sơ đồ quy trình khai thác sản xuất than hầm lò của Công ty cổ phần than Hà Lầm - Vinacomin ............................................................... 27 Hình 4.4. Kết quả pH qua phân tích của mỏ than Hà Lầm ............................ 31 Hình 4.5. Kết quả TSS qua phân tích của mỏ than Hà Lầm .......................... 32 Hình 4.6. Kết quả Pb qua phân tích của mỏ than Hà Lầm ............................. 32 Hình 4.7. Kết quả Cu qua phân tích của mỏ than Hà Lầm ............................ 33 Hình 4.8. Kết quả Mn qua phân tích của mỏ than Hà Lầm ........................... 33 Hình 4.9. Kết quả Fe qua phân tích của mỏ than Hà Lầm ............................. 34 Hình 4.10. Kết quả Dầu mỡ khoáng qua phân tích của mỏ than Hà Lầm ..... 34 Hình 4.11. Kết quả tổng Coliform qua phân tích của mỏ than Hà Lầm ........ 35 Hình 4.12. Kết quả COD qua phân tích của mỏ than Hà Lầm ...................... 36 Hình 4.13. Kết quả BOD5qua phân tích của mỏ than Hà Lầm ..................... 36 Hình 4.14. Kết quả tổng P qua phân tích của mỏ than Hà Lầm .................... 37 Hình 4.15. Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải hầm lò số I của Công ty cổ phần than Hà Lầm - Vinacomin ............................................................... 39 Hình 4.16. Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải hầm lò số II của Công ty cổ phần than Hà Lầm – Vinacomin .............................................................. 42 Hình 4.17. Sơ đồ dẫn nước thải hầm lò sau khi xử lý ra nguồn tiếp nhận là suối Hà Lầm .................................................................................... 44 Hình 4.18. Hình ảnh sơ đồ màng lọc UF ........................................................ 49 Hình 4.19. Hình ảnh cấu tạo bên trong ống lọc UF ....................................... 51 Hình 4.20. Hình ảnh mô tả khả năng lọc của màng UF ................................. 52 Hình 4.21. Hình ảnh thể hiện cấp độ lọc của các màng lọc ........................... 52 iv DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT BTNMT: Bộ tài Nguyên môi trường BYT: Bộ y tế BOD5 : Nhu cầu Oxi sinh hóa COD: Nhu cầu Oxi sinh học HLMT: Hầm lò mỏ than NQ : Nghị quyết NĐ: Nghị định PAA: Polyacrylic cid PAC: Poly aluminium chloride QCVN: Quy chuẩn Việt Nam UF: Ultra Filtration TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam TCCP: Tiêu chuẩn cho phép TSS: Hàm lượng chất rắn lơ lửng v MỤC LỤC Trang LỜI CẢM ƠN ................................................................................................... i DANH MỤC BẢNG ........................................................................................ ii DANH MỤC HÌNH ........................................................................................ iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ............................................................... iv MỤC LỤC ........................................................................................................ v PHẦN 1. MỞ ĐẦU .......................................................................................... 1 1.1. Đặt vấn đề................................................................................................... 1 1.2. Mục tiêu của đề tài .................................................................................... 2 1.2.1. Mục tiêu tổng quát .................................................................................. 2 1.2.2. Mục tiêu cụ thể ........................................................................................ 3 1.2.3. Yêu cầu của đề tài ................................................................................... 3 1.3. Ý nghĩa của đề tài ....................................................................................... 3 1.3.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài .................................................................... 3 1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài ..................................................................... 3 PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ............................................................... 4 2.1. Cơ sở khoa học ........................................................................................... 4 2.1.1. Một số khái niệm về môi trường, ô nhiễm môi trường, ô nhiễm môi trường nước ....................................................................................................... 4 2.1.2. Một số thông số đánh giá chất lượng nước thải ...................................... 6 2.2. Cơ sở pháp lý ............................................................................................. 8 2.3. Cơ sở thực tiễn ........................................................................................... 9 2.3.1. Nguồn gốc hình thành nước thải mỏ ....................................................... 9 2.3.2.Tính chất chung của nước thải mỏ than ................................................. 11 2.3.3. Một số biện pháp, công nghệ xử lý nước thải hầm lò đem lại hiệu quả cao............................................................................................................ 11 vi PHẦN 3. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................................................................................................ 13 3.1. Đối tượng nghiên cứu............................................................................... 13 3.2. Phạm vi nghiên cứu .................................................................................. 13 3.3. Nội dung nghiên cứu ................................................................................ 13 3.4. Phương pháp nghiên cứu .......................................................................... 13 3.4.1. Phương pháp thu thập tài liệu ............................................................... 13 3.4.2. Phương pháp lấy mẫu và phân tích ....................................................... 14 3.4.3 Phương pháp khảo sát thực địa .............................................................. 14 3.4.4. Phương pháp so sánh , hồi cứu ............................................................. 14 3.4.5. Phương pháp phân tích tổng hợp, xử lý số liệu .................................. 15 PHẦN 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ........................... 16 4.1. Khái quát điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của khu vực mỏ than Hà Lầm và thành phố Hạ Long ............................................................................. 16 4.1.1.Điều kiện tự nhiên .................................................................................. 16 4.2. Khái quát tổng quan về Công ty cổ phần than Hà Lầm – Vinacomin ..... 24 4.2.1. Quá trình hình thành và phát triển của công ty ..................................... 24 4.2.2.Quy trình công nghệ khai thác than hầm lò của công ty ........................ 26 4.2.3. Nguyên, nhiên vật liệu sử dụng cho khai thác, sản xuất than của công ty .. 27 4.3. Hiện trạng nước thải hầm lò và quy trình xử lý nước thải hầm lò của Công ty cổ phần than Hà Lầm – Vinacomin ................................................... 28 4.3.1. Hiện trạng nước thải hầm lò của Công ty cổ phần than Hà Lầm - Vinacomin ....................................................................................................... 28 4.3.2.Quy trình thu gom và xử lý nước thải hầm lò của Công ty cổ phần than Hà Lầm – Vinacomin ...................................................................................... 38 4.4. Đề xuất công nghệ xử lý nước thải hầm lò bằng màng lọc UF .............. 46 4.4.1 Màng lọc UF là gì ? ............................................................................... 47 vii 4.4.2 Công dụng của màng lọc UF ................................................................. 48 4.4.3 Ứng dụng của màng lọc UF .................................................................. 48 4.4.5 Nguyên lí hoạt động màng lọc UF ......................................................... 51 4.4.6 Ưu điểm và nhược điểm màng lọc UF ................................................... 52 4.4.7: Nhận định ứng dụng UF khi áp dụng vào công nghệ xử lý . ................ 54 PHẦN 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................... 55 5.1. Kết luận .................................................................................................... 55 5.2. Kiến nghị .................................................................................................. 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 57 PHỤ LỤC ....................................................................................................... 58 1 PHẦN 1 MỞ ĐẦU 1.1. Đặt vấn đề Ngành công nghiệp khai thác than hiện nay là một trong những nghành đóng vai trò quan trọng cho nền kinh tế cũng như sự nghiệp công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước hiện nay, nghành công nghiệp khai thác than góp phần quan trọng trong nền kinh tế quốc dân, giúp tạo việc làm và cuộc sống ổn định cho người lao động, đặc biệt là nhu cầu sử dụng than cho phát điện và các ngành công nghiệp khác trong giai đoạn phát triển nền kinh tế hiện nay, đồng thời góp phần đảm bảo an ninh năng lượng chung của đất nước. Trong khai thác than hiện nay thì không thể không nhắc tới Quảng Ninh một tỉnh có trữ lượng than lớn và đi đầu về công nghiệp than, hiện nay ở các mỏ than ở Quảng Ninh thì có hai hình thức khai thác đó là khai thác hầm lò và khai thác lộ thiên, sản lượng chủ yếu vẫn là khai thác hầm lò, tuy nhiên trong quá trình khai thác thì nước thải là một trong những tác nhân gây ô nhiễm môi trường trầm trọng, đáng báo động cho môi trường. Do điều kiện khai thác xuống sâu so với mặt nước biển với các độ sâu từ vài chục mét đến hàng trăm mét, hàng ngày có đến hàng nghìn m3 nước thải phát sinh trong quá trình khai thác xả thẳng vào môi trường tự nhiên gây ô nhiễm môi trường nước rất nặng nề không chỉ ảnh hưởng tới môi trường mà còn ảnh hưởng đến người dân xung quang cũng như các sinh vật sống dưới nước, với sự phát triển của việc khai thác than như hiện nay ngày càng một phát triển mạnh thì lượng nước thải trong quá trình khai thác là hết sức đáng báo động nếu như không có các biện pháp khắc phục, giảm thiểu, quản lý chặt chẽ hay xử lý. Hiện nay đã có nhiều giải pháp đưa ra nhằm khắc phục, xử lý tình trạng ô nhiễm nguồn nước từ các khai trường trong quá trình khai thác than ở các mỏ nhưng những giải pháp này chỉ giải quyết một phần nào đó chưa giải quyết được triệt để và còn chưa tận dụng được chính nguồn nước thải đó để phục vụ cho sinh hoạt công nhân vì ngành khai thác than là một trong những ngành sử dụng nhiều công nhân, 2 trung bình có khoảng 700 – 1000 công nhân lao động trực tiếp tại một mỏ khai thác hầm lò và từ 200 – 400 công nhân lao động trực tiếp tại một mỏ khai thác lộ thiên, với nhu cầu cấp nước cho sinh hoạt, tắm giặt là 135 lít/người/ngày lao động [9] và nhu cầu nước sạch cho sản xuất và phun sương dập bụi cần một lượng nước rất lớn. Hiện nay nguồn nước phục vụ cho quá trình sản xuất của ngành than chủ yếu mua từ hệ thống cấp nước sạch của khu vực nhưng vấn đề vận chuyển lên khá khó khăn và tốn kém do các khai trường khai thác đều ở trên độ cao so với mặt nước biển rất cao, đường đồi núi. Việc nghiên cứu và chọn một giải pháp về xử lý nước thải mỏ tái tuần hoàn cấp cho sinh hoạt và sản xuất là một việc quan trọng, cấp thiết, phù hợp, tiết kiệm tài nguyên nước và bảo vệ môi trường ngoài ra còn có cả yếu tố về mặt kinh tế nhằm tiết kiện chi phí. Khi nguồn nước thải được tận dụng sử dụng hiệu quả và bền vững sẽ góp phần cải thiện và nâng cao chất lượng môi trường, giảm chi phí sản xuất do không phải mua nước sinh hoạt, tiết kiện tài nguyên làm tăng thu nhập của công nhân tạo tiền đề cho sự phát triển bền vững của ngành than nói riêng và của nền kinh tế đất nước nói chung. Xuất phát từ thực tế trên dưới sự hướng dẫn của thầy ThS. Hoàng Quý Nhân em xin đề xuất nghiên cứu đề tài:” Nghiên cứu và đề xuất công nghệ xử lý nâng cao chất lượng nước thải hầm lò tại công ty cổ phần than Hà Lầm- vinacomin bằng màng lọc UF”. 1.2. Mục tiêu của đề tài 1.2.1. Mục tiêu tổng quát - Thông qua nghiên cứu nhằm đánh giá hiện trạng mức độ ô nhiễm của nước thải hầm lò và tìm cách khắc phục cũng như hạn chế ô nhiễm môi trường nước tiến tới góp phần đảm bảo sự phát triển bền vững cho công ty cũng như môi trường cho khu vực. - Có những nhận thức về tình hình ô nhiễm, hiện trạng của nước thải hầm lò trong quá trình khai thác mỏ hiện nay. 3 1.2.2. Mục tiêu cụ thể - Thông qua nghiên cứu nhằm thấy được hiện trạng nước thải hầm lò của mỏ than Hà Lầm trong quá trình khai thác, sản xuất, chế biến của công ty, đánh giá mức độ ô nhiễm, sự ảnh hưởng tới môi trường nước của khu vực. - Đề xuất biện pháp tận dụng nguồn nước thải hầm lò phục vụ cho sinh hoạt, phục vụ sản xuất của công ty. - Đề xuất phương pháp công nghệ xử lý nước thải hầm lò mỏ than 1.2.3. Yêu cầu của đề tài - Số liệu, tài liệu liên quan đến đề tài phải thu thập một cách khách quan, trung thực, chính xác. - Các mẫu nghiên cứu phải đại diện cho khu vực lấy mẫu trên địa bàn nghiên cứu và số mẫu phải đủ để phân tích so sánh,đúng QCVN, cụ thể là ở các công trường khai thác, các hố thu nước thải hầm lò của Công ty cổ phần than Hà Lầm - Vinacomin. 1.3. Ý nghĩa của đề tài 1.3.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài - Giúp em có cơ hội tiếp cận với cách thức thực hiện một đề tài nghiên cứu khoa học, giúp em vận dụng kiến thức đã học vào thực tế sau khi ra trường - Củng cố kiến thức cơ sở cũng như chuyên ngành. - Giúp nâng cao hiểu biết về kiến thức môi trường và các phương pháp đánh giá hiện trạng môi trường 1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài - Đánh giá được mức độ ô nhiễm của nước thải khi khác thác của công ty và đề xuất giải pháp tham khảo nhằm tận dụng và sử dụng nguồn nước thải đó. - Kết quả nghiêm cứu của đề tài chính là tài liệu để đánh giá mức độ ô nhiễm nước thải, qua đó tính chi phí cũng như công nghệ hợp lý để xử lý nhằm đạt hiệu quả tốt nhất và tiết kiệm được tốt đa chi phí. - Đối với bản thân em thì đề tài mang lại cho em hiểu biết về các vận hành các công ty, nhà máy , cũng như công nghệ áp dụng cho việc xử lý nước thải . 4 PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1. Cơ sở khoa học 2.1.1. Một số khái niệm về môi trường, ô nhiễm môi trường, ô nhiễm môi trường nước - Theo khoản 1 điều 3 Luật Bảo vệ Môi trường Việt Nam, 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 thì: “Ô nhiễm môi trường là sự biến đổi của thành phần môi trường không phù hợp với tiêu chuẩn môi trường, gây ảnh hưởng xấu đến con người, 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 đến sức khoẻ con người, đến sự phát triển 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 hoá chất hoặc tác nhân vật lý, sinh học và các dạng năng lượng như nhiệt độ, bức xạ. - Khái niệm về ô nhiễm môi trường nước Ô nhiễm môi trường nước là sự thay đổi theo chiều hướng xấu đi các tính chất vật lý – hóa học – sinh học của nước, với sự xuất hiện của các chất lạ ở thể lỏng, rắn làm cho nguồn nước trở nên độc hại với con người và sinh vật. Làm giảm độ đa dạng sinh vật trong nước. Ô nhiễm nước là sự thay đổi thành phần và chất lượng nước không đáp ứng cho các mục đích sử dụng khác nhau, vượt quá tiêu chuẩn cho phép và có ảnh hưởng xấu đến đời sống con người và sinh vật. Khi sự thay đổi đó vượt 5 quá ngưỡng cho phép thì sự ô nhiễm nước đã ở mức nguy hiểm và gây ra một số bệnh ở người[3]. Suy thoái nguồn nước là sự thay đổi tính chất của nước theo chiều hướng làm suy giảm chất lượng nguồn nước, làm thay đổi tính chất ban đầu của nước. Suy thoái nguồn nước có thể do ô nhiễm từ nguồn gốc tự nhiên (mưa, tuyết tan, lũ lụt,) hay nhân tạo (do nước thải khu dân cư, bệnh viện, sản xuất nông nghiệp, nước thải công ty) [5]. Nguồn gốc gây ô nhiễm nguồn nước gồm : + 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 có 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[11]. - Khái niệm tiêu chuẩn môi trường :(TCVN) Theo khoản 6 điều 3 luật bảo vệ môi trường Việt Nam : “Tiêu chuẩn môi trường là mức giới hạn của các thông số về chất lượng môi trường xung quanh, hàm lượng của các chất gây ô nhiễm có trong chất thải, các yêu cầu kỹ thuật và quản lý được các cơ quan nhà nước và các tổ chức công bố dưới dạng văn bản tự nguyện áp dụng để bảo vệ môi trường”[7]. - Khái niệm quy chuẩn kỹ thuật môi trường :(QCVN) Theo khoản 5 điều 3 luật bảo vệ môi trường Việt Nam : “Quy chuẩn kỹ thuật môi trường là mức giới hạn của các thông số về chất lượng môi trường xung quanh, hàm lượng của các chất gây ô nhiễm có trong chất thải, các yêu cầu kỹ thuật và quản lý được cơ quan nhà nước có thẩm quyền ban hành dưới dạng văn bản bắt buộc áp dụng để bảo vệ môi trường”[5]. - Một số khái niệm về nước thải 6 + Khái niệm về 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 . + Nước thải công nghiệp là nước thải phát sinh ra từ quá trình công nghệ của cơ sở sản xuất, dịch vụ công nghiệp (gọi chung là cơ sở công nghiệp), từ công ty xử lý nước thải tập trung có đầu mối nước thải cua cơ sở công nghiệp[2]. 2.1.2. Một số thông số đánh giá chất lượng nước thải - Các thông số lý học : + Nhiệt độ: Nhiệt độ tác động đến quá trình sinh hóa diễn ra trong nguồn nước tự nhiên sự thay đổi về nhiệt độ sẽ kéo theo sự thay đổi về chất lượng nước, tốc độ, dạng phân hủy các hợp chất hữu cơ, nồng độ oxy hòa tan. +Trị số pH: Trị số pH cho biết nước thải có tính trung hòa, tính axit hay tính bazơ. pH là yếu tố ảnh hưởng tới tốc độ phát triển và giới hạn phát triển của vi sinh vật, quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học rất nhạy cảm với sự dao động của trị số pH. + 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 4 - 10 mm có thể lắng được và không lắng được (dạng keo). + Màu sắc: Nước tinh khiết không màu. Sự xuất hiện màu trong nước thải rất dễ nhận biết. Màu xuất phát từ các cơ sở công nghiệp nói chung và các cơ sở tẩy nhuộm nói riêng. Màu của các chất hoá học còn lại sau khi sử dụng đã theo nguồn nước thải. Màu được sinh ra do sự phân giải của các chất lúc đầu không màu. Màu xanh là sự phát triển của tảo lam trong nước. Màu vàng biểu hiện cho sự chuyển đổi cấu trúc sang hợp chất trung gian của các hợp chất hữu cơ. Màu đen biểu hiện cho sự phân giải gần đến mức cuối cùng của các hợp chất hữu cơ. 7 + Mùi: Nước tinh khiết không có mùi. Mùi của nướ thải chủ yếu là do sự phân huỷ các chất hữu cơ trong thành phần có chứa các nguyên tố N, P, S. Xác của sinh vật khi thối rữa đã bốc mùi rất mạnh. Mùi khai do Amoniac (NH3), mùi tanh do các Amin (R3N, R2NH+), Phophin (PH3), mùi thối do Hydrosunfua (H2S). Các hợp chất Indol và Scatol được sinh rs từ sự phân hủy Tryptophan – một trong 20 amino axit tạo nên protein cho sinh vật, các chất này chỉ cần vói một lượng rất nhỏ nhưng gây mùi rất thối và ám dính rất dai. + Vị: Nước tinh khiết không có vị và trung tính với độ pH=7. Nước có vị chua là nồng độ axit tăng (pH<7). Các axit (H2SO4, HNO3) và các oxit axit (NxOyCO2, SO2) từ khí quyển và từ nước thải công nghiệp tan trong nước là pH nước thải giảm. Vị nồng độ là biểu hiện của kiềm (pH>7). Lượng amoniac sinh ra trong quá trình phân giải protein làm pH tăng. Vị mặn chát do một số muối vô cơ hoà tan, điển hình là muôi ăn (NaCl) + Độ dẫn điện: Các muối tan trong nước phân ly thành các ion làm nước có khả năng dẫn điện. Độ dẫn điện phụ thuộc vào nồng độ và độ linh động của các ion. - Các thông số hóa học + BOD : là lượng ôxy cần thiết cung cấp để vi sinh vật phân hủy các chất hữu cơ trong điều kiện tiêu chuẩn về nhiệt độ và thời gian. + COD : là lượng ôxy cần thiết để oxy hóa các hợp chất hóa học trong nước. + Các kim loại nặng : Các kim loại nặng là những yếu tố mà tỷ trọng của chúng bằng hoặc lớn hơn 5 như Asen, Cacdimi, Fe, Mn, Pb, Cu....ở hàm lượng nhỏ chúng rất cần cho sự phát triển và sinh trưởng của động thực vật nhưng khi hàm lượng lớn thì chúng sẽ trở thành độc hại đối với sinh vật và con người. 8 - - + Các ion như Cl , NO3 : khi ở mức độ nhiều thì chúng cũng gây tác hại cho sinh vật và con người. - Các thông số sinh học: Coliform , Ecoli là nhóm vi sinh vật quan trọng trong chỉ thị môi trường, xác định mức độ ô nhiễm bẩn về mặt sinh học của nguồn nước. 2.2. Cơ sở pháp lý - Luật Bảo vệ môi trường (BVMT) 2014 số 55/2014/QH13 đã được Quốc hội nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam (CHXHCNVN) khóa XIII, kỳ họp thứ 7, thông qua ngày 23/6/2014 và có hiệu lực thi hành kể từ ngày 01/01/2015. - Luật tài nguyên nước số 17/2012/QH13 được Quốc hội nước Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam khoá XIII, kỳ họp thứ 3 thông qua ngày 21/06/2012 và có hiệu lực thi hành từ ngày 01/01/2013. - Luật Hóa chất số 06/2007/QH12 được Quốc hội nước CHXHCN Việt Nam thông qua ngày 21 tháng 11 năm 2007. - Quyết định số 22/2006/QĐ – BTNMT ngày 18/08/2006 của chính phủ về việc bắt buộc áp dụng tiêu chuẩn Việt Nam về môi trường. - Nghị định số 201/2013/NĐ-CP ngày 27 tháng 11 năm 2013 của Chính Phủ quy định chi tiết thi hành một số điều của Luật Tài nguyên nước. - Nghị định số 04/2007/NĐ-CP ngày 08 tháng 1 năm 2007 của Chính Phủ về việc sửa đổi, bổ sung một số điều của nghị định 67/2003/NĐ-CP ngày 13 tháng 6 năm 2003 của Chính Phủ về “ Phí bảo vệ môi trường đối với nước thải ”. - Nghị định số 25/2013NĐ-CP, ngày 29/3/2013 của Chính Phủ về phí bảo vệ môi trường đối với nước thải. - Thông tư số 63/2013/TTLT – BTC – BTNMT, ngày 15/5/2013 hướng dẫn thực hiện Nghị định số 25/2013/NĐ-CP, ngày 29/3/2013 của chính phủ về phí bảo vệ môi trường đối với nước thải. 9 - Thông tư số 27/2014/TT – BTNMT ngày 30 tháng 5 năm 2014 của Chính Phủ quy định về việc đăng kí khai thác nước dưới đất, mẫu hồ sơ cấp, gia hạn, điều chỉnh, cấp lại giấy phép tài nguyên nước. - Thông tư số 06/2013/BTNMT, ngày 7/5/2013 ban hành danh mục lĩnh vực, nghành sản xuất, chế biến có nước thải chứa kim loại nặng phục vụ tính phí bảo vệ môi trường đối với nước thải. - Thông tư 02/2009/TT-BTNMT ngày 19 tháng 03 năm 2009 của Bộ tài nguyên và môi trường về quy định đánh giá khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước. - Quyết định số 1714/QĐ-UBND ngày 29 tháng 5 năm 2009 của Uỷ ban nhân dân tỉnh Quảng Ninh quy định quản lý tài nguyên nước trên đại bàn tỉnh Quảng Ninh. - Quyết định số 3594/QĐ-UBND ngày 28 /12/2012 của Uỷ ban nhân dân tỉnh Quảng Ninh về việc phê duyệt quy hoạch tài nguyên nước tỉnh Quảng Ninh giai đoạn 2010 – 2020, định hướng đến năm 2030. - QCVN 08-MT:2015/BTNMT : Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt. - Quy chuẩn kỹ thuật Việt Nam QCVN 40:2011/BTNMT, quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước thải công nghiệp. - QCVN 40:2011/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp - QCVN 02:2009/BYT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước sinh hoạt. - Nghị định 80/2014/NĐ-CP về thoát nước và xử lý nước thải 2.3. Cơ sở thực tiễn 2.3.1. Nguồn gốc hình thành nước thải mỏ - Nước thải mỏ than được hình thành từ ba nguồn chính: nước bơm từ các cửa lò của mỏ hầm lò, từ các moong của mỏ lộ thiên, nước thải từ các nhà mày sàng tuyển các bãi thải, kho than, được thải ra các sông suối [9]. Trong 10 3 loại nước thải nêu trên, nước thải hầm bơm từ các cửa lò có số lượng lớn và nồng độ các chất ô nhiễm trong đó cao hơn nhiều so với các loại nước thải khác. Nước thải hầm lò của mỏ Nước tàng trữ trong Nước ngầm Nước rửa trôi, Nước thẩm các khe đất đá chảy tràn thấu Hình 2.1. Nguồn gốc hình thành nước thải mỏ - Nước thải trong quá trình khai thác dưới hầm lò Khi khai thác than hầm lò người ta đào các đường lò trong lòng đất, dùng các biện pháp kỹ thuật để lấy than ra. Nước ngầm, nước chứa trong các lớp đất đá chảy ra các đường lò rồi theo hệ thống thoát nước đưa ra khỏi cửa lò hoặc được dẫn vào các hầm chứa nước tập trung rồi dùng bơm để bơm ra ngoài. - Nước thải từ khai trường lộ thiên Khi khai thác than lộ thiên, người ta phải bóc lớp đất đất đá phía bên trên để lấy các vỉa than nằm bên dưới, quá trình khai thác như vậy đã tạo ra các moong. Nước mưa chảy tràn bề mặt kéo theo bùn đất, bùn than, các chất hòa tan xuống moong. Một số khu vực nước còn có nước ngầm thâm nhập vào moong. Nước chứa đựng trong các moong khai thác được tháo hoặc bơm ra khỏi khai trường, loại nước này gọi là nước thải do khai thác than lộ thiên vào mùa khô lưu lượng nước thải nhỏ hơn mùa mưa. 11 - Nước thải từ các nhà mày sàng tuyển quá trình rửa than hoặc tuyển than người ta thường dùng nước. Sau quá trình tuyển, nước được qua các bể cô đặc để thu hồi nước và tách bùn, bùn lỏng được bơm ra các hệ thống ao để lắng nhằm thu hồi tiếp than bùn và tách nước. Nước có thể được sử dụng tuần hoàn hoặc thải bỏ. Nước thải đi ở khâu này gọi là nước thải nhà máy tuyển. - N