BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI  Đoàn Duy Vinh Đánh giá thực trạng hoạt động xả nước thải vào nguồn nước mặt từ hoạt động khai thác than hầm lò vùng cẩm phả, đề xuất giải pháp xử lý Chuyên ngành: Quản lý môi trường LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGÔ THỊ NGA HÀ NỘI - 2013 Luận văn thạc sỹ Quản lý môi trường Trường ĐH Bách khoa Hà Nội LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài luận văn thạc sỹ khoa học: “Đánh giá thực trạng hoạt động xả nước thải vào nguồn nước mặt từ hoạt động khai thác than hầm lò vùng Cẩm Phả, đề xuất giải pháp xử lý” thực với hướng dẫn PGS.TS Ngô Thị Nga, TS Trịnh Thành Đây chép cá nhân, tổ chức Các số liệu, nguồn thông tin Luận văn tơi điều tra, trích dẫn, triển khai thực nghiệm, tính tốn đánh giá Tơi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm nội dung mà tơi trình bày Luận văn Hà Nội, ngày tháng năm 2013 HỌC VIÊN Đoàn Duy Vinh Đoàn Duy Vinh Lớp: 10BQLMT - QN Luận văn thạc sỹ Quản lý môi trường Trường ĐH Bách khoa Hà Nội LỜI CẢM ƠN Tơi xin bày tỏ lịng cảm ơn sâu sắc tới PGS.TS Ngô Thị Nga TS Trịnh Thành - Bộ môn Công nghệ môi trường - Viện Khoa học Công nghệ Môi trường - Trường Đại học Bách khoa Hà Nội hướng dẫn tận tình, chu đáo tạo điều kiện tốt cho tơi hồn thành khóa luận tốt nghiệp Tơi chân thành gửi lời cảm ơn chân thành tới toàn thể thầy cô giáo Viện Khoa học Công nghệ Môi trường, trường Đại học Bách khoa Hà Nội trang bị cho tơi kiến thức bổ ích, thiết thực nhiệt tình, ân cần dạy bảo năm vừa qua Tôi xin chân thành cảm ơn Viện đào tạo Sau đại học tạo điều kiện thuận lợi cho tơi q trình học tập, nghiên cứu hoàn thành Luận văn Cuối cùng, tơi xin cảm ơn đến gia đình bạn bè động viên, giúp đỡ tơi q trình học tập làm Luận văn Hà Nội, ngày tháng năm 2013 HỌC VIÊN Đoàn Duy Vinh Đoàn Duy Vinh Lớp: 10BQLMT - QN Luận văn thạc sỹ Quản lý môi trường Trường ĐH Bách khoa Hà Nội MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC HÌNH, BẢNG BIỂU MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: HIỆN TRẠNG HOẠT ĐỘNG KHOÁNG SẢN TẠI VÙNG CẨM PHẢ 1.1 Khái quát điều kiện tự nhiên, xã hội, mơi trường có liên quan đến sản xuất than khu vực Cẩm Phả 1.1.1 Khái quát khoáng sản than .5 1.1.2 Khái quát điều kiện tự nhiên, xã hội, mơi trường có liên quan đến sản xuất than khu vực Cẩm Phả, tỉnh Quảng Ninh 1.2 Hiện trạng hoạt động khai thác than vùng Cẩm Phả 12 1.2.1 Hoạt động khai thác than 13 1.2.2 Hoạt động tháo khô mỏ 14 1.2.3 Các hoạt động khác 15 1.3 Khái quát quy hoạch, kế hoạch phát triển sản xuất than 15 1.3.1 Mục tiêu phát triển .15 1.3.2 Định hướng phát triển 17 CHƯƠNG 2: ẢNH HƯỞNG CỦA CÔNG TÁC KHAI THÁC MỎ ĐẾN MÔI TRƯỜNG VÙNG CẨM PHẢ 20 2.1 Cơ chế sinh ô nhiễm nước thải mỏ 20 2.1.1 Q trình tạo a xít nước thải mỏ 20 2.1.2 Quá trình tạo Sắt (Fe), mangan (Mn) nước thải mỏ 21 2.2 Nước thải q trình khai thác than đặc tích chúng 21 2.3 Hiện trạng ô nhiễm nước vùng than Cẩm Phả 22 2.3.1 Nước thải từ mỏ than 22 2.3.2 Nước mặt 23 Đoàn Duy Vinh Lớp: 10BQLMT - QN Luận văn thạc sỹ Quản lý môi trường Trường ĐH Bách khoa Hà Nội 2.3.3 Chất lượng nước ngầm .25 2.3.4 Chất lượng nước biển 26 2.4 Ảnh hưởng công tác khai thác mỏ đến môi trường 27 2.4.1 Ảnh hưởng khai thác đổ đất đá thải 27 2.4.2 Ảnh hưởng đến môi trường nước 28 2.5 Ảnh hưởng nước thải từ hoạt động khai thác than hầm lị đến mơi trường nước 37 2.5.1 Ảnh hưởng đến môi trường nước mặt .37 2.5.2 Ảnh hưởng đến môi trường nước ngầm 38 2.5.3 Ảnh hưởng đến môi trường chất lượng nước biển ven bờ 39 2.5.4 Ơ nhiễm mơi trường nước suy thoái tài nguyên nước 40 2.5.5 Tác động đến hệ sinh thái thủy sinh 40 2.5.6 Nguyên nhân gây suy thoái nguồn nước 41 2.5.7 Tác động tới người công nhân lao động đời sống sinh hoạt dân cư lân cận .41 2.5.8 An toàn lao động chăm sóc sức khỏe 42 CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI TRONGQUÁ TRÌNH KHAI THÁC THAN HẦM LÒ Ở CÁC MỎ THAN KHU VỰC CẨM PHẢ 45 3.1 Hiện trạng xử lý nước thải hoạt động sản xuất than Quảng Ninh 45 3.1.1 Hệ thống xử lý nước thải Cửa lò +27/-50; cửa lị giếng +30/-175 – Cơng ty than Quang Hanh 46 3.1.2 Hệ thống xử lý nước thải cho khu –25, +30 nhà sàng Mạo Khê 46 3.1.3 Hệ thống xử lý nước thải lò mức - 51 Hà Lầm 47 3.1.4 Hệ thống xử lý nước thải Cửa lò +10 Đông Bắc Mông Dương – Công ty than Mông Dương 48 3.2 Các giải pháp biện pháp phòng chống ô nhiễm xử lý nước thải mỏ khai khác than Cẩm Phả 49 3.2.1 Các biện pháp phịng chống nhiễm xử lý nước thải mỏ Đoàn Duy Vinh Lớp: 10BQLMT - QN Luận văn thạc sỹ Quản lý môi trường Trường ĐH Bách khoa Hà Nội khai thác than Cẩm Phả 49 3.2.2 Các biện pháp ngăn ngừa ô nhiễm xử lý nước thải mỏ khai thác khoáng sản sử dụng công nghệ Hàn Quốc .50 3.3.Đề xuất biện pháp xử lý nước thải khai thác mỏ 55 3.3.1 Quy trình xử lý nước thải mỏ nhiễm .55 3.3.2 Dùng phương pháp lắng học mỏ có nước mưa rửa trôi bề mặt khu chứa thành phẩm mỏ khai thác hầm lò 56 3.3.3 Dùng phương pháp lắng học kết hợp với kỹ thuật vi sinh nước rửa trôi bề mặt khu vực có dầu với hàm lượng thấp, nước thải sinh hoạt mỏ khai thác hầm lò 57 3.3.4 Xử lý nước thải chứa dầu mỡ mỏ hầm lò 59 3.3.5 Đề xuất sử dụng hợp chất KABENLIS vào hệ thống xử lý nước thải 59 3.4 Đề xuất dây chuyền công nghệ áp dụng để xử lý nước thải mỏ vùng Cẩm Phả 61 3.4.1 Đối với mỏ khai thác phương pháp hầm lò chưa xây dựng hệ thông xử lý nước thải 62 3.4.2 Đối với mỏ lộ thiên chưa xây dựng lắp đặt hệ thống xử lý nước thải 65 3.4.3 Đề xuất xử lý nguồn nước thải trình sàng tuyển than 68 3.5 Giải pháp công tác quản lý 69 3.5.1 Đối với quan quản lý nhà nước 69 3.5.2 Đối với chủ mỏ, Tập đoàn Vinacomin 70 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO 73 Đoàn Duy Vinh Lớp: 10BQLMT - QN Luận văn thạc sỹ Quản lý môi trường Trường ĐH Bách khoa Hà Nội DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TCVN : Tiªu chn ViƯt Nam QCVN : Quy chn ViƯt Nam TCCP : Tiªu chuẩn cho phép SCN : Sân công nghiệp ĐTM : Báo cáo đánh giá tác động môi trường TSS : Total suspended solids (Tổng chất rắn lơ lửng) TDS : Total Dissolvel Solids (Tổng chất rắn hoà tan ) BOD : Biochemical Oxygen Demand (Nhu cầu oxy sinh hoá) COD : Chemical Oxygen Demand (Nhu cầu oxy hoá học) kph kqđ x on Duy Vinh : Không phát : Không quy định : Không có kết (không phân tÝch) Lớp: 10BQLMT - QN Luận văn thạc sỹ Quản lý môi trường Trường ĐH Bách khoa Hà Nội DANH MỤC CÁC HÌNH, BẢNG BIỂU HÌNH Hình 1.1 Khái qt vị trí phân bố khu vực khai thác than tỉnh Quảng Ninh Hình 1.2 Đơ thị hoá thành phố Cẩm Phả 10 Hình 2.1 Sạt lở bãi thải khu Vũ Môn - Cao Sơn 28 Hình 2.2 Suối Lép Mỹ 30 Hình 2.3 Suối Đá Mài 30 Hình 2.4 Hàm lượng COD quan trắc nhiều năm suối Moong Cọc 33 Hình 2.5 Giá trị TSS quan trắc nhiều năm suối Moong Cọc 33 Hình 2.6 Diễn biến hàm lượng TSS sơng Mơng Dương 34 Hình 2.7 Hàm lượng TSS vị trí quan trắc nước biển ven bờ 34 Hình 2.8 Độ PH vị trí quan trắc nước mặt ngồi mục đích cấp nước sinh hoạt 37 Hình 2.9 Hàm lượng BOD vị trí quan trắc nước mặt ngồi mục đích cấp nước sinh hoạt 37 Hình 2.10 Hàm lượng chất rắn lơ lửng vị trí quan trắc nước mặt ngồi mục đích cấp nước sinh hoạt 38 Hình 2.11 Hàm lượng TSS vị trí quan trắc nước biển ven bờ 40 Hình 3.1 Sơ đồ cơng nghệ xử lý nước thải cửa lò +27/-50; cửa lò giếng +30/-175 46 Hình 3.2 Cơng nghệ xử lý nước thải khu –25/+30 Mạo Khê 47 Hình 3.3 Cơng nghệ xử lý nước thải mỏ Hà Lầm 48 Hình 3.4 Quy trình xử lý nước thải HDS 53 Hình 3.5 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải mỏ 55 Hình 3.6 Sơ đồ nguyên lý cấu tạo bể lắng 56 Hình 3.7 Sơ đồ cấu tạo hố lắng cặn cứng 56 Hình 3.8 Sơ đồ xử lý nước thải phương pháp sinh hóa 58 Hình 3.9 Sơ đồ bể tự hoại ngăn 58 Hình 3.10 Cấu tạo bể tách dầu 59 Đoàn Duy Vinh Lớp: 10BQLMT - QN Luận văn thạc sỹ Quản lý mơi trường Trường ĐH Bách khoa Hà Nội Hình 3.11 Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải trước đổ vào suối 61 Hình 3.12 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải 63 Hình 3.13 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải 66 Hình 3.14 Sơ đồ dây chuyền tuyển 68 BẢNG Bảng 1.1 Các đơn vị sản xuất kinh doanh than vùng Cẩm Phả 13 Bảng 1.2 Bảng tổng hợp tiêu sản xuất than vùng Cẩm Phả 2006-2008 14 Bảng 1.3 Quy hoạch khai thác than 16 Bảng 2.1 Một số thành phần nước thải mỏ vùng Quảng Ninh 23 Bảng 2.2 Chất lượng nguồn nước suối Đá Mài 24 Bảng 2.3 Chất lượng nguồn nước suối Lép Mỹ 24 Bảng 2.4 Chất lượng nguồn nước sông Mông Dương 25 Bảng 2.5 Kết quan trắc môi trường nước biển ven bờ số cảng 26 Bng 2.6 Tổng hợp kết quan trắc nguồn nước mặt bị ảnh hưởng hoạt động khai thác than 35 Bảng 2.7 Kết quan trắc môi trường nước biển ven bờ 39 Đoàn Duy Vinh Lớp: 10BQLMT - QN Luận văn thạc sỹ Quản lý môi trường Trường ĐH Bách khoa Hà Nội MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Thành phố Cẩm Phả có nhiều lợi quan trọng phát triển kinh tế xã hội trở thành địa phương có phát triển động tỉnh Quảng Ninh Là nơi giàu tiềm phát triển kinh tế, có nhiều mạnh mà vùng khác khơng có được, tài ngun khống sản, cảnh quan điều kiện tự nhiên thuận lợi cho phát triển cơng nghiệp khai thác khống sản, du lịch, nuôi trồng thuỷ sản Song song với tiềm năng, triển vọng thành tựu kinh tế đạt nhiều năm qua, tỉnh Quảng Ninh nói chung thành phố Cẩm Phả nói riêng đối mặt với thách thức không nhỏ môi trường với nhiều hoạt động kinh tế - xã hội đồng thời phát triển khai thác than, sản xuất vật liệu xây dựng, lấn biển xây dựng hạ tầng đô thị khu công nghiệp, nuôi trồng - đánh bắt, chế biến thuỷ sản, du lịch - dịch vụ làm nảy sinh nhiều xung đột ngành kinh tế với làm gia tăng sức ép lên môi trường sinh thái hệ tài nguyên sinh vật Chất lượng môi trường số khu vực trọng điểm bị tác động mạnh, đa dạng sinh học suy giảm nhanh vòng 20 năm trở lại đây, nhiều nguồn tài nguyên môi trường bị khai thác cạn kiệt Điển hình hoạt động khai thác than tồn hàng trăm năm làm nhiều cánh rừng nơi cư trú loài động vật, gây bồi lấp dịng sơng, suối; hoạt động vận tải, sàng tuyển khai thác than loại khoáng sàng khác gây nguồn ô nhiễm nguồn nước lớn, tăng sức ép lên vùng sinh thái nhạy cảm Hoạt động ngun nhân làm suy thối tài ngun, mơi trường, ảnh hưởng trực tiếp đến tiềm phát triển kinh tế xã hội đời sống nhân dân nhiều nơi tỉnh Phần lớn hoạt động kinh tế - xã hội, có du lịch thuỷ sản phụ thuộc nhiều vào chất lượng nguồn tài nguyên môi trường Những vấn đề môi trường hàng ngày đã, xảy tiếp tục gặp phải tương lai, với đà phát triển việc khai thác than, khoáng sàng khác dự kiến tương lai Đoàn Duy Vinh Lớp: 10BQLMT - QN Luận văn thạc sỹ Quản lý môi trường Trường ĐH Bách khoa Hà Nội thành gel xúc biến nước hấp phụ vào gian tầng, đồng thời tạo nên hệ hạt keo mang điện dấu khác dấu, hấp thụ ion kim loại có mơi trường nước Hỗn hợp hai loại sét có mặt khắp nơi giới Ở Việt Nam có nhiều địa điểm để khai thác chúng, chí khai thác chúng thành phố Hạ Long số khu vực thuộc mỏ than lộ thiên hầm lò địa bàn tỉnh Quảng Ninh Như Kabenlis hợp chất chứa nhiều hàm lượng SiO , Al O MgO thành phần tạo nhân keo chủ đạo, hút ion kim loại, hấp thụ bụi chất lơ lửng khơng hồ tan nước thải hay nước bị ô nhiễm nặng chúng hoà trộn nước cần phải xử lý Giá thành hợp chất sản xuất từ 1000 đ ÷ 1500 đ/1 kg, tuỳ thuộc vào địa điểm điều kiện sản xuất Khi thay đổi thành phần lis đất sét, ta có loại Kabenlis sau: - Kabenlis – dùng để làm khử mùi hôi nước thải sinh hoạt đặc biệt dùng để xử lý nước thải mỏ đảm bảo tiêu chuẩn nước mặt trước chúng thải sơng ngịi - Kabenlis – dùng để làm trong, giảm mùi hôi nước mà đảm bảo cho lồi thuỷ ngư sống bình thường Cách điều chế Kabenlis thực theo hai dạng: dạng bột khô dạng dung dịch sau: - Dạng bột: Đất sét giàu hàm lượng Kaolinite Monmorinolite (hoặc hai loại sét Cao lanh Bentonite) sau khai thác, phơi khô cho nghiền thành bột mịn máy nghiền Trộn bột đất sét với hỗn hợp lis theo tỷ lệ định tuỳ thuộc vào loại nước cần xử lý Thông thường tỷ lệ % theo trọng lượng sét với hỗn hợp lis 4: 5:1 - Dạng dung dịch: Đất sét giàu hàm lượng Kaolinite monmorinolite (hoặc hai loại sét Cao lanh Bentonite ) sau khai thác cho ngâm dung dịch lis theo tỷ lệ định tuỳ thuộc vào loại nước cần xử lý Đoàn Duy Vinh 60 Lớp: 10BQLMT - QN Luận văn thạc sỹ Quản lý môi trường Trường ĐH Bách khoa Hà Nội Phương án làm nước thải Kabenlis Theo phương án này, cần phải xây dựng hai bên bờ suối nhánh suối hệ thống mương chứa nước thải, xây dựng hố lắng bùn, lượng nước thải làm trước thải xuống suối thể hình 25 Theo phương án này, chi phí vốn đầu tư lớn, làm phá vỡ hệ thống giao thông hai bên bờ suối, làm tăng giá thành đầu tư 11 7 Hình 3.11 Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải trước đổ vào suối 1- suối Lép Mỹ; 2- mương chứa nước; 3- Hố lắng bùn trung gian; 4- Cửa đóng mở tự động; 5- Hồ lắng bùn; 6- Hố chứa bùn; 7- Trạm bơm bùn xử lý bùn lại 3.4 Đề xuất dây chuyền công nghệ áp dụng để xử lý nước thải mỏ vùng Cẩm Phả - Các đơn vị cần phải bố trí quỹ đất để xây dựng cơng trình phù hợp với lưu lượng nước thải mỏ - Tập trung nguồn nước thải chung hệ thống trước đưa công trình trạm xử lý nước thải - Hồ sơ tài liệu liên quan để làm sở lập dự án thiết kế cơng trình phải cập nhật đầy đủ để đảm bảo chất lượng công suất thiết kế tính khả thi dự án - Đối với mỏ khai thác than khu vực Cẩm Phả cần tập trung xây dựng cơng trình xử lý nước thải cho mỏ cải tạo nâng công suất trạm xử lý nước đảm bảo đủ khả xử lý lượng nước thải từ khai trường khai thác than, chế biến, Đoàn Duy Vinh 61 Lớp: 10BQLMT - QN Luận văn thạc sỹ Quản lý môi trường Trường ĐH Bách khoa Hà Nội sàng tuyển than: Cải tạo nâng cơng suất trạm xử lý nước thải hầm lị xử lý nước thải khai thác lộ thiên 3.4.1 Đối với mỏ khai thác phương pháp hầm lò chưa xây dựng hệ thông xử lý nước thải Hoạt động khai thác mỏ phương pháp hầm lị có phạm vi ảnh hưởng lớn đến trình hoạt động nước ngầm, nước thải mỏ trình khai thác, mức độ ảnh hưởng rộng khai trường mỏ cỏc đơn vị lắp đặt hệ thống nước, thường bố trí mặt cửa lị để phù hợp với cơng nghệ, phương pháp khai thác * Đối với mỏ hầm lò chưa xây dựng lắp đặt hệ thống xử lý nước thải báo cáo đề xuất áp dụng Hệ thống xử lý nước thải mỏ có cơng suất từ 200 m3 đến 300 m3/h: Lọc tách cặn xử lý mangan bình lọc áp lực có chứa cát sỏi mangan Nước thải lị chủ yếu có độ pH thấp, hàm lượng sắt (Fe) Mangan (Mn) cao, lượng cặn tổng số (TS) lớn, tiêu khác nhìn chung đạt tiêu chuẩn mơi trường Bản chất q trình xử lý là: - Dùng chất hố học có tính chất kiềm (vơi, xút ) để trung hồ axit, nâng cao độ pH, đồng thời tạo mơi trường ơxy hố kim loại nặng Fe, Mn Ca(OH) + H SO = CaSO + 2H O - Dùng chất trợ lắng (PAC, PAM) để tăng khả kết tủa chất rắn lơ lửng có sẵn nước thải sinh trình trung hồ để loại bỏ chất khỏi nước thải - Dùng biện pháp học để làm khơ lượng bùn (hỗn hợp chất rắn có nước thải nước) tạo thành trình xử lý nớc thải nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho việc vận chuyển, đổ thải * Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải Đoàn Duy Vinh 62 Lớp: 10BQLMT - QN Luận văn thạc sỹ Quản lý Môi trường Trường ĐH Bách khoa Hà Nội Môi trường Bể nước Ca(OH)2 Nước thải mỏ Bơm nước Bể trung hòa Xục khí PAM, PAC Bể lắng sơ Bể keo tụ Bể lắng thứ cấp Bơm Bơm bùn bùn Bơm áp lực Bình lọc áp lực xử lý Mn Bể phơi bùn Bãi thải Hình 3.12 Sơ đồ cơng nghệ xử lý nước thải Đoàn Duy Vinh 63 Lớp: 10BQLMT - QN Luận văn thạc sỹ Quản lý Môi trường Trường ĐH Bách khoa Hà Nội * Quy trình công nghệ xử lý nước thải: a) Tại mặt cửa lò xây bể chứa trung gian Nước thải từ lò thiết kế nước tự chảy trạm xử lý đa trực tiếp vào Bể trung hịa Tại dung dịch sữa vơi Ca(OH) bơm vào hoà trộn với nớc thải để trung hồ axít H SO có nước thải, nâng độ pH đạt tiêu chuẩn môi trường, đồng thời khơng khí từ máy nén khí đợc xục vào Bể trung hịa tạo điều kiện oxy hố phần lớn Fe, phần Mn trợ giúp q trình hịa trộn sữa vơi - Vơi bột đóng bao đợc vận chuyển ôtô đến Nhà vận hành Tại vôi bột đa thủ công vào thùng pha chế thành dung dịch sữa vôi nồng độ 5% - 10% - Dung dịch sữa vôi bơm định lượng bơm từ thùng pha chế đến Bể trung hồ Tín hiệu phản hồi từ đầu đo pH cửa bể Trung hoà điều chỉnh bơm định lượng cấp lượng dung dịch sữa vôi vừa đủ đảm bảo độ pH nước sau trung hoà nằm giới hạn cho phép (pH = 5,5 - tùy theo ngưỡng đặt; thông thường đạt pH = 7) - Máy nén khí đặt Nhà vận hành cấp khơng khí theo đường ống đến Bể trung hòa để nhằm tăng khả xy hóa Fe Mn, đồng thời trợ giúp việc khấy trộn sữa vôi với nước thải b) Từ Bể trung hoà, nước thải chảy trực tiếp sang Bể lắng sơ Tại cặn thô lắng đọng, nước tự chảy sang Bể keo tụ Đáy Bể lắng sơ lắp đặt ống hút bùn nối với máy bơm bùn Bơm bùn định kỳ hoạt động hút bùn đẩy sang Bể phơi bùn c) Tại Bể keo tụ, dung dịch keo tụ PAC, PAM bơm vào hoà trộn với nước thải máy khuấy sau tự chảy vào Bể lắng - Chất keo tụ PAC, PAM dạng bột pha chế Nhà vận hành thành dung dịch nồng độ 0,1% Dung dịch keo tụ bơm định lượng bơm từ thùng pha chế đến Bể keo tụ, trước hết cho PAC vào để giảm độ nhớt, tăng khả hút hạt có kích thước nhỏ tạo thành hạt có kích thước lớn hơn, sau cho tiếp PAM để tăng khả hội tụ hạt tiếp xúc với tạo thành thể keo tụ lớn, tăng tốc độ lắng đọng - Dung dịch keo tụ khuấy trộn với nước thải máy khuấy có tác dụng trộn xốy tăng tốc độ kết bơng lắng đọng Đoàn Duy Vinh 64 Lớp: 10BQLMT - QN Luận văn thạc sỹ Quản lý Môi trường Trường ĐH Bách khoa Hà Nội d) Tại Bể lắng thứ cấp, cặn lơ lửng kết thành bơng có kích thước lớn, phần lớn lắng đọng xuống đáy bể Tại đáy Bể lắng thứ cấp lắp đặt ống hút bùn nối với máy bơm bùn Bơm bùn định kỳ hoạt động hút bùn đẩy sang Bể phơi bùn Nước từ Bể lắng thứ cấp bơm vào Bình lọc áp lực xử lý mangan e) Tại Bình lọc áp lực xử lý mangan, nước lọc qua lớp cát sỏi hoạt tính có phủ mangan oxit làm tác nhân để xy hóa lọc giữ lại mangan lượng cặn lại Định kỳ ca 02 lần bơm rửa ngược 15ph/lần để làm lớp lọc, nước từ trình rửa ngược dẫn ngợc trở Bể keo tụ Nước dẫn sang Bể nước chảy ngồi mơi trường Vật liệu lọc xử lý mangan sau 02 năm sử dụng bị bào mòn lớp mangan oxit thay f) Tại Bể lọc bùn, nước tách khỏi bùn qua lớp lọc cát sỏi - Bùn bơm từ Bể lắng sơ Bể lắng thứ cấp cịn chứa 95% - 97% nước Để vận chuyển đổ thải, cần phải tiến hành tách nước khỏi bùn đảm bảo lượng nước lại bùn 20% - Để tách nước khỏi bùn dùng phương pháp tự nhiên (phơi, lọc qua cát sỏi ) phương pháp giới (máy ép bùn) Để giảm vốn đầu tư, trước mắt lựa chọn phương pháp lọc qua cát sỏi để tách nước khỏi bùn, điều kiện kinh tế cho phép đầu tư máy lọc ép bùn để tăng hiệu xử lý - Bể lọc bùn làm gạch xây, xếp cát sỏi làm vật liệu lọc, gồm 02 bể hoạt động luân phiên Bùn bơm định kỳ tiếng lần lên lớp cát sỏi, nước qua lớp lọc tách khỏi bùn đợc bơm ngược trở Bể keo tụ Lượng bùn bơm lên bể lọc bùn sau khoảng ngày chuyển sang bể khác Cặn nằm lại lớp lọc, đạt chiều dày ≥20cm phơi 01 ngày, sau đợc nạo vét thủ công chất tải lên ôtô vận chuyển đổ bãi thải mỏ (thành phần bùn chủ yếu chất vô không độc hại, kim loại nặng oxy hóa thành oxit kim loại) Cát lọc tiêu hao dần trình thu dọn bùn (10cm/lần) bổ xung thường xuyên sau lần xúc dọn bùn 3.4.2 Đối với mỏ lộ thiên chưa xây dựng lắp đặt hệ thống xử lý nước thải Trạm xử lý nước thải mỏ có cơng suất từ 2.000 m3 đến 2.400 m3/h để xử lý nước bơm từ moong lên Nước sau xử lý đạt tiêu chuẩn theo Cột B - QCVN 24:2009/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia nước thải cơng nghiệp Lượng Đồn Duy Vinh 65 Lớp: 10BQLMT - QN Luận văn thạc sỹ Quản lý Môi trường Trường ĐH Bách khoa Hà Nội nước cấp sử dụng lại cho cho cơng trình, máy móc, thiết bị mỏ, nhà máy nhiệt điện nhà máy tuyển than khoảng 600 m3/h, lượng nước cịn lại thải mơi trường Nước thải mỏ lộ thiên chủ yếu có độ pH thấp, hàm lượng sắt (Fe) Mangan (Mn) cao, lượng cặn lơ lửng (TSS) lớn, tiêu khác nhìn chung đạt tiêu chuẩn mơi trường Q trình xử lý nước thải mỏ mỏ nói chung vùng Cẩm Phả là: - Dùng chất hố học có tính chất kiềm (vơi, xút ) để trung hoà axit, nâng cao độ pH, đồng thời tạo mơi trường ơxy hố kim loại nặng Fe, Mn Ca(OH) + H SO = CaSO + 2H O - Dùng chất trợ lắng (PAC, PAM) để tăng khả kết tủa chất rắn lơ lửng có sẵn nước thải sinh q trình trung hồ để loại bỏ chất khỏi nước thải - Dùng biện pháp học để làm khô lượng bùn (hỗn hợp chất rắn có nước thải nước) tạo thành trình xử lý nước thải nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho việc vận chuyển, đổ thải Nước thải Bể điều hòa mỏ Hộ tiêu ) Bể trung hoà Bể nước thụ thải Bơm nước thải Bể lắng sơ cấp PAC PAM Bơm nước Bãi Ca(OH Máy ép bùn Bể lắng nghiêng Bơm bùn Bể keo tụ Bể chứa bùn Hình 3.13 Sơ đồ cơng nghệ xử lý nước thải Đồn Duy Vinh 66 Lớp: 10BQLMT - QN Luận văn thạc sỹ Quản lý Môi trường Trường ĐH Bách khoa Hà Nội a Nước thải bơm từ hố bơm trung gian chảy theo mương thoát nước mỏ, qua van điều tiết, máy lọc rác chảy vào bể điều hòa ; b Từ bể Điều lượng, nước thải bơm nâng cao lên bể Trung hồ Tại dung dịch sữa vơi Ca(OH) bơm vào hoà trộn với nước thải máy khuấy để trung hồ axít H SO có nước thải, nâng độ pH đạt tiêu chuẩn môi trường, đồng thời tạo điều kiện oxy hoá phần lớn Fe Mn c Từ bể Trung hoà nước thải chảy trực tiếp sang bể Lắng sơ cấp liền kề Tại phần cặn kết tủa q trình trung hồ lắng đọng định kỳ mở van cho tự chảy bể chứa bùn d Nước thải từ bể Lắng sơ cấp theo đường ống tự chảy bể Keo tụ Tại dung dịch keo tụ PAC, PAM bơm vào hoà trộn với nước thải máy khuấy sau tự chảy vào bể Lắng nghiêng liền kề e Tại bể Lắng nghiêng, cặn lơ lửng kết thành có kích thước lớn, q trình di chuyển va chạm vào nghiêng lắng đọng xuống đáy bể Tại đáy bể Lắng nghiêng lắp đặt thiết bị gạt bùn định kỳ hoạt động gạt bùn vị trí thu bùn để máy xoắn ốc đẩy sang bể Chứa bùn Nước vào khu phân ly chảy theo đường ống sang bể Nước f Từ bể Nước sạch, phần nước bơm cấp cho hộ tiêu thụ, phần lại tự chảy nguồn tiếp nhận g Bùn chứa bể Chứa bùn máy bơm bùn bơm lên máy ép bùn để tiến hành tách nước h Trong trường hợp lượng Fe, Mn cao, trình trung hoà nâng độ pH nước thải 01 02 modul (hệ thống chia thành 03 modul) lên để tăng khả ơxy hố Fe Mn, sau hồ trộn với nước thải modul lại đầu bể Lắng nghiêng để giảm độ pH xuống đạt tiêu chuẩn mơi trường i Tồn hoạt động Trạm xử lý nước thải tự động điều khiển kiểm sốt chất lượng nước nhà Điều hành thơng qua hệ thống DCS Đoàn Duy Vinh 67 Lớp: 10BQLMT - QN Luận văn thạc sỹ Quản lý Môi trường Trường ĐH Bách khoa Hà Nội 3.4.3 Đề xuất xử lý nguồn nước thải trình sàng tuyển than Áp dụng công nghệ xử lý nước thải thực thu hồi bùn than xả từ trình sàng tuyển phương pháp tuyển Nhà máy tuyển than Cửa Ông Việc tuyển bùn than cho phép nâng cao chất lượng bùn than, điều chỉnh trình gạt bọt để nhận chủng loại bùn than theo yêu cầu khách hàng Bằng phương pháp tách 1/3 lượng bùn than khơng phải than sạch, có tỷ trọng thấp, khó lắng đọng, làm bể đặc khơng bị q tải, dễ dàng tách nước để sử dụng tuần hồn giảm thiểu trơi nước bùn biển, làm ô nhiễm môi trường vùng biển quanh xưởng tuyển Sơ đồ thí nghiệm tuyển bùn than giới thiệu hình (31) sau: Hình 3.14 Sơ đồ dây chuyền tuyển 1- Bể trộn; 2- Máy tuyển nổi; 3- Thùng chứa sản phẩm bọt; 4- Thùng chứa bùn thải; 5- Van Tóm lại: Để xử lý nước thải trình khai thác khu vực Cẩm Phả - Quảng Ninh cần thực thống tuân theo nguyên tắc chung: - Nước mưa chảy tràn từ mặt sàn xuất mỏ hầm lò thu gom hệ thống cống rãnh chung theo quy định khu vực đưa vào hồ lắng, sau ngồi sơng suối Đồn Duy Vinh 68 Lớp: 10BQLMT - QN Luận văn thạc sỹ Quản lý Môi trường Trường ĐH Bách khoa Hà Nội - Nước thải từ khu vực xưởng sửa chữa, chế biến khu vực khai thác mỏ hầm lò dẫn theo hệ thống cống rãnh đến hồ lắng sơ bộ, sau đưa đến hệ thống trạm pha trộn hỗn hợp, sau đựơc dẫn tới hồ lắng tinh để xử lý đảm bảo nước loại B theo QCVN tái sử dụng chảy vào hệ thống thoát nước chung khu vực Các biện pháp áp dụng để xử lý nước thải sau - Dùng phương pháp trung hoà chất xúc tác - Dùng phương pháp chưng cất - Dùng phương pháp trao đổi ion - Dùng kỹ thuật vi sinh - Dùng phương pháp lắng học - Phương pháp xử lý “Active” - Phương pháp Passive - Phương pháp xử lý “semi-active” - Xử lý nước thải chứa dầu mỡ - Các hệ thống xử lý nước thải hợp chất KABENLIS: Phương án làm nước thải trước nước thải đổ vào suối Tuy nhiên, phương pháp áp dụng cho tất mỏ Cần khảo sát kỹ trạng (kiểm tra tính khả thi), đưa đánh giá đặc điểm mỏ; nghiên cứu phịng thí nghiệm → đưa mơ hình → hệ thống thí điểm → áp dụng thực tế (kiểm tra → phân phối → cải tiến → kiểm tra) lựa chọn phương pháp xử lí phù hợp với điều kiện, đặc tính mơi trường mỏ Từ giải pháp nghiên cứu cho thấy giải pháp lại có ưu điểm, nhược điểm riêng ứng với điều kiện để ta lựa chọn giải pháp cho phù hợp với điều kiện cụ thể 3.5 Giải pháp công tác quản lý 3.5.1 Đối với quan quản lý nhà nước - Lập Quy hoạch bảo vệ môi trường, xây dựng kế hoạch tổng thể quản lý môi trường, đặc biệt vùng nhạy cảm có hoạt động khai thác than (vùng Cẩm Phả, Hạ Long, ng Bí, Mạo Khê); Đoàn Duy Vinh 69 Lớp: 10BQLMT - QN Luận văn thạc sỹ Quản lý Môi trường Trường ĐH Bách khoa Hà Nội - Lập quy hoạch tài nguyên nước: xây dựng hệ thống số liệu quan trắc chất lượng nước, báo cáo trạng mơi trường nước, tính toán cân nước… - Xây dựng bổ sung mạng điểm quan trắc trạng mơi trường tồn tỉnh, nhấn mạnh đến mơi trường nước hoạt động khai thác than; - Lắp đặt thiết bị quan trắc môi trường nước thải tự động số mỏ có lưu lượng nước thải lớn, hàm lượng nhiễm cao; - “Khoanh vùng” để kiểm soát chất lượng nước thải: mỏ hoạt động; trước mở mỏ; đóng cửa mỏ/phục hồi mơi trường mỏ; bãi thải; bãi chế biến; - Cấp đủ số lượng cho nhu cầu sử dụng đất phục hồi sau khai thác; - Thực kế hoạch phối hợp với Tập đoàn Vinacomin công tác quản lý, bảo vệ, khai thác, vận chuyển, chế biến tiêu thụ than địa bàn tỉnh Quảng Ninh; - Tăng cường công tác tra, kiểm tra hoạt động khống sản, cơng tác bảo vệ mơi trường ngành than 3.5.2 Đối với chủ mỏ, Tập đoàn Vinacomin - Thực quy định pháp luật Bảo vệ môi trường, Tài nguyên nước; - Hoạt động khai thác than theo phương pháp, diện tích, ranh giới, cơng suất khai thác quan có thẩm quyền cấp phép; hoạt động sàng tuyển than, đổ thải, vận chuyển theo thiết kế phê duyệt - Đối với dự án đầu tư mới, yêu cầu hoàn thiện hệ thống xử lý nước thải trước vào hoạt động; xây dựng hệ thống số liệu mạng lưới quan trắc môi trường định kỳ (trong có mơi trường nước) thống Tập đồn; - Có quy hoạch xử lý nước thải, có giải pháp thu gom, xử lý nước rửa trôi bề mặt - Lập Báo cáo đánh giá tác động môi trường chiến lược (KCM); - Kiểm sốt nguồn nước thải gây nhiễm: nước thải từ bãi thải, nước bơm từ moong mỏ, nước từ mặt sân cơng nghiệp, nước rị rỉ qua hoá chất, nước rửa mặt phân xưởng, thiết bị, nước thải sinh hoạt…; - Kiểm soát khả tạo axit nước thải mỏ: xử lý loại sơ đá thải có chứa khống pyrít; bao phủ đá thải để ngăn không cho tiếp xúc với nước không Đoàn Duy Vinh 70 Lớp: 10BQLMT - QN Luận văn thạc sỹ Quản lý Môi trường Trường ĐH Bách khoa Hà Nội khí; ổ lẫn chất thải để điều chỉnh độ pH; sử dụng hoá chất kiềm để trung hồ tính a xít; sử dụng chất úc chế vi sinh vật, kìm hãm xy hố khống py rít vi sinh vật; - Hạn chế nhiễm bẩn nước thải mỏ than: Hạn chế phá huỷ bề mặt địa hình mỏ; thiết kế quy trình nước tuần hồn; tách phần nước nhiễm bẩn khỏi nguồn nước thải không bẩn; phân loại nước theo chất lượng hay nguồn; xử lý làm giảm mức ô nhiễm nước thải; thực tốt công tác quan trắc; - Quy hoạch xử lý nước thải mỏ Đoàn Duy Vinh 71 Lớp: 10BQLMT - QN Luận văn thạc sỹ Quản lý Môi trường Trường ĐH Bách khoa Hà Nội KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Luận văn “Đánh giá thực trạng hoạt động xả nước thải vào nguồn nước mặt từ hoạt động khai thác than hầm lò vùng Cẩm Phả, đề xuất giải pháp xử lý ” đề cập giải số vấn đề sau : Đánh giá khái quát trạng sản xuất công nghệ mỏ hầm lò vùng Cẩm Phả Sử dụng số liệu thống kê, quan trắc, hình ảnh minh hoạ lập luận khoa học để đánh giá cách tồn diện tác hại mơi trường hoạt động khai thác hầm lò gây Đề xuất sử dụng công nghệ Hàn Quốc xử lý nước thải hầm lị cho tồn vùng Cẩm Phả Đối với mỏ khai thác phương pháp hầm lị chưa xây dựng hệ thơng xử lý nước thải, hệ thống đề xuất gồm cơng trình sau: bể điều hòa - bể thứ cấp - bể keo tụ - bể lắng thứ cấp - bình lọc áp lực xử lý Mn bể nước Đối với mỏ xây dựng hệ thống xử lý nước thải chưa phù hợp, cải tạo theo hướng phù hợp với quy trình, cơng nghệ nêu Đề xuất biện pháp quản lý tài nguyên môi trường nhằm tăng cường công tác quản lý nhà nước thời gian tới Kiến nghị Các mỏ cần phải thực khai thác theo công nghệ, thiết kế phê duyệt Phải thực nghiêm túc quy định thể báo cáo đánh giá tác động môi trường (ĐTM) đơn vị cấp có thẩm quyền phê duyệt Xem xét, phân tích kỹ điều kiện cụ thể mỏ để nghiên cứu ứng dụng giải pháp xử lý cho phù hợp Những quan chức tỉnh Quảng Ninh, Tập đồn Cơng nghiệp Than – Khống sản Việt Nam (Vinacomin) phải có phối hợp chặt chẽ, tăng cường công tác kiểm tra, giám sát q trình thực cơng tác bảo vệ mơi trường cho có hiệu phát triển bền vững Đoàn Duy Vinh 72 Lớp: 10BQLMT - QN Luận văn thạc sỹ Quản lý Môi trường Trường ĐH Bách khoa Hà Nội TÀI LIỆU THAM KHẢO Báo cáo định kỳ công tác bảo vệ môi trường (BVMT) kết quan trắc môi trường mỏ than Mạo Khê, Hòn Gai, Đèo Nai, Thống Nhất, Hà Lầm Quang Hanh Mông Dương năm 2010, 2011 Báo cáo tổng kết cơng tác BVMT Tập đồn Cơng nghiệp than Khoáng sản Việt Nam năm 2010, 2011, 2012 Báo cáo trạng môi trường Quảng Ninh năm 2010, 2011 Trung tâm quan tắc phân tích mơi trường Quảng Ninh thực Hồng Danh Sơn, Đặng Thị Hải Yến nnk (2004), Đánh giá nguồn gây ô nhiễm nghiêm trọng địa bàn tỉnh Quảng Ninh đề xuất giải pháp quản lý, Đề án UBND tỉnh Quảng Ninh phê duyệt Một số Báo cáo trạm xử lý nước thải mỏ mỏ than Mạo Khê, Hòn Gai, Quang Hanh, Mông Dương Luật Bảo vệ môi trường 2005 văn pháp lý liên quan đến công tác quản lý tài nguyên môi trường Quy hoạch phát triển ngành than Việt Nam đến năm 2020 có xét triển vọng đến năm 2030 Chính phủ phê duyệt Quyết định số 60/QĐ-TTg ngày 09/01/2012 Các Quy chuẩn Việt Nam Môi trường Tài liệu hỗ trợ chuyển giao công nghệ Hàn Quốc Việt Nam 10 Tài liệu: xử lý nước thải PGS-TS Hồng Văn Huệ Trần Đức Hạ; Thốt nước xử lý nước thải công nghiệp tác giả Trần Hiếu Nhuệ; xử lý nước thải đô thị cơng nghiệp tác giả Lâm Minh Triết Đồn Duy Vinh 73 Lớp: 10BQLMT - QN Đoàn Duy Vinh 74 Lớp: 10BQLMT - QN ... phân tích, đánh giá trạng mơi trường; đánh giá tác động hoạt động khai thác than, đặc biệt nước thải từ hoạt động khai thác than hầm lị tới mơi trường nước; đề xuất số giải pháp xử lý – kỹ thuật... động xả nước thải vào nguồn nước mặt từ hoạt động khai thác than hầm lò vùng Cẩm Phả, đề xuất giải pháp xử lý; phân tích, đánh giá trạng môi trường; làm rõ tác động hoạt động khống sản tới mơi... động có hại q trình khai thác mỏ hầm lị tới mơi trường nước Phạm vi: Đánh giá thực trạng hoạt động xả nước thải vào nguồn nước mặt hoạt động khai thác than hầm lị tồn vùng Cẩm Phả, Quảng Ninh Đồn