Khoá luận tốt nghiệp Đại học: Đánh giá hiệu quả của trạm xử lý nước thải Hầm lò mỏ than tại Công ty 790 Tổng Công ty Đông Bắc và đề xuất công nghệ xử lý bậc 2 cho sinh hoạt

Chia sẻ: Mao A Mẫn | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:63

Thêm vào BST

Báo xấu

33
lượt xem 8
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nội dung chính của khoá luận là đánh giá hiện trạng nước thải sinh hoạt trước xử lý và sau xử lý của nước thải hầm lò; đánh giá hiệu quả xử lý của trạm xử lý nước thải sau khi xử lý của công ty 790 – Tổng công ty Đông Bắc ; đề xuất công nghệ xử lý bậc 2 phục vụ cho sinh hoạt đối với nước thải sau xử lý. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Khoá luận tốt nghiệp Đại học: Đánh giá hiệu quả của trạm xử lý nước thải Hầm lò mỏ than tại Công ty 790 Tổng Công ty Đông Bắc và đề xuất công nghệ xử lý bậc 2 cho sinh hoạt

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM -------------------- VŨ PHƯƠNG NAM Tên đề tài: “ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ CỦA TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI HẦM LÒ MỎ THAN TẠI CÔNG TY 790 TỔNG CÔNG TY ĐÔNG BẮC VÀ ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ BẬC 2 CHO SINH HOẠT” KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Khoa học Môi trường Khoa : Môi trường Khoá học : 2014 - 2018 Thái Nguyên - năm 2018
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM -------------------- VŨ PHƯƠNG NAM Tên đề tài: “ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ CỦA TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI HẦM LÒ MỎ THAN TẠI CÔNG TY 790 TỔNG CÔNG TY ĐÔNG BẮC VÀ ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ BẬC 2 CHO SINH HOẠT” 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 học : 2014 – 2018 Giảng viên hướng dẫn : ThS. Dương Minh Ngọc Thái Nguyên - năm 2018
i LỜI CẢM ƠN Thực tập tốt nghiệp là một giai đoạn hết sức quan trọng và vô cùng cần thiết của mỗi sinh viên, đó là thời gian để sinh viên tiếp cân với thực tế, qua đó vận dụng và củng cố những kiến thức mà mình đã học được trong nhà trường. Được sự nhất trí của Ban giám hiệu nhà trường, Ban chủ nhiệm khoa Môi Trường, và bên cạnh đó là được sự đồng ý của Viện Kỹ Thuật & Công Nghệ Môi Trường, em tiến hành thực hiện đề tài “Đánh giá hiệu quả của trạm xử lý nước thải Hầm lò mỏ than tại Công ty 790 Tổng Công ty Đông Bắc và đề xuất công nghệ xử lý bậc 2 cho sinh hoạt”. Sau thời gian thực tập, em đã tiếp thu và học hỏi được rất nhiều kinh nghiệm và kiến thức cho bản thân. Đây là tiền đề quan trọng để làm quen với môi trường làm việc thực tế trước khi ra trường. Lời đầu tiên, em xin cảm ơn sâu sắc tới Ban giám hiệu trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên Ban chủ nhiệm khoa cùng tập thể các thầy, cô giáo khoa Môi Trường đã tận tình truyền đạt kiến thức và giúp đỡ em trong suốt quá trình hoc tập, nghiên cứu. Ban lãnh đạo và toàn thể các cán bộ công nhân viên của Viện Kỹ Thuật & Công Nghệ Môi Trường đã tạo điều kiện giúp đỡ em trong suốt quá trình thực tập tại cơ sở. Đặc biệt, em xin chân thành cảm ơn sự quan tâm, tư vấn và chỉ đạo tận tình của cô giáo hướng dẫn Th.S. Dương Minh Ngọc đã giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện và hoàn thành khóa luận tốt nghiệp. Cuối cùng, xin được gửi đến gia đình và bạn bè lớp K46-N01-KHMT những lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất. Họ là những người đã động viên, giúp đỡ, tạo động lực cho em trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu cũng như trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Xin chân thành cảm ơn!
ii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1. Đặc điểm nước thải hầm lò mỏ than và tác động đến môi trường ...........10 Bảng 3.1. Điều kiện bảo quản và lưu giữ mẫu các nước thải ...................................22 Bảng 3.2. Các phương pháp phân tích mẫu ..............................................................23 Bảng 4.1. Chất lượng nước thải chưa qua xử lý của mỏ than - Công ty MTV 790......... 34 Bảng 4.2. Chất lượng nước thải đã qua xử lý của mỏ than - Công ty TNHH MTV 790 ..... 41 Bảng 4.3. Hiệu suất xử lý của công nghệ xử lý nước thải của công ty 790 Tổng công ty Đông Bắc .............................................................................................46
iii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 4.1. Quy trình khai thác than lộ thiên của Công ty TNHH MTV 790 .............30 Hình 4.2. Sơ đồ công nghệ khai thác hầm lò ............................................................31 Hình 4.3 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải hầm lò Công ty 790 ..............................32 Hình 4.4. Biểu đồ diễn biến giá trị pH trong nước thải trước xử lý tại mỏ than 790 ....... 36 Hình 4.5 Biểu đồ diễn biến nồng độ TSS trong nước thải trước xử lý của mỏ than 790... 37 Hình 4.6. Biểu đồ diễn biến hàm lượng Fe trong nước thải trước xử lý của mỏ 790 ...... 37 Hình 4.7. Biểu đồ diễn biến hàm lượng Mn trong nước thải trước xử lý của mỏ than 790 .....38 Hình 4.8. Biểu đồ diễn biến hàm lượng dầu mỡ khoáng trong nước thải trước xử lý của mỏ 790 ...............................................................................................39 Hình 4.9. Biểu đồ diễn biến hàm lượng COD trong nước thải trước xử lý của mỏ 790.... 40 Hình 4.10- Diễn biến của giá trị pH trong nước thải mỏ than của Công ty TNHH MTV 790 .................................................................................................43 Hình 4.11. Diễn biến của nồng độ TSS trong nước thải mỏ than của Công ty TNHH MTV 790 .................................................................................................43 Hình 4.12. Diễn biến của hàm lượng Fe trong nước thải mỏ than của Công ty TNHH MTV 790 .....................................................................................44 Hình 4.13. Diễn biến của hàm lượng Mn trong nước thải mỏ than của Công ty TNHH MTV 790 .....................................................................................44 Hình 4.14. Diễn biến của hàm lượng dầu mỡ khoáng trong nước thải mỏ than của Công ty TNHH MTV 790........................................................................45 Hình 4.15 . Diễn biến của hàm lượng COD trong nước thải mỏ than của Công ty TNHH MTV 790 .....................................................................................45 Hình 4.16. Sơ đồ công nghệ XLNT Bậc II để cấp nước cho sinh hoạt ....................49
iv DANH MỤC CÁC TỪ, CỤM TỪ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Chú thích BOD Nhu cầu oxi sinh hóa BTNMT Bộ tài nguyên môi trường BYT Bộ y tế COD Nhu cầu oxi hóa học DO Hàm lượng oxi hóa tan ĐTM Đánh giá tác động môi trường KHCN Khoa học công nghệ KLN Kim loại nặng MTV Một thành viên NĐ/CP Nghị định chính phủ NQ/TW Nghị quyết trung ương PA Poly Acrylamit PAC Poly AluminClorua QCVN Quy chuẩn Việt Nam TCCP Tiêu chuẩn cho phép TNHH Trách nhiệm hữu hạn TSS Hàm lượng chất rắn lơ lửng XLNT Xử lý nước thải
v MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................. i DANH MỤC CÁC BẢNG......................................................................................... ii DANH MỤC CÁC HÌNH ......................................................................................... iii DANH MỤC CÁC TỪ, CỤM 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 chung ...........................................................................................2 1.2.2. Mục tiêu cụ thể ...........................................................................................2 1.3. Ý nghĩa của đề tài ............................................................................................3 1.3.1. Ý nghĩa khoa học ........................................................................................3 1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn ........................................................................................3 Phần 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ...........................................................................4 2.1. Cơ sở lý luận .....................................................................................................4 2.1.1. Các khái niệm chung ..................................................................................4 2.1.2. Các thông số đặc trưng của nước thải công nghiệp khai thác than ............6 2.1.3. Tác hại của các chất ô nhiễm .....................................................................8 2.2. Cơ sở pháp lý ..................................................................................................11 2.3. Tình hình nghiên cứu về xử lý nước thải trong và ngoài nước ......................12 2.3.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước ............................................................12 2.3.2. Tình hình nghiên cứu trong nước .............................................................13 2.4. Hiện trạng khai thác than tại Quảng Ninh ......................................................14 Phần 3. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ......19 3.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ..................................................................19 3.1.1. Đối tượng nghiên cứu ...............................................................................19 3.1.2. Phạm vi nghiên cứu ..................................................................................19
vi 3.2. Địa điểm và thời gian tiến hành ......................................................................19 3.2.1. Địa điểm ...................................................................................................19 3.2.2. Thời gian ..................................................................................................19 3.3. Nội dung nghiên cứu......................................................................................19 3.3.1 Tổng quan về Công ty TNHH MTV 790 thuộc Tổng công ty Than Đông Bắc ... 19 3.3.2. Đánh giá hiện trạng ô nhiễm nước thải và hiệu suất xử lý của công nghệ xử lý nước thải hầm lò tại mỏ than 790 tổng công ty Than Đông Bắc ..............20 3.3.3. Đề xuất công nghệ xử lý mới tiết kiệm diện tích và năng lượng. ............20 3.4. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................20 3.4.1. Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp ......................................................20 3.4.2. Phương pháp nghiên cứu khảo sát thực địa ..............................................20 3.4.3. Phương pháp lấy mẫu và phân tích ..........................................................20 3.4.4. Phương pháp so sánh ................................................................................24 3.4.5. Phương pháp tổng hợp, xử lý số liệu, viết báo cáo ..................................24 Phần 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .......................................25 4.1. Tổng quan về Công ty 790 Tổng công ty Đông Bắc ......................................25 4.1.1 Thông tin chung.........................................................................................25 4.1.2. Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội ............................................................25 4.1.3. Hiện trạng quản lý công ty 790 Tổng công ty than Đông Bắc .................28 4.1.4. Quy trình sản xuất của công ty 790 Tổng công ty Đông Bắc ..................30 4.1.5. Công nghệ xử lý công ty 790 Tổng công ty than Đông Bắc ....................31 4.2. Đánh giá hiện trạng ô nhiễm nước thải và công nghệ xử lý nước thải hầm lò tại mỏ than 790 tổng công ty Than Đông Bắc .......................................................33 4.2.1. Đánh giá hiện trạng ô nhiễm nước thải trước xử lý của Công ty 790 Tổng công ty Than Đông Bắc ......................................................................................33 4.2.2. Đánh giá hiện trạng ô nhiễm nước thải sau xử lý của Công ty 790 Tổng công ty Than Đông Bắc ......................................................................................40 4.2.3. Đánh giá hiệu suất xử lý của công nghệ xử lý nước thải hầm lò mỏ than của công ty 790 Tổng công ty Đông Bắc ...........................................................46
vii 4.3. Đề xuất công nghệ xử lý lại nước thải mỏ tái tuần hoàn cấp cho sinh hoạt (Xử lý bậc 2) .................................................................................................................48 Phần 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................................51 5.1. KẾT LUẬN.....................................................................................................51 5.2. KIẾN NGHỊ ....................................................................................................51 TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................53
1 Phần 1 MỞ ĐẦU 1.1. Đặt vấn đề Tỉnh Quảng Ninh có nhiều lợi thế quan trọng trong phát triển kinh tế xã hội và trở thành một trong những địa phương có sự phát triển năng động nhất ở phía Bắc đất nước trong thời kỳ đổi mới. Đặc biệt, tỉnh Quảng Ninh rất giàu tiềm năng phát triển kinh tế, do có nhiều thế mạnh mà các vùng khác không có được, đó là tài nguyên khoáng sản, cảnh quan và các điều kiện tự nhiên thuận lợi cho phát triển công nghiệp khai thác khoáng sản, cảng biển nước sâu, du lịch, nuôi trồng thuỷ sản... Song song với những tiềm năng, triển vọng và thành tựu kinh tế đã đạt được trong nhiều năm qua, Quảng Ninh cũng đang đối mặt với những thách thức không nhỏ về môi trường. Chất lượng môi trường ở một số khu vực trọng điểm đã bị tác động mạnh, đa dạng sinh học suy giảm nhanh trong vòng 20 năm trở lại đây, nhiều nguồn tài nguyên môi trường đã bị khai thác cạn kiệt. Điển hình là hoạt động khai thác than tồn tại hàng trăm năm nay đã làm mất đi nhiều cánh rừng là nơi cư trú của các loài động vật, và gây ra bồi lấp các dòng sông, suối; các hoạt động vận tải, sàng tuyển khai thác than và các loại khoáng sàng khác đã gây ra những nguồn ô nhiễm về nguồn nước lớn, tăng sức ép lên các vùng sinh thái nhạy cảm... Tổng công ty than Đông Bắc là doanh nghiệp nhà nước thuộc Tập đoàn công nghiệp Than khoáng sản Việt Nam (TKV), có 10 đơn vị khai thác than trực tiếp trực thuộc trải dài từ Bể than Bảo Đài – Đông Triều đến tận Cửa Ông, Mông Dương. Trong ngành công nghiệp nặng thì ngành khai thác khoáng sản là một trong những ngành sử dụng nhiều công nhân, trung bình khoảng 700 – 1.000 công nhân lao động trực tiếp tại một mỏ khai thác hầm lò và từ 300 – 500 công nhân lao động trực tiếp tại một mỏ khai thác lộ thiên. Với nhu cầu cấp nước cho sinh hoạt, tắm giặt là 250 lít/người/ngày lao động và nhu cầu nước sạch cho sản xuất và dập bụi thì vấn đề về khai thác và cấp nước sinh hoạt trên độ cao khai thác trung bình là +150 đến + 800 so với mặt nước biển là một vấn đề cấp bách của toàn ngành than.
2 Trước thực trạng trên, em nhận thấy việc nghiên cứu, phân tích các giải pháp xử lý nước thải trong quá trình khai thác khoáng sản ở các mỏ than thuộc địa bàn tỉnh Quảng Ninh, điển hình là mỏ than của Công ty 790 – Tổng Công ty Đông Bắc, đánh giá mức độ ô nhiễm của nước thải mỏ than và nghiên cứu, phân tích các giải pháp xử lý nước thải trong quá trình khai thác khoáng sản ở mỏ than 790 thuộc Tổng công ty Than Đông Bắc; phân tích, đánh giá hiện trạng môi trường; làm rõ các tác động của hoạt động khoáng sản tới môi trường là yêu cầu cấp thiết. Đề xuất các giải pháp xử lý, góp phần làm phong phú thêm các giải pháp xử lý nước thải thích hợp áp dụng trong hoạt động khoáng sản nhằm hạn chế và khắc phục ô nhiễm môi trường nước tiến tới góp phần đảm bảo sự phát triển bền vững của hoạt động sản xuất khoáng sản trên địa bàn tỉnh Quảng Ninh và triệt tiêu được các mối nguy hiểm ảnh hưởng đến đời sống con người, chất lượng môi trường nước được đảm bảo và cũng là góp phần phát triển các ngành khác như ngành du lịch, thuỷ sản, cảng biển… tại Quảng Ninh. Việc nghiên cứu và chọn một giải pháp tổng thể về xử lý nước thải mỏ tái tuần hoàn cấp cho sinh hoạt và sản xuất là một lựa chọn đúng đắn phù hợp với tiêu chí tiết kiệm tài nguyên nước và phát triển bền vững bảo vệ môi trường, đồng thời giảm chi phí sản xuất do không phải mua nước sinh hoạt. Do đó từ những vấn đề nêu trên, được sự nhất trí của Nhà Trường, dưới sự hướng dẫn của cô giáo Th.S Dương Minh Ngọc, em tiến hành nghiên cứu đề tài:“Đánh giá hiệu quả của trạm xử lý nước thải Hầm lò mỏ than tại Công ty 790 Tổng Công ty Đông Bắc và đề xuất công nghệ xử lý bậc 2 cho sinh hoạt” 1.2. Mục tiêu của đề tài 1.2.1. Mục tiêu chung Đánh giá hiệu quả của trạm xử lý nước thải Hầm lò mỏ than tại Công ty 790 Tổng Công ty Đông Bắc và đề xuất công nghệ xử lý bậc 2 cho sinh hoạt. 1.2.2. Mục tiêu cụ thể - Đánh giá hiện trạng nước thải sinh hoạt trước xử lý và sau xử lý của nước thải hầm lò
3 - Đánh giá hiệu quả xử lý của trạm xử lý nước thải sau khi xử lý của công ty 790 – Tổng công ty Đông Bắc - Đề xuất công nghệ xử lý bậc 2 phục vụ cho sinh hoạt đối với nước thải sau xử lý 1.3. Ý nghĩa của đề tài 1.3.1. Ý nghĩa khoa học Kết quả nghiên cứu góp phần làm rõ hiện trạng môi trường vùng mỏ, hiện trạng ô nhiễm của nước thải hầm lò mỏ than và có được công nghệ xử lý nước thải mỏ và công nghệ xử lý tái sử dụng nước thải mỏ nhằm bảo vệ môi trường nước vùng có hoạt động khoáng sản than và phát triển bền vững. 1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn  Kết quả nghiên cứu là tài liệu tham khảo cho các đơn vị có hoạt động khoáng sản và các đơn vị tư vấn về môi trường nước.  Đánh giá được mức độ ô nhiễm của nước thải hầm lò mỏ than.  Đưa ra được một số giải pháp xử lý nhằm nâng cao hiệu quả quản lý Nhà nước về môi trường nói chung và môi trường tại địa phương nói riêng.  Đưa ra được công nghệ xử lý nước thải mỏ tuần hoàn cấp cho sinh hoạt góp phần tiết kiệm tài nguyên và phát triển bền vững  Tiết kiệm được chi phí của doanh nghiệp và hạ giá thành sản xuất than.  Khóa luận tốt nghiệp đại học
4 Phần 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1. Cơ sở lý luận 2.1.1. Các khái niệm chung * Khái niệm về môi trường Theo khoản 1 điều 3 Luật Bảo Vệ Môi Trường Việt Nam năm 2014 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 luật Bảo vệ môi trường năm 2014 của Việt Nam: “Ô nhiễm môi trường là sự biến đổi của các thành phần môi trường không phù hợp với quy chuẩn kỹ thuật môi trường và tiêu chuẩn môi trường gây ảnh hưởng xấu đến con người và sinh vật.”. [7] Trên thế giới ô nhiễm môi trường được hiểu là việc chuyển các chất thải hoặc năng lượng và môi trường đến mức có khả năng gây hại cho sức khỏe con người, đến sự phát triển của 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 hóa chất hoặc các tác nhân vật lý, sinh học và các dạng năng lượng như nhiệt độ, bức xạ. Tuy nhiên môi trưởng chỉ được coi là bị ô nhiễm nếu trong đó hàm lượng, nồng độ hoặc cường độ các tác nhân trên đạt mức có khả năng tác động xấu đến con người, sinh vật, vật liệu. * Khái niệm về nước thải Theo TCVN 8184-1 : 2009 và ISO 6107-1 : 2004: Nước hoặc nước thải được thải ra từ một nơi chứa như một nhà máy xử lí, quá trình công nghiệp hoặc hồ chứa nước. [1]
5 Nước thải công nghiệp: Theo TCVN 8184-1 : 2009 và ISO 6107-1 : 2004: Nước thải công nghiệp là nước đã được thải ra sau khi đã sử dụng hoặc được tạo ra trong một quá trình công nghệ và không còn giá trị trực tiếp với quá trình đó. [1] Nước thải từ các cơ sở sản xuất công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp, giao thông vận tải, khai thác khoáng sản... Đặc điểm của nước thải công nghiệp thường chứa các hóa chất độc hại, kim loại nặng, các chất hữu cơ khó phân hủy sinh học. Ngoài ra nước thải công nghiệp còn phụ thuộc vào đặc điểm của từng ngành công nghiệp khách nhau. Nước thải sản xuất trong khai thác khoáng sản Trong nước thải sản xuất thì người ta chia ra làm hai loại ; gồm nước thải sinh hoạt (là do các hoạt động sinh hoạt của con người sinh ra như tắm giặt, ăn uống, vệ sinh) và nước thải công nghiệp (là do các hoạt động sản xuất khai thác than sinh ra như đào lò, nước thải từ bãi thải, nước thải từ kho than, nước thải vệ sinh công nghiệp trên mặt bằng sân công nghiệp, nước phun sương dập bụi, nước rửa xe…) * Khái niệm về ô nhiễm nước Hiến chương Châu Âu về nước đã định nghĩa: “Ô nhiễm nước là sự biến đổi nói chung do con người đối với chất lượng nước, làm nhiễm bẩn nước và gây nguy hiểm cho con người, công nghiệp, nông nghiệp, nuôi cá, nghỉ ngơi, giải trí, cho các vật nuôi và các loài hoang dã” - Ô nhiễm nước có nguồn gốc tự nhiên: do mưa, tuyết tan, gió bão, lũ lụt đưa vào môi trường nước chất thải bẩn, các sinh vật vi sinh vật gây 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.
6 Theo bản chất các tác nhân gây ô nhiễm người ta có thể phân ra các loại ô nhiễm nước: ô nhiễm vô cơ, hữu cơ, ô nhiễm hóa chất, ô nhiễm sinh học, ô nhiễm bởi các tác nhân vật lý. *Khái niệm quản lý môi trường “Quản lý môi trường là tổng hợp các biện pháp, luật pháp, chính sách, kinh tế, kỹ thuật, xã hội thích hợp nhằm bảo vệ chất lượng môi trường sống và phát triển bền vững kinh tế, xã hội quốc gia”. [7] Các mục tiêu chủ yếu của công tác quản lý nhà nước về môi trường bao gồm: - Khắc phục và phòng chống suy thoái, ô nhiễm môi trường phát sinh trong hoạt động sống của con người. - Phát triển bền vững kinh tế và xã hội quốc giá theo chín nguyên tắc của một xã hội bền vững do Hội nghị Rio 92 đề xuất. Các khía cạnh của phát triển bền vững bao gồm: Phát triển bền vững kinh tế, bảo vệ các nguồn tài nguyên thiên nhiên, không tạo ra ô nhiễm và suy thoái chất lượng môi trường sống, nâng cao sự văn minh và công bằng xã hội. - Xây dựng các công cụ có hiệu lực quản lý môi trường quốc gia và các vùng lãnh thổ. Các công cụ trên phải thích hợp cho từng nghành, từng địa phương và cộng đồng dân cư. 2.1.2. Các thông số đặc trưng của nước thải công nghiệp khai thác than Đặc trưng của nước thải công nghiệp khai thác than là hàm lượng cặn lơ lửng lớn và có trị số pH rất thấp thường ở môi trường axít do trong than có gốc lưu huỳnh (SO2), ngoài ra còn có các kim loại nặng như sắt, mangan, asen … + Hàm lượng chất rắn: Tổng chất rắn 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. Chất rắn lơ lửng có kích thước hạt 10-4 mm có thể lắng được và không lắng được (dạng keo).
7 + Nhu cầu ôxy sinh hóa (BOD) và hóa học (COD): Mức độ nhiễm bẩn nước thải bởi chất hữu cơ có thể xác định theo lượng ôxy cần thiết để ôxy hóa chất hữu cơ dưới tác động của vi sinh vật hiếu khí và được gọi là nhu cầu ôxy cho quá trình sinh hóa. Nhu cầu ôxy sinh hóa là chỉ tiêu rất quan trọng và tiện dùng để chỉ mức độ nhiễm bẩn của của nước thải bởi các chất hữu cơ. Trị số BOD đo được cho phép tính toán lượng ôxy hòa tan cần thiết để cấp cho các phản ứng sinh hóa của vi khuẩn diễn ra trong quá trình phân hủy hiếu khí các chất hữu cơ có trong nước thải. Nhu cầu ôxy hóa học COD: Là lượng ôxy cần thiết để ôxy hóa hoàn toàn chất hữu cơ và một phần nhỏ các chất vô cơ dễ bị ôxy hóa có trong nước thải. Chỉ tiêu nhu cầu ôxy sinh hóa BOD không đủ để phản ánh khả năng ôxy hóa các chất hữu cơ khó bị ôxy hóa và các chất vô cơ có thể bị ôxy hóa có trong nước thải. Việc xác định COD có thể tiến hành bằng cách cho chất ôxy hóa mạnh vào mẫu thử nước thải trong môi trường axít. Trị số COD luôn lớn hơn trị số BOD5 và tỷ số COD : BOD càng nhỏ thì xử lý sinh học càng dễ. Trong nước thải phát sinh của khai thác than thì COD thường vượt ngưỡng cho phép rất nhiều lần. + Ôxy hòa tan : Nồng độ ôxy hòa tan trong nước thải trước và sau xử lý là chỉ tiêu rất quan trọng. Trong quá trình xử lý hiếu khí luôn phải giữ nồng độ ôxy hòa tan trong nước thải từ 1,5 – 2 mg/l để quá trình ôxy hóa diễn ra theo ý muốn và để hỗn hợp không rơi vào tình trạng yếm khí. Ôxy là khí có độ hòa tan thấp và nồng độ ôxy hòa tan phụ thuộc vào nhiệt độ, nồng độ muối có trong nước. + Trị số pH: Trị số pH cho biết nước thải có tính trung hòa, tính axit hay tính kiềm. Quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học rất nhạy cảm với sự dao động của trị số pH. Quá trình xử lý hiếu khí đòi hỏi giá trị pH trong khoảng 6,5 đến 8,5.
8 + Lưu huỳnh Trong nước thải khai thác than, lưu huỳnh thường tồn tại ở dạng gốc SO 4-2, do đặc tính trầm tích các bon trong than mà lưu huỳnh thường xuất hiện trong các mỏ hầm lò, và quá trình khai thác than, lưu huỳnh bị hòa tan trong nước và làm cho pH của nước thải mỏ rất thấp. + Các kim loại nặng Trong nước thải khai thác than có rất nhiều các kim loại nặng nhưng đáng chú ý nhất là Sắt (Fe), mangan (Mn) và Asen (As), các kim loại này có sẵn trong các vỉa than do trầm tích các bon sinh ra và hoà tan vào nước thải mỏ trong quá trình khai thác than. Các kim loại trên tồn tại trong nước thải mỏ ở dạng ion. Để đánh giá ô nhiễm nước thải mỏ và đề xuất công nghệ xử lý ta phải căn cứ vào các chỉ tiêu vật lý, hóa học và sinh học của nó các yếu tố đó bao gồm: Nhiệt độ, độ pH, tổng chất rắn lơ lửng (TSS), độ ô xy hòa tan (DO), nhu cầu oxy hóa học (COD), nhu cầu ô xy sinh học (BOD), các hợp chất của ni tơ (NH4+, NO2-, NO3-), Sunphát, hàm lượng kim loại nặng. Các giá trị của những chỉ tiêu này được so sánh với tiêu chuẩn cho phép về giá trị giới hạn của QCVN 40 :2011/BTNMT). 2.1.3. Tác hại của các chất ô nhiễm Đối với nước bơm thoát từ khai trường: Trong than có nhiều chất với thành phần hoá học khác nhau như lưu huỳnh, Fe, Mn…do đó khi ở trong than nước phân huỷ nhiều các chất có trong than và đất đá ở mỏ tạo thành nước thải mỏ với đặc điểm chung mang tính axít, hàm lượng Fe, Mn và hàm lượng cặn lơ lửng trong nước cao. Quá trình tạo axít của nước thải mỏ như sau: Lưu huỳnh trong than tồn tại ở dạng vô cơ và hữu cơ, nhưng ở dạng vô cơ chiếm tỷ trọng cao. Lưu huỳnh vô cơ ở dạng khoáng pyrit hay chalcopyrit, khi bị oxy hoá trong môi trường có nước sẽ tạo thành axít theo phản ứng sau: - FeS2 + 7/2 O2 + H2O ----- FeSO4 + H2SO4 (1) - 2FeSO4 + 1/2 O2+ H2SO4------ Fe2(SO4)3 + H2O (2) - FeS2 + Fe2(SO4)3 ------ 3 FeSO4 + 2S (3)
9 - S + H2O + 3/2 O2 -------- H2SO4 (4) - Fe2(SO4)3 + 2H2O ------- 2Fe(OH)SO4 + H2SO4 (5) Các vi sinh vật ưa khí và sử dụng lưu huỳnh làm chất dinh dưỡng như chủng Thibacillus Ferrooxidant… hay tồn tại trong môi trường nước mỏ, khi tham gia phản ứng có tác dụng như chất xúc tác, làm tăng cường độ và phạm vi của phản ứng. - Các phản ứng (1), (2), (4) thực hiện bằng vi sinh vật. - Các phản ứng (3), (5) là các phản ứng hoá học Đối với nước mưa rửa trôi bề mặt khai trường: Trên bề mặt đất khai trường có nhiều chất với thành phần hoá học khác nhau nhưng với hàm lượng nhỏ không đáng kể, tuy nhiên lượng đất đá bị rửa trôi theo bề mặt lớn do khai trường không có thảm thực vật. Mặt khác, tại khu vực sửa chữa cơ khí có thể có hàm lượng dầu nhất định. Tại khu vực sinh hoạt, khi có chất thải sinh hoạt nếu không được thu gom xử lý cũng làm cho nước có hàm lượng BOD, colifrom cao… Đối với nước thải từ dưới lò: Quá trình lưu nước trong các đường lò, quá trình nước di chuyển đã kéo theo các hợp chất trên bề mặt tiếp xúc trong lò, kết hợp với các điều kiện vật lý, hóa học, sinh học đã hình thành ra dạng nước thải mỏ than hầm lò. Nýớc thải mỏ than hầm lò có thể mang tính axít hoặc trung tính, đa phần nước có chứa Fe, Mn và TSS khá cao. Nhiều tài liệu nghiên cứu giải thích nguyên nhân chính gây ra nước thải có tính axít cao, hàm lượng Fe, Mn, SO42- trong nước thải mỏ cao như sau: Trong quá trình khai thác than, các hoạt động khai thác đã tạo điều kiện cho các vi khuẩn hiếu khí có khả năng phân huỷ pyrít và lưu huỳnh dưới tác dụng của ôxi không khí và độ ẩm theo các phản ứng sau: FeS2 + 7/2 O2 + H2O = FeSO4 + H2SO4 (1) T.ferroxidans 2FeSO4 + 1/2 O2 + H2SO4 Fe2(SO4)3 + H2O (2) T.ferroxidans FeS2 + Fe2(SO4)3 3FeSO4 + S0 (3) S0 + H2 O + 3/2 O2 T.thioxidan H2SO4 (4) Fe2(SO4)3 + 2H2O = Fe(OH)SO4 + H2SO4 (5)
10 Đây cũng là nguyên nhân làm cho hàm lượng các kim loại (Fe, Mn) và các ion SO42- tăng cao trong nớc thải mỏ. Như vậy trong quá trình khai thác, các đường lò tiếp xúc nhiều với than như lò xuyên vỉa, lò đi trong than thì nước thải tại các đường lò này mang tính axít do nước thải có điều kiện tiếp xúc với lưu huỳnh trong than để sinh axít, tính axít càng mạnh đối với các cửa lò có thời gian tồn tại lâu. Tại các đường lò đào trong đá, nếu ít liên hệ với các đường lò than thì nước thải ở đây là trung tính, nhưng chứa nhiều Fe, Mn do tiếp xúc với đất, đá. Nước thải mỏ ngoài đặc tính có độ pH thấp, hàm lượng cặn lơ lửng cao và các kim loại độc hại, trong nước thải còn chứa bùn đất và than, khi thoát nước mỏ, bùn đất và than được bơm cùng nước ra ngoài mỏ. Như vậy, nước thải mỏ than hầm lò có thể mang tính axít hoặc trung tính, nhưng đa phần nước có chứa Fe, Mn, sunphat (SO42-) và TSS khá cao. Đối với nước thải hầm lò mỏ than tại khu vực Quảng Ninh, nước thải mỏ than hầm lò có có tính axit, hàm lượng than và bùn đất trong nước thải cao tuỳ thuộc vào đặc điểm nguồn nước và thời điểm xả thải nước ra môi trường. Bảng 2.1. Đặc điểm nước thải hầm lò mỏ than và tác động đến môi trường Tác động môi Thông số Hóa chất đặc trưng Giá trị, mg/L trường pH H2SO4 2-4 Hòa tan kim loại Sắt (Fe) 3+ 2+ Fe , Fe , 100 – 3.000 Gây đục và màu Hydroxide sắt và Fe2O3 nước, tăng pH làm oxy hóa và kết tủa sắt. Kim loại nặng Mg,Cu,Cd,Zn,Pb,Hg,As 1 - 200 Thay đổi thành phần động thực vật và làm giảm chất lượng nước Tổng chất rắn 2- Ca, Mn,Al,SO4 ,etc. 100 – 30.000 Làm giảm chất lượng nước (Nguồn: Silvas, F. P. C., 2010. Biotecnologia aplicada a drenagem ácida de minas, São Paulo: Escola Politécnica da Universidade de São Paulo)
11 2.2. Cơ sở pháp lý Một số văn bản pháp lý có liên quan đến môi trường và chất lượng nước: - Luật Bảo vệ môi trường số 55/2014/QH13 được Quốc hội nước CHXHCN Việt Nam thông qua ngày 23/06/2014; - Luật Tài nguyên nước số 17/2012/QH13 được Quốc hội nước CHXHCN Việt Nam thông qua ngày 21/06/2012; - Luật Đất đai số 13/2003/QH11 được Quốc hội nước CHXHCN Việt Nam thông qua ngày 26/11/2003; - Luật Hóa chất số 06/2007/QH12 được Quốc hội nước CHXHCN Việt Nam thông qua ngày 23/6/2014; - Nghị quyết 41-NQ/TW ngày 15 tháng 11 năm 2004 của Bộ Chính trị về bảo vệ môi trường trong thời kỳ đẩy mạnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa; - Nghị định 19/2015/NĐ-CP ngày 14/02/2015 của Chính Phủ về việc: “Quy định chi tiết và hướng dẫn thi hành một số điều của Luật Bảo vệ môi trường”; - Nghị định 18/2015/NĐ-CP ngày 14/2/2015 của Chính phủ quy định về quy hoạch bảo vệ môi trường, đánh giá môi trường chiến lược và đánh giá tác động môi trường và; - Nghị định 38/2015/NĐ-CP ngày 24/04/2015 của Chính phủ về quản lý chất thải và phế liệu; - Nghị định số 59/2015/NĐ-CP ngày 18 tháng 06 năm 2015 của Chính phủ về quản lý dự án đầu tư xây dựng; - Nghị định số 154/2016/NĐ-CP ngày 16/11/2016 của Chính phủ về phí bảo vệ môi trường đối với nước thải; - Nghị định số 155/2016/NĐ-CP ngày 18/11/2016 của Chính Phủ về quy định xử phạt vi phạm hành chính trong lĩnh vực bảo vệ Môi trường; - Các Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về môi trường của Bộ Tài nguyên và Môi trường, gồm: + 08:2008/QCVN - BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt;