Nghiên cứu, đánh giá tính chất thành phần bùn thải từ hệ thống xử lý nước thải mỏ than nam mẫu tại xã uông thượng – thành phố uông bí – quảng ninh

ÐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ÐẠI HỌC NÔNG LÂM

VŨ THỊ LỆ

Tên đề tài:

“ĐÁNH GIÁ THÀNH PHẦN, TÍNH CHẤT BÙN THẢI
CỦA HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI MỎ THAN NAM MẪU
TẠI XÃ UÔNG THƯỢNG – THÀNH PHỐ UÔNG BÍ,
TỈNH QUẢNG NINH”

KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo

: Liên thông chính quy

Chuyên ngành : Khoa học môi trường
Khoa

: Môi trường

Khóa học

: 2013 - 2015

THÁI NGUYÊN - 2014


LỜI CẢM ƠN

Thực tập tốt nghiệp là một giai đoạn cần thiết và hết sức quan trọng của mỗi
sinh viên. Đó là thời gian để sinh viên tiếp cận với thực tế nhằm củng cố và vận
dụng những kiến thức mà mình đã được học trong nhà trường. Được sự nhất trí của
Ban Giám hiệu nhà trường, Ban Chủ nhiệm khoa Môi trường – Trường Đại học
Nông Lâm Thái Nguyên, em đã tiến hành thực hiện đề tài :"Nghiên cứu, đánh giá
tính chất thành phần bùn thải từ hệ thống xử lý nước thải mỏ than Nam Mẫu tại xã
Uông Thượng – Thành phố Uông Bí – Quảng Ninh".
Sau một thời gian nghiên cứu và thực tập tốt nghiệp, khóa luận tốt nghiệp
của em đã hoàn thành.
Em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới các thầy, cô giáo trong Khoa Môi
trường – Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên đã tận tình giảng dạy và hướng
dẫn em để hoàn thành khóa học, chuẩn bị hành trang vững bước vào tương lai.
Đặc biệt, em xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới cô giáo – Thạc sĩ
Dương Thị Minh Hòa là người trực tiếp hướng dẫn, tận tình giúp đỡ, truyền đạt
những kiến thức quý báu cho em trong suốt thời gian thục hiện đề tài.
Em xin được gửi lời cảm ơn chân thành tới Ban Lãnh đạo cùng các anh chị
phòng Kỹ thuật, Công ty TNHH Tư vấn và Chuyển giao công nghệ Môi trường
Thăng Long đã tạo mọi điều kiện thuận lợi và giúp đỡ em trong quá trình học tập tại
Công ty.
Cảm ơn gia đình và bạn bè đã luôn ở bên cạnh động viên và giúp đỡ em
trong suốt quá trình học tập.
Mặc dù đã có nhiều cố gắng để hoàn thiện nhưng khóa luận vẫn không thể
tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của các thầy
cô và các bạn.
Trân trọng cảm ơn./
Thái Nguyên, ngày 13 tháng 09 năm 2014
Sinh viên
Vũ Thị Lệ

MỤC LỤC
PHẦN 1. MỞ ĐẦU ................................................................................................ 1
1.1 Tính cấp thiết của đề tài ..................................................................................... 1
1.2. Mục đích nghiên cứu ........................................................................................ 2
1.3. Yêu cầu của đề tài............................................................................................. 2
1.4. Ý nghĩa của đề tài ............................................................................................. 2
1.4.1. Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học ............................................... 2
1.4.2. Ý nghĩa thực tiễn ........................................................................................... 2
PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ...................................................................... 3
2.1. Cơ sở khoa học của đề tài ................................................................................. 3
2.1.1. Cơ sở lý luận.................................................................................................. 3
2.1.1.1. Phân loại bùn thải ....................................................................................... 3
2.1.1.2. Tính chất của bùn thải ................................................................................. 4
2.1.2. Cơ sở pháp lý ................................................................................................. 5
2.1.3. Cơ sở thực tiễn............................................................................................... 6
2.2. Hiện trạng khai thác, sử dụng than trên thế giới và Việt Nam ........................... 8
2.2.1. Hiện trạng khai thác và sử dụng than trên thế giới.......................................... 8
2.2.2. Hiện trạng khai thác và sử dụng than ở Việt Nam .......................................... 9
2.2.2.1. Hiện trạng khai thác than ở Việt Nam ......................................................... 9
2.2.2.2. Hiện trạng sử dụng than ở Việt Nam ......................................................... 12
2.3. Hiện trạng môi trường tại các mỏ than ở Việt Nam ......................................... 13
2.4. Các biện pháp xử lý nước thải......................................................................... 14
2.4.1. Phương pháp xử lý cơ học ........................................................................... 14
2.4.2. Phương pháp xử lý sinh học ......................................................................... 15
PHẦN 3. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ......... 16
3.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ................................................................... 16
3.1.1. Đối tượng nghiên cứu .................................................................................. 16
3.1.2. Phạm vi nghiên cứu ..................................................................................... 16
3.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu ................................................................... 16
3.3. Nội dung nghiên cứu...................................................................................... 16

3.4. Phương pháp thực hiện ................................................................................... 16
3.4.1. Phương pháp thu thập tài liệu, số liệu thứ cấp .............................................. 16
3.4.2. Phương pháp lấy mẫu .................................................................................. 17
3.4.2.1. Chỉ tiêu theo dõi........................................................................................ 17
3.4.2.2. Phương pháp lấy mẫu ............................................................................... 17
3.4.3. Phương pháp phân tích ................................................................................ 17
3.4.4. Phương pháp xử lý số liệu............................................................................ 18
PHẦN 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU .................................................................. 19
4.1. Tổng quan về mỏ than Nam Mẫu .................................................................... 19
4.1.1. Giới thiệu mỏ than Nam Mẫu....................................................................... 19
4.1.2. Quy mô mỏ than Nam Mẫu.......................................................................... 19
4.1.3. Các hình thức chế biến và công nghệ khai thác than .................................... 19
4.1.3.1. Hình thức khai thác và chế biến ................................................................ 19
4.1.3.2. Công nghệ khai thác ................................................................................. 20
4.1.4. Nước thải và biện pháp xử lý nước thải của mỏ than Nam Mẫu ................... 22
4.1.4.1. Các nguồn phát sinh nước thải .................................................................. 22
4.1.4.2. Công nghệ xử lý nước thải của mỏ than Nam Mẫu.................................... 23
4.2. Đánh giá hiệu quả xử lý nước thải của trạm xử lý nước thải mỏ than Nam Mẫu ....... 26
4.2.1. Nước thải mỏ than Nam Mẫu trước xử lý ..................................................... 26
4.2.2. Nước thải của mỏ than Nam Mẫu sau xử lý ................................................. 30
4.2.3. Đánh giá hiệu quả xử lý của trạm xử lý nước thải ........................................ 32
4.3. Đánh giá thành phần bùn thải từ trạm xử lý nước thải mỏ than Nam Mẫu ....... 33
4.4. Đánh giá chung và đề xuất các biện pháp xử lý bùn thải ................................. 35
4.4.1. Đề xuất biện pháp xử lý bùn thải.................................................................. 35
4.4.2. Đề xuất biện pháp xử lý bùn thải nguy hại ................................................... 36
PHẦN 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................. 40
5.1. Kết luận .......................................................................................................... 40
5.2. Kiến nghị ........................................................................................................ 41

TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 42


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1. Thống kê Hải quan về xuất khẩu than tháng 1 năm 2014. ...................... 13
Bảng 4.1. Kết quả phân tích nước thải đầu vào trạm xử lý nước thải mỏ than Nam Mẫu
.............................................................................................................................. 27
Bảng 4.2. Kết quả phân tích nước sau xử lý trạm xử lý nước thải +125 Nam Mẫu . 30
Bảng 4.3. Hiệu suất xử lý của trạm xử lý nước thải +125 Nam Mẫu ...................... 32
Bảng 4.4. Kết quả phân tích mẫu bùn thải trạm xử lý nước thải +125 Nam Mẫu ... 34


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 2.1. Biểu đồ thể hiện sự so sánh về sản lượng (triệu tấn) than của 10 quốc gia
tiêu thụ than nhiều nhất thế giới............................................................................... 9
Hình 4.1. Dây chuyền công nghệ xử lý nước thải trạm xử lý nước thải +125 Nam Mẫu
.............................................................................................................................. 23
Hình 4.2. Sơ đồ thể hiện kết quả phân tích nước thải đầu vào của trạm xử lý nước
thải so với QCVN 40:2011/BTNMT...................................................................... 28
Hình 4.3. Sơ đồ thể hiện kết quả phân tích nước thải đầu ra của trạm xử lý nước thải
so với QCVN 40:2011/BTNMT ............................................................................ 31
Hình 4.4. Biểu đồ thể hiện hiệu suất xử lý 1 số chỉ tiêu trong nước thải của trạm xử
lý nước thải +125 Nam Mẫu .................................................................................. 33
Hình 4.5. Sơ đồ công nghệ xử lý bùn cặn .............................................................. 36


DANH MỤC TỪ, CỤM TỪ VIẾT TẮT

BTNMT

: Bộ Tài nguyên Môi trường

CHXHCN

: Cộng hòa xã hội chủ nghĩa

CP

: Chính phủ

CTNH

: Chất thải nguy hại

NĐ

: Nghị định

QCVN

: Quy chuẩn Việt Nam

TCVN

: Tiêu chuẩn Việt Nam

Tp

: Thành phố

TT

: Thông tư

TXLNT

: Trạm xử lý nước thải


1

PHẦN 1
MỞ ĐẦU
1.1 Tính cấp thiết của đề tài
Những năm gần đây, cùng với sự phát triển chung của cả nước, các hoạt
động khai thác khoáng sản đã và đang góp phần to lớn vào công cuộc đổi mới đất
nước. Một số khoáng sản đã được phát hiện và khai thác từ rất lâu như vàng, thiếc,
chì, kẽm, than đá và các loại vật liệu xây dựng, số khác mới được phát hiện và khai
thác như dầu khí, sắt, đồng,… Một số nơi, có những mỏ nằm tập trung như mỏ than
ở Quảng Ninh. Trong sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước ngành than
chiếm một vai trò quan trọng trong nền kinh tế quốc dân. Tuy nhiên, bên cạnh
những mặt tích cực đạt được, chúng ta cũng đang phải đối mặt với nhiều vấn đề về
môi trường. Quá trình khai thác than phục vụ cho lợi ích của mình, con người đã
làm thay đổi môi trường xung quanh. Yếu tố chính gây tác động đến môi trường là
bụi từ khai trường của các mỏ than, bãi thải, khí độc hại và nước thải. Làm phá vỡ
cân bằng hệ sinh thái đã được hình thành từ hàng chục triệu năm, gây ra sự ô nhiễm
nặng nề đối với môi trường và trở thành vấn đề cấp bách mang tính chất xã hội và
ảnh hưởng đến sức khỏe của cộng đồng.
Trong hoạt động khai thác than hầm lò thường gây ra các vấn đề môi trường
nghiêm trọng đặc biệt là ô nhiễm môi trường nước. Hiện nay, các cơ sở khai thác

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


MỤC LỤC
PHẦN 1. MỞ ĐẦU ................................................................................................ 1
1.1 Tính cấp thiết của đề tài ..................................................................................... 1
1.2. Mục đích nghiên cứu ........................................................................................ 2
1.3. Yêu cầu của đề tài............................................................................................. 2
1.4. Ý nghĩa của đề tài ............................................................................................. 2
1.4.1. Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học ............................................... 2
1.4.2. Ý nghĩa thực tiễn ........................................................................................... 2
PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ...................................................................... 3
2.1. Cơ sở khoa học của đề tài ................................................................................. 3
2.1.1. Cơ sở lý luận.................................................................................................. 3
2.1.1.1. Phân loại bùn thải ....................................................................................... 3
2.1.1.2. Tính chất của bùn thải ................................................................................. 4
2.1.2. Cơ sở pháp lý ................................................................................................. 5
2.1.3. Cơ sở thực tiễn............................................................................................... 6
2.2. Hiện trạng khai thác, sử dụng than trên thế giới và Việt Nam ........................... 8
2.2.1. Hiện trạng khai thác và sử dụng than trên thế giới.......................................... 8
2.2.2. Hiện trạng khai thác và sử dụng than ở Việt Nam .......................................... 9
2.2.2.1. Hiện trạng khai thác than ở Việt Nam ......................................................... 9

2.2.2.2. Hiện trạng sử dụng than ở Việt Nam ......................................................... 12
2.3. Hiện trạng môi trường tại các mỏ than ở Việt Nam ......................................... 13
2.4. Các biện pháp xử lý nước thải......................................................................... 14
2.4.1. Phương pháp xử lý cơ học ........................................................................... 14
2.4.2. Phương pháp xử lý sinh học ......................................................................... 15
PHẦN 3. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ......... 16
3.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ................................................................... 16
3.1.1. Đối tượng nghiên cứu .................................................................................. 16
3.1.2. Phạm vi nghiên cứu ..................................................................................... 16
3.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu ................................................................... 16
3.3. Nội dung nghiên cứu...................................................................................... 16


3

PHẦN 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Cơ sở khoa học của đề tài
2.1.1. Cơ sở lý luận
2.1.1.1. Phân loại bùn thải [7]
Bùn dư tạo thành từ các quá trình xử lý hóa học và sinh học nước thải cần
được tiếp tục xử lý trước khi chôn lấp hoặc được tái sử dụng trong nông nghiệp.
Các biện pháp xử lý bùn cặn truyền thống thường được áp dụng như khử nước làm
giảm khối lượng bùn cặn, tăng thành phần khô của bùn và do đó giảm thiểu chi phí
quản lý và vận chuyển. Các phương pháp này có khả năng xử lý bùn tốt, nhưng
cũng đòi hỏi về yêu cầu vận hành cũng như mức độ phức tạp về công nghệ, các yêu
cầu về cơ sở hạ tầng và kĩ năng vận hành.
Bùn cặn thông thường là sản phẩm phụ nửa rắn được tạo thành từ quá trình
xử lý nước thải. Bùn cặn các hợp chất được khử từ nước thải và những hợp chất bổ
sung trong quá trình xử lý. Bùn cặn phát sinh từ các công đoạn trong dây chuyền xử

lý nước thải bao gồm bùn sơ cấp và bùn thứ cấp. Hai loại bùn này có đặc tính khác
nhau do sự khác nhau về bản chất của các thành phần chất rắn trong bùn.
Bùn sơ cấp tạo ra từ quá trình xử lý sơ cấp, ví dụ như từ bể lắng được thiết
kế để loại bỏ các hạt vô cơ (cát hoặc đá vụn) cũng như một số các loại hạt keo và
chất vô cơ đậm đặc có thể kết tủa trong nước thải chưa qua xử lý. Hàm lượng và
thành phần của bùn sơ cấp phụ thuộc vào công suất bể lắng, chế độ thủy lực và chất
lượng nước thải đầu vào.
Bùn thứ cấp tạo từ quá trình xử lý thứ cấp (sinh học) và do sự chuyển hóa
các hợp chất hữu cơ và các loại dinh dưỡng vào sinh khối và các vi sinh vật. Hàm
lượng và tính chất của bùn thải thay đổi phụ thuộc quá trình được sử dụng, hiệu suất
của các quá trình xử lý sơ cấp và nồng độ các chất hữu cơ trong nước cũng như các
điều kiện khí hậu địa phương. Nói chung, bùn thứ cấp có hàm lượng chất hữu cơ


4
cao, tỷ trọng khá thấp do các hạt kết bông và hàm lượng các chất rắn vô cơ thấp, với
các đặc điểm trên bùn thứ cấp khó xử lý hơn.
Bùn kết hợp tạo ra từ hệ thống xử lý nước thải không qua xử lý lắng sơ cấp
có đặc điểm kết hợp của bùn sơ cấp và bùn thứ cấp. Việc xử lý bùn kết hợp thường
khó vì tính chất của bùn rất khác nhau, do đó không có quy chuẩn cho việc xử lý.
Bùn hóa học là sản phẩm của các quá trình xử lý hóa học nước thải, chứa
muối, chất điện ly đa phân tử và các chất hóa học sử dụng để tăng cường khả năng
loại bỏ các chất rắn và lắng các chất dinh dưỡng. Đặc điểm của bùn hoá học phụ
thuộc thành phần các chất trợ keo tụ dùng trong quá trình xử lý nước, chất lượng
nước xử lý và các thông số vận hành của trạm.
2.1.1.2. Tính chất của bùn thải [7]
Các đặc tính cơ bản của bùn thải có thể được biểu thị theo các tính chất vật
lý, hóa học và sinh học.
Các tính chất vật lý bao gồm hàm lượng chất rắn, các chất rắn dễ bay hơi và
phân bố kích thước hạt. Hàm lượng chất rắn là trọng lượng khô của các chất rắn

trên tổng lượng của bùn. Chất rắn dễ bay hơi (volatile solid –vs) biểu thị hàm lượng
chất hữu cơ có trong bùn, được xác định bằng phương pháp phân tích trọng lượng.
VS được xác định theo độ chênh lệch giữa trọng lượng khô của mẫu bùn với trọng
lượng của mẫu sau khi nung ở nhiệt độ 550oC để làm bay hơi các chất hữu cơ. Phân
bố kích thước hạt biểu thị kích thước của các hạt bùn, thông số này liên quan tới
khả năng giữ nước của bùn.
Các tính chất hóa học chủ yếu phụ thuộc vào nguồn gốc của nước thải: các
tính chất hóa học biểu thị sự có mặt của các hợp chất có trong bùn và khả năng tái
sử dụng của bùn sau khi đã được ổn định. Các thông số chung được phân tích là
mùi, hàm lượng chất hữu cơ và kim loại. Nếu bùn được sử dụng cho mục đích tái sử
dụng thì nên được đánh giá thêm thành phần nito, phốt pho, kim loại điển hình và
chất độc hại có thể có để đảm bảo các sản phẩm cuối cùng phù hợp với các quy
định của địa phương.


5
Các tính chất sinh học biểu thị sự có mặt của các vi khuẩn, mầm bệnh trong
bùn. Quá trình xác định này rất tốn kém và khó thực hiện vì nó liên quan đến việc
nhận dạng virut, vi khuẩn đơn bào và giun sán có thể gây bệnh. Nếu bùn được dùng
cho mục đích tái sử dụng thì việc đánh giá các mầm bệnh phải được thực hiện.
Việc xử lý bùn thải rất cần thiết cho sức khỏe, môi trường và kinh tế. Bùn
thải có thể là môi trường nguy hại nghiêm trọng đến sức khỏe vì nó chứa nhiều
mầm bệnh và các sinh vật nguy hại khác có thể ảnh hưởng lớn đến cộng đồng. Do
đó, cần phải khống chế các mầm bệnh và kiểm soát các thành phần ô nhiễm có
trong bùn. Làm giảm thể tích là biện pháp cần thiết nhằm giảm chi phí và giúp cho
việc tái sử dụng trở nên có hiệu quả kinh tế.
2.1.2. Cơ sở pháp lý
- Luật Bảo vệ môi trường được Quốc hội thông qua ngày 29/11/2005 (Luật
số 52/2005/QH);
- Luật Thuế bảo vệ môi trường của Quốc hội nước CHXHCN Việt Nam

thông qua ngày 15/11/2010;
- Luật tài nguyên nước số 17/2012/QH13 của Quốc hội thông qua ngày
21/06/2012, có hiệu lực ngày 01/01/2013;
- Nghị định 179/2013/NĐ – CP ngày 14/11/2013 của Chính phủ về xử lý vi
phạm hành chính trong lĩnh vực bảo vệ môi trường;
- Nghị định 201/2013/NĐ - CP ngày 27/11/2013 của Chính phủ hướng dẫn
Luật tài nguyên nước;
- Thông tư số 43/2013/TT-BTNMT ngày 25/12/2013 của Bộ Tài nguyên và
Môi trường về việc quy định Quy định Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về môi trường;
- Thông tư số 32/2013/TT-BTNMT ngày 25/10/2013 của Bộ Tài nguyên và
Môi trường về việc ban hành quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về môi trường;
- Thông tư số 12/2011/TT-BTNMT ngày 14/04/2011 về Quản lý chất thải
nguy hại;
- QCVN 40:2011/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng
nước thải công nghiệp;


6
- QCVN 50:2013/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia ngưỡng nguy hại
đối với bùn thải từ quá trình xử lý nước thải.
- TCVN 5999-1995, ISO 5667-10:1992 – Chất lượng nước, lấy mẫu nước,
hướng dẫn lấy mẫu nước thải.
- TCXDVN 3989:2012/BXD – Hệ thống tài liệu thiết kế xây dựng – Cấp
nước và thoát nước – Mạng lưới bên ngoài bản vẽ thi công.
- TCVN 6663-13:2000 – Chất lượng nước. Lấy mẫu. Phần 13: Hướng dẫn
lấy mẫu bùn nước, bùn nước thải và bùn li.
2.1.3. Cơ sở thực tiễn
Công nghiệp hóa đã phát huy mạnh mẽ thế mạnh của mình trong công cuộc
xây dựng đất nước. Nhưng bên cạnh những mặt tích cực, việc phát triển nhanh
chóng này đã ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường. Hiện trạng ô nhiễm môi

trường nước đã được quan tâm. Các nhà máy, các khu công nghiệp đều có hệ thống
xử lý nước thải. Tuy nhiên, nếu chỉ xử lý nước thải mà không quan tâm đến lượng
bùn phát sinh từ khâu xử lý nước trên thì môi trường vẫn đứng trước nguy cơ ô
nhiễm cao. Bên cạnh lượng bùn thải sinh ra sau quá trình xử lý nước thải còn có
lượng bùn thải thu gom từ các khu công nghiệp, nạo vét cống rãnh, sông hồ.
Ở Việt Nam, lượng bùn thải ngày càng gia tăng. Ví dụ như thành phố Hồ Chí
Minh, mỗi ngày trung bình thành phố tiếp nhận hơn 2.000 tấn bùn từ công tác nạo
vét và làm vệ sinh mạng lưới thoát nước, 250 tấn bùn từ các khu công nghiệp, 500
tấn bùn phát sinh từ công tác rút hầm cầu, nạo vét kênh rạch,…Dự kiến đến năm
2015, khối lượng bùn thải phát sinh của thành phố Hồ Chí Minh sẽ tăng lên 2-2,5
triệu m3 bùn. [10]
Mỗi loại bùn thải có những đặc tính riêng nhưng có một đặc điểm chung là
chúng đều mang những tính chất nguy hiểm, khả năng gây ô nhiễm môi trường cao.
Nếu không được xử lý thải ngay ra môi trường bùn thải sẽ mang những đặc tính
nguy hiểm lan truyền đến môi trường đất, nước, không khí. Công tác quản lý và xử
lý bùn thải tại các đơn vị gặp nhiều khó khăn, đặc biệt các thành phố công nghiệp,


3.4. Phương pháp thực hiện ................................................................................... 16
3.4.1. Phương pháp thu thập tài liệu, số liệu thứ cấp .............................................. 16
3.4.2. Phương pháp lấy mẫu .................................................................................. 17
3.4.2.1. Chỉ tiêu theo dõi........................................................................................ 17
3.4.2.2. Phương pháp lấy mẫu ............................................................................... 17
3.4.3. Phương pháp phân tích ................................................................................ 17
3.4.4. Phương pháp xử lý số liệu............................................................................ 18
PHẦN 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU .................................................................. 19
4.1. Tổng quan về mỏ than Nam Mẫu .................................................................... 19
4.1.1. Giới thiệu mỏ than Nam Mẫu....................................................................... 19
4.1.2. Quy mô mỏ than Nam Mẫu.......................................................................... 19
4.1.3. Các hình thức chế biến và công nghệ khai thác than .................................... 19

4.1.3.1. Hình thức khai thác và chế biến ................................................................ 19
4.1.3.2. Công nghệ khai thác ................................................................................. 20
4.1.4. Nước thải và biện pháp xử lý nước thải của mỏ than Nam Mẫu ................... 22
4.1.4.1. Các nguồn phát sinh nước thải .................................................................. 22
4.1.4.2. Công nghệ xử lý nước thải của mỏ than Nam Mẫu.................................... 23
4.2. Đánh giá hiệu quả xử lý nước thải của trạm xử lý nước thải mỏ than Nam Mẫu ....... 26
4.2.1. Nước thải mỏ than Nam Mẫu trước xử lý ..................................................... 26
4.2.2. Nước thải của mỏ than Nam Mẫu sau xử lý ................................................. 30
4.2.3. Đánh giá hiệu quả xử lý của trạm xử lý nước thải ........................................ 32
4.3. Đánh giá thành phần bùn thải từ trạm xử lý nước thải mỏ than Nam Mẫu ....... 33
4.4. Đánh giá chung và đề xuất các biện pháp xử lý bùn thải ................................. 35
4.4.1. Đề xuất biện pháp xử lý bùn thải.................................................................. 35
4.4.2. Đề xuất biện pháp xử lý bùn thải nguy hại ................................................... 36
PHẦN 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................. 40
5.1. Kết luận .......................................................................................................... 40
5.2. Kiến nghị ........................................................................................................ 41
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 42


8
hiểu và tìm ra các ưu nhược điểm của từng loại phương án để áp dụng cho kết quả
xử lý đạt yêu cầu và tiết kiệm chi phí nhất.
2.2. Hiện trạng khai thác, sử dụng than trên thế giới và Việt Nam
2.2.1. Hiện trạng khai thác và sử dụng than trên thế giới
Than là một ngành công nghiệp mang tính toàn cầu, 40% quốc gia toàn cầu
sản xuất than, tiêu thụ than thì hầu như là tất cả các quốc gia.
Toàn thế giới hiện tiêu thụ khoảng 4 tỷ tấn than hàng năm. Một số ngành sử
dụng than làm nguyên liệu đầu vào như: điện, thép và kim loại, xi măng và các loại
chất đốt hóa lỏng. Than đóng vai trò chính trong sản xuất ra điện (than đá và than
non), các sản phẩm thép và kim loại (than cốc).

Hàng năm có khoảng hơn 4.030 triệu tấn than được khai thác, con số này đã
tăng 38% trong vòng 20 năm qua. Châu Á là châu lục khai thác nhanh nhất trong
khi đó Châu Âu khai thác với tốc độ giảm dần. [6]
Trung Quốc là quốc gia khai thác than lớn nhất trên thế giới, tiếp đó là Mỹ.
Điều này cho thấy, than có ở khắp mọi nơi trên trái đất chứ không tập trung tại một
địa điểm nào nhất định. Hiện nay, than đá được coi là nguồn tài nguyên quý giá của
các quốc gia trên thế giới. Cùng với dầu mỏ thì nguồn nhiên liệu này đóng vai trò
quan trọng trong sự phát triển của các ngành công nghiệp.
Thị trường tiêu thụ than lớn nhất là Châu Á chiếm 54% lượng tiêu thụ toàn
thế giới, tập trung chủ yếu tại Trung Quốc.


9
(Triệu tấn)

(Tên nước)

(Tên nước)

Hình 2.1. Biểu đồ thể hiện sự so sánh về sản lượng (triệu tấn) than của 10 quốc gia
tiêu thụ than nhiều nhất thế giới
Than sẽ vẫn đóng vai trò quan trọng, đặc biệt tại các khu vực có tốc độ
tăng trưởng cao. Tăng trưởng của thị trường than dành cho đốt lò hơi và than
cốc sẽ mạnh nhất tại châu Á, nơi mà nhu cầu về điện, sản xuất thép, sản xuất
xe hơi và nhu cầu dân sinh tăng cao theo mức sống ngày càng được cải thiện.
2.2.2. Hiện trạng khai thác và sử dụng than ở Việt Nam [5]
2.2.2.1. Hiện trạng khai thác than ở Việt Nam
Với tiềm năng về trữ lượng lớn, nguồn năng lượng than có tầm quan trọng
đặc biệt đối với sự phát triển của nền kinh tế Việt Nam cả quá khứ, hiện tại và trong
tương lai.

Than ở Việt Nam có 5 loại chính: Than antraxit (than đá), than mỡ, than bùn,
than ngọn lửa dài, than nâu.


10
Trữ lượng than đá được đánh giá là 3,5 tỷ tấn trong đó ở vùng Quảng Ninh
trên 3,3 tỷ tấn (tính đến độ sâu - 300m); còn lại gần 200 triệu tấn là nằm rải rác ở
các tỉnh: Thái nguyên, Hải Dương, Bắc giang,...
Than antraxit
Than antraxit ở Quảng Ninh:
Than ở Quảng Ninh được phân theo các vùng và cấp trữ lượng như sau:
- Cấp A+B: 466 triệu tấn, chiếm 14%
- Cấp C1: 1.813 triệu tấn, chiếm 54,5%
- Cấp C2: 1.046 triệu tấn, chiếm 31,5%.
Như vậy, cấp A+B/A+B+C1 chỉ chiếm 20,4%, chưa đạt 50%, thể hiện mức
độ tin cậy chưa cao, nhiều khoáng sàng cần phải thăm dò bổ sung trước khi đầu tư
hoặc khai thác.
Bể than Quảng Ninh được phát hiện và khai thác rất sớm, đã bắt đầu cách
đây gần 100 năm dưới thời thuộc Pháp. Hiện nay và có lẽ trong tương lai, sản lượng
than khai thác từ các mỏ ở bể than Quảng Ninh chiếm khoảng 90% sản lượng than
toàn quốc.
Tính chất đặc trưng của than Antraxit tại các khoáng sàng bể than Quảng
Ninh là kiến tạo rất phức tạp, tầng chứa than là những dải hẹp, đứt quãng dọc theo
phương của vỉa, góc dốc của vỉa thay đổi từ dốc thoải đến dốc đứng (90-510). Các
mỏ than có nhiều vỉa, với cấu tạo và chiều dày vỉa thay đổi đột ngột.
Đối với việc khai thác than ở bể Quảng Ninh trước đây, có thời kỳ sản
lượng lộ thiên đã chiếm đến 80%, tỷ lệ này dần dần đã thay đổi, hiện nay còn
60%, trong tương lai sẽ còn xuống thấp hơn. Vì các mỏ lộ thiên lớn đã và sẽ
giảm sản lượng, đến cuối giai đoạn 2015-2020 có mỏ không còn sản lượng; các
mỏ mới lộ thiên lớn sẽ không có, nếu có là một số mỏ sản lượng dưới 0,5 - 1

triệu tấn/năm. Tỷ lệ sản lượng than hầm lò tăng, nói lên điều kiện khai thác ngày
càng khó khăn, chi phí đầu tư xây dựng và khai thác tăng, dẫn tới giá thành sản
xuất tăng cao. Cho nên, tuy trữ lượng địa chất của bể than Quảng Ninh là trên 3
tỷ tấn, nhưng trữ lượng kinh tế là 1,2 tỷ tấn và trữ lượng công nghiệp đưa vào


11
quy hoạch xây dựng giai đoạn từ nay đến 2010-2020 mới ở mức 500-600 triệu
tấn. Mức độ khai thác xuống sâu là -150m. Còn từ -150m đến -300m, cần phải
tiến hành thăm dò địa chất, nếu kết quả thăm dò thuận lợi, thiết bị và công nghệ
khai thác tiên tiến, việc đầu tư cho mức dưới -150m sẽ được xem xét vào sau
năm 2020.
Than antraxit ở các vùng khác:
Có nhiều trữ lượng than đá antraxit khác nằm rải rác ở các tỉnh: Hải
Dương, Bắc Giang, Thái Nguyên, Sơn La, Quảng Nam, với trữ lượng từ vài trăm
nghìn tấn đến vài chục triệu tấn. Ở các nơi này, quy mô khai thác thường từ vài
nghìn tấn đến 100-200 nghìn tấn/năm. Tổng sản lượng hiện nay không quá 200
nghìn tấn/năm.
Than mỡ
Trữ lượng tiềm năng được đánh giá sơ bộ là 27 triệu tấn, trong đó trữ lượng
địa chất là 17,6 triệu tấn, chủ yếu tập trung ở 2 mỏ Làng Cẩm (Thái Nguyên) và mỏ
Khe Bố (Nghệ An).
Ngoài ra, than mỡ còn có ở các tỉnh: Sơn La, Lai Châu, Hoà Bình song với
trữ lượng nhỏ. Than mỡ được dùng chủ yếu cho ngành luyện kim với nhu cầu rất
lớn sau năm 2000, nhưng trữ lượng than mỡ ở Việt Nam lại rất ít, điều kiện khai
thác khó khăn.
Than bùn
Than bùn ở Việt Nam nằm rải rác từ Bắc đến Nam, nhưng chủ yếu tập trung
ở đồng bằng sông Cửu Long (với hai mỏ than lớn là U Minh Thượng và U Minh
Hạ): đồng bằng Bắc Bộ 1.650 triệu m3; ven biển Miền Trung 490 triệu m3; đồng

bằng Nam Bộ 5.000 triệu m3.
Trước đây vùng đồng bằng Nam Bộ được đánh giá có trữ lượng là 1 tỷ tấn và
còn cao hơn nữa. Nhưng nạn cháy rừng đã phá huỷ đi rất nhiều trữ lượng than.
Từ trước tới nay than bùn được khai thác chủ yếu dùng làm chất đốt sinh
hoạt (pha trộn với than antraxit của Quảng Ninh) và làm phân bón ruộng với quy
mô nhỏ, khai thác thủ công là chính, sản lượng khai thác hiện nay được đánh giá là


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1. Thống kê Hải quan về xuất khẩu than tháng 1 năm 2014. ...................... 13
Bảng 4.1. Kết quả phân tích nước thải đầu vào trạm xử lý nước thải mỏ than Nam Mẫu
.............................................................................................................................. 27
Bảng 4.2. Kết quả phân tích nước sau xử lý trạm xử lý nước thải +125 Nam Mẫu . 30
Bảng 4.3. Hiệu suất xử lý của trạm xử lý nước thải +125 Nam Mẫu ...................... 32
Bảng 4.4. Kết quả phân tích mẫu bùn thải trạm xử lý nước thải +125 Nam Mẫu ... 34


13
Nhìn chung các thị trường xuất khẩu than tháng đầu năm nay đều bị sụt giảm
cả về lượng và kim ngạch so với tháng trước đó: xuất sang Nhật Bản (tăng 1,39%
về lượng nhưng tăng nhẹ 4,91% về kim ngạch); sang Hàn Quốc (giảm 34,83% về
lượng và 32,88% về kim ngạch); Lào (giảm trên 29% cả về lượng và kim ngạch);
Malaysia (tăng 2,23% về lượng nhưng giảm 24,76% về kim ngạch).
Riêng xuất khẩu sang thị trường Indonesia tuy rất ít nhưng lại tăng cả về
lượng và kim ngạch với mức tăng 6,14% và 3,63%.
Bảng 2.1. Thống kê Hải quan về xuất khẩu than tháng 1 năm 2014.
ĐVT: USD
Tháng 1 năm
Thị trường

Tháng 1 năm 2014

Tháng 12 năm 2013

2014 so với Tháng
12 năm 2013 (%)
Lượng

Trị giá

71.079.767 1.454.806 100.488.811

-32,76

-29,27

Trung Quốc 777.359

50.430.390 1.216.660

75.985.317

-36,11

-33,63

Nhật Bản

118.426

12.931.907

116.797

13.599.663

+1,39

-4,91

Hàn Quốc

56.102

4.375.839

86.091

6.519.169

-34,83

-32,88

Ấn Độ

6.600

1.313.400

0

0

-

-

Lào

8.561

915.800

12.090

1.304.165

-29,19

-29,78

Malaysia

3.300

303.600

3.228

403.500

+2,23

-24,76

Indonesia

1.210

148.830

1.140

143.620

+6,14

+3,62

Tổng kim
ngạch

Lượng

Trị giá

Lượng

Trị giá

(tấn)

(USD)

(tấn)

(USD)

978.158

2.3. Hiện trạng môi trường tại các mỏ than ở Việt Nam [8]
Từ thực tế cho thấy hoạt động khai thác, vận chuyển, tiêu thụ than và khai
thác khoáng sản làm vật liệu xây dựng đã ảnh hưởng lớn đến môi trường tại địa
phương, đặc biệt là khu vực sản xuất trực tiếp. Một số nguồn nước mặt chịu tác
động trực tiếp từ các hoạt động khai thác than điển hình như: Hồ Nội Hoàng, suối


14
Lộ Phong, suối Moong Cọc Sáu, sông Mông Dương. Các đợt quan trắc gần đây cho thấy
độ pH của nước suối Lô Phong thấp từ 5,1 đến 5,2 nằm ngoài giới hạn cho phép.
Ngoài ô nhiễm về nước, môi trường không khí tại các khu vực có hoạt động
vận tải than có biểu hiện ô nhiễm bụi cao như khu vực sản xuất vật liệu xây dựng tại
phường Phương Nam (Uông Bí) hàm lượng bụi cao gấp 1,56 lần giới hạn cho phép;
khu vực nhà sàng Công ty Than Mạo Khê hàm lượng bụi cao gấp 1,70 lần giới hạn
cho phép, khu vực khai thác than Hà Tu, Núi Béo hàm lượng bụi đo được gấp 1,46
lần giới hạn cho phép...
Không chỉ môi trường nước, không khí bị những tác động tiêu cực bởi hoạt
động khai thác khoáng sản mà môi trường đất cũng chịu ảnh hưởng. Đặc biệt, biến
đổi về địa hình và cảnh quan mạnh nhất diễn ra chủ yếu ở những khu vực có khai

thác than lộ thiên. Một số bãi thải có độ cao trên 200m như: Cọc Sáu, Nam Đèo
Nai, Đông Cao Sơn và có sườn dốc tới 35 độ. Nhiều moong khai thác lộ thiên tạo
nên địa hình âm có độ sâu từ -50m đến -150m dưới mực nước biển trung bình (các
mỏ Cọc Sáu, Hà Tu, Núi Béo...).
Bên cạnh đó tình trạng xói mòn, rửa trôi và trượt lở xảy ra phổ biến trên khai
trường khai thác than, trên các tuyến đường vận chuyển, đặc biệt là tại các bãi đổ thải.
2.4. Các biện pháp xử lý nước thải [3]
2.4.1. Phương pháp xử lý cơ học
Phương pháp xử lý cơ học dùng để tách các chất ở thể rắn không hòa tan hay
hòa tan một phần ở dạng keo, huyền phù lơ lửng ra khỏi nước thải. Phương pháp
này thường sử dụng: song chắn rác, lưới lọc; bể lắng cát; bể lắng sơ cấp; bể vớt dầu
mỡ; bể lọc.
Nếu điều kiện vệ sinh cho phép, khả năng tư làm sạch của nguồn tiếp nhận
tốt thì sau quá trình xử lý cơ học nước thải được khử trùng rồi xả vào nguồn nước,
nhưng thường thì xử lý cơ học chỉ là giai đoạn xử lý sơ bộ trước khi cho qua hệ
thống xử lý sinh học.


15
2.4.2. Phương pháp xử lý sinh học
Phương pháp này dựa vào khả năng sống và hoạt động của các vi sinh để
phân hủy – oxy hóa các chất hữu cơ ở dạng keo và hoà tan có trong nước thải.
- Những công trình xử lý sinh học được phân thành 2 nhóm:
+ Những công trình xử lý thực hiện trong điều kiện tự nhiên: cánh đồng tưới,
bãi lọc, hồ sinh học… thường quá trình xử lý diễn ra chậm.
+ Những công trình xử lý thực hiện trong điều kiện nhân tạo: bể lọc sinh học
(bể Biophin), bể làm thoáng sinh học (bể aerotank),… Do các điều kiện tạo nên
bằng nhân tạo mà quá trình xử lý diễn ra nhanh hơn, cường độ mạnh hơn.

16

PHẦN 3
ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
3.1.1. Đối tượng nghiên cứu
Nghiên cứu nước thải, bùn thải tại Trạm xử lý nước thải của mỏ than Nam
Mẫu tại xã Uông Thượng – Thành phố Uông Bí – Quảng Ninh, thuộc Tập đoàn than
khoáng sản Việt Nam (Vinacomin).
3.1.2. Phạm vi nghiên cứu
- Nghiên cứu tính chất, thành phần, đặc điểm các yếu tố đầu vào Trạm xử lý
nước thải của mỏ than +125 Nam Mẫu.
- Nghiên cứu đánh giá quy trình xử lý, vận hành hệ thống của mỏ than Nam
Mẫu tại xã Uông Thượng – Thành phố Uông Bí – tỉnh Quảng Ninh.
- Nghiên cứu phân tích bùn thải và đánh giá mức độ nguy hại của bùn thải tại
mỏ than Nam Mẫu. So sánh với các quy chuẩn hiện hành.
- Nghiên cứu và đề xuất các biện pháp xử lý bùn thải.
3.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu
- Địa điểm nghiên cứu: Trạm xử lý nước thải mỏ than +125 Nam Mẫu xã
Uông Thượng – Thành phố Uông Bí – tỉnh Quảng Ninh.
- Địa điểm thực tập: Công ty TNHH Tư vấn và Chuyển giao Công nghệ Môi
trường Thăng Long.
- Thời gian nghiên cứu: Từ tháng 5/2014 đến tháng 8/2014.
3.3. Nội dung nghiên cứu
- Tổng quan về mỏ than Nam Mẫu.
- Đánh giá hiệu quả xử lý nước thải của hệ thống xử lý nước thải mỏ than
Nam Mẫu
- Đánh giá thành phần bùn thải từ hệ thống xử lý nước thải mỏ than Nam Mẫu.
- Đánh giá chung và đề xuất các biện pháp xử lý bùn thải.
3.4. Phương pháp thực hiện

3.4.1. Phương pháp thu thập tài liệu, số liệu thứ cấp
- Các tài liệu có liên quan tại cơ sở thực tập.


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 2.1. Biểu đồ thể hiện sự so sánh về sản lượng (triệu tấn) than của 10 quốc gia
tiêu thụ than nhiều nhất thế giới............................................................................... 9
Hình 4.1. Dây chuyền công nghệ xử lý nước thải trạm xử lý nước thải +125 Nam Mẫu
.............................................................................................................................. 23
Hình 4.2. Sơ đồ thể hiện kết quả phân tích nước thải đầu vào của trạm xử lý nước
thải so với QCVN 40:2011/BTNMT...................................................................... 28
Hình 4.3. Sơ đồ thể hiện kết quả phân tích nước thải đầu ra của trạm xử lý nước thải
so với QCVN 40:2011/BTNMT ............................................................................ 31
Hình 4.4. Biểu đồ thể hiện hiệu suất xử lý 1 số chỉ tiêu trong nước thải của trạm xử
lý nước thải +125 Nam Mẫu .................................................................................. 33
Hình 4.5. Sơ đồ công nghệ xử lý bùn cặn .............................................................. 36


18
+ Xác định Mn theo TCVN 6002:1995 – Phương pháp trắc quang dùng
formaldoxim.
+ Xác định Fe theo TCVN 6177:1996 – Phương pháp trắc phổ dùng thuốc
thử 1,10-phenantrolin.
+ Xác định Hg theo TCVN 7877:2008 (ISO 5666:1999)
+ Xác định TSS theo TCVN 6625:2000 (ISO 11923:1997) – Xác định TSS
bằng cách lọc qua cái lọc sợi thủy tinh.
+ Xác định Clo dư theo TCVN 6225-3:2011 (ISO 7393-3:1990)
+ Xác định tổng Coliform theo TCVN 8775:2011 – Phương pháp kỹ thuật
màng lọc.
+ Xác định tổng dầu mỡ theo TCVN 7875:2008 – Phương pháp chiếu hồng ngoại.

- Phân tích các chỉ tiêu trong bùn thải:
+ Phương pháp chuẩn xác định pH trong bùn thải: ASTM D3278-96.
+ Phương pháp phân tích CN- trong bùn thải: EPA SW-846 – Phương pháp
9010 hoặc 9012.
+ TCVN 9239:2012 – Quy trình chiết độc tính.
+ TCVN 9240:2012 – Phương pháp thử tiêu chuẩn để chiết chất thải theo
từng mẻ.
Kết quả phân tích được sẽ được đối chứng với quy chuẩn Việt Nam: QCVN
50:2013/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về ngưỡng chất thải nguy hại và
QCVN 40:2011/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về nước thải công nghiệp.
3.4.4. Phương pháp xử lý số liệu
Từ số liệu phân tích được tổng hợp và đưa ra các đánh giá, nhận xét.
Các kết quả được phân tích mẫu và xử lý để đưa ra các sai số, độ tin cậy
(f), độ tương quan (r) của các dãy số liệu,…
Xử lý thống kê kết quả và xác định giá trị trung bình, khoảng tin cậy…
theo tiêu chuẩn ISO 2602:1980.