Nghiên cứu công nghệ có màng lọc để xử lý nước thải hầm lò mỏ than khu vực Quảng Ninh phục vụ cho mục đích cấp nước sinh hoạt

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG

Trần Hoàng Anh

NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ CÓ MÀNG LỌC
ĐỂ XỬ LÝ NƢỚC THẢI HẦM LÕ MỎ THAN
KHU VỰC QUẢNG NINH PHỤC VỤ CHO MỤC ĐÍCH
CẤP NƢỚC SINH HOẠT

Chuyên ngành: Kỹ thuật cơ sở hạ tầng
Mã số : 62.58.02.10

Hà Nội - Năm 2018


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG

Trần Hoàng Anh

NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ CÓ MÀNG LỌC
ĐỂ XỬ LÝ NƢỚC THẢI HẦM LÕ MỎ THAN
KHU VỰC QUẢNG NINH PHỤC VỤ CHO MỤC ĐÍCH
CẤP NƢỚC SINH HOẠT

Chuyên ngành: Kỹ thuật cơ sở hạ tầng
Mã số : 62.58.02.10

LUẬN ÁN TIẾN SỸ KỸ THUẬT
NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC

1. PGS.TS Trần Đức Hạ
2. PGS.TS Trần Thị Việt Nga

Hà Nội - Năm 2018


i

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu, kết
quả trình bày trong luận án là hoàn toàn trung thực và chưa từng được ai công bố
trong bất cứ một công trình nghiên cứu nào khác.

Tác giả

Trần Hoàng Anh


ii

LỜI CẢM ƠN
Luận án được hoàn thành là kết quả sự nỗ lực học tập, nghiên cứu của tác giả
cùng với sự giúp đỡ vô cùng quý báu, hiệu quả của giáo viên hướng dẫn, cơ sở đào
tạo, cơ quan chủ quản, các thế hệ nhà khoa học đi trước và đồng nghiệp.
Xin chân thành cảm ơn PGS.TS Trần Đức Hạ, PGS.TS Trần Thị Việt Nga đã
tận tình chỉ bảo trong suốt quá trình thực hiện luận án.
Xin cảm ơn Ban chủ nhiệm đề tài NCKH cấp Bộ, Bộ Giáo dục và Đào tạo
“Nghiên cứu công nghệ màng lọc để xử lý nước thải hầm lò mỏ than cho mục đích
cấp nước sinh hoạt, mã số: B2013-03-08” đã tạo điều kiện cho NCS tham gia thực

hiện đề tài và khai thác số liệu cho luận án.
Tôi xin chân thành cảm ơn Công ty Mitshubishi Rayon (Nhật Bản) đã cung
cấp các mô dun màng MF và UF cũng như giúp đỡ phân tích hiện tượng bám dính
màng bằng các phương tiện kỹ thuật của công ty.
Tôi xin cảm ơn Công ty TNHH một thành viên Than Mạo Khê (tập đoàn TKV),
Công ty 790 (Tổng công ty Đông Bắc), Trường đại học Công nghiệp Quảng Ninh đã
tạo điều kiện giúp đỡ, tạo mọi điều kiện thuận lợi để tác giả hoàn thành luận án.
Xin gửi lời cảm ơn tới các tập thể, cá nhân Bộ môn Cấp thoát nước, Khoa Kỹ
thuật và môi trường đã giúp đỡ tác giả trong suốt thời gian làm luận án.

Tác giả luận án

TRẦN HOÀNG ANH


iii

MỤC LỤC
MỤC LỤC ................................................................................................................ iii
DANH MỤC CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT ............................................................. vi
DANH MỤC CÁC BẢNG ....................................................................................... ii
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ................................................................................. iv
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1
1.

Sự cấp thiết của đề tài ............................................................................................................1

2.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu .........................................................................................3

3.

Mục tiêu nghiên cứu của luận án ..........................................................................................3

4.

Phương pháp nghiên cứu .......................................................................................................3

5.

Nội dung nghiên cứu ..............................................................................................................4

6.

Ý nghĩa khoa học ...................................................................................................................5

7.

Ý nghĩa thực tiễn ....................................................................................................................5

8.

Các đóng góp mới ..................................................................................................................5

Chƣơng 1: TỔNG QUAN VỀ NHU CẦU CẤP NƢỚC CHO CÁC MỎ THAN
KHU VỰC TỈNH QUẢNG NINH, CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ VÀ TÁI SỬ
DỤNG NƢỚC THẢI HẦM LÒ MỎ THAN...........................................................6
1.1.

Tình hình khai thác và nhu cầu cấp nước sinh hoạt và sản xuất cho khai thác than tại các

mỏ khu vực Quảng Ninh ...................................................................................................................6
1.1.1. Tình hình khai thác than khu vực Quảng Ninh ....................................................................6
1.1.2. Nhu cầu cấp nước sinh hoạt và sản xuất cho khai thác than khu vực Quảng Ninh ...........8
1.2.

Ô nhiễm môi trường do nước thải khai thác than ............................................................. 10

1.2.1. Sự hình thành nước thải trong quá trình khai thác than .................................................... 10
1.2.2. Các thành phần ô nhiễm trong nước thải hầm lò mỏ than ................................................ 11
1.2.3. Ô nhiễm môi trường nước do nước thải mỏ hầm lò khu vực Quảng Ninh ..................... 13
1.3.

Xử lý và tái sử dụng nước thải hầm lò mỏ than ở trong và ngoài nước .......................... 17

1.3.1. Xử lý và tái sử dụng nước thải hầm lò mỏ than ở Việt Nam ........................................... 17
1.3.2. Kinh nghiệm xử lý và tái sử dụng nước thải HLMT trên Thế Giới................................. 24

Chƣơng 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ HOÀN THIỆN QUÁ TRÌNH XỬ LÝ
NƢỚC THẢI HẦM LÒ MỎ THAN ĐỂ CẤP NƢỚC SINH HOẠT .................33
2.1.

Các bước xử lý bậc cao nước thải HLMT để cấp nước sinh hoạt.................................... 33

2.2.

Hoàn thiện công nghệ xử lý bậc 1 nước thải hầm lò mỏ than để đảm bảo hiệu quả cho

quá trình lọc màng .......................................................................................................................... 36

iv

2.2.1. Tăng cường trung hòa và kiềm hóa nước thải ................................................................... 36
2.2.2. Tăng cường quá trình lắng bằng keo tụ-tạo bông ............................................................ 39
2.2.3. Tăng cường quá trình lắng bằng lắng lớp mỏng .............................................................. 44
2.2.4. Tăng cường quá trình loại bỏ sắt và mangan trong quá trình lọc cát ............................... 45
2.2.5. Tiền xử lý cho quá trình lọc màng bằng các thiết bị lọc bậc hai ...................................... 48
2.3.

Quá trình màng lọc .............................................................................................................. 49

2.3.1. Khái niệm chung về màng lọc ............................................................................................ 49
2.3.2. Quá trình chuyển khối qua màng xốp ................................................................................ 53
2.3.3. Màng vi lọc (MF) và siêu lọc (UF) ứng dụng để xử lý nước cấp cho sinh hoạt ............. 58
2.3.4. Tắc màng và các biện pháp khắc phục ............................................................................... 61

Chƣơng 3: PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ MÔ HÌNH THỰC NGHIỆM
...................................................................................................................................66
3.1.

Mục đích các nghiên cứu thực nghiệm .............................................................................. 66

3.1.1. Nghiên cứu hoàn thiện quá trình xử lý nước thải HLMT bằng phương pháp keo tụ - lắng
– lọc .............................................................................................................................................. 66
3.1.2. Nghiên cứu xử lý tiếp tục nước thải HLMT bằng lọc màng để cấp nước cho sinh hoạt 66
3.2.

Đối tượng nghiên cứu ......................................................................................................... 67

3.2.1. Nước thải Hầm lò -80m mỏ than Mạo Khê....................................................................... 67
3.2.2. Nước thải HLMT Công ty 790 Tổng công ty Đông Bắc (Bộ Quốc phòng) ................... 67
3.3.

Các mô hình triển khai nghiên cứu thực nghiệm .............................................................. 68

3.3.1. Xác định liều lượng hóa chất tối ưu bằng jar-test ............................................................. 68
3.3.2. Mô hình và quy trình nghiên cứu hoàn thiện quá trình keo tụ - lắng – lọc tại hiện trường69
3.3.3. Mô hình và quy trình nghiên cứu xử lý tiếp tục nước thải HLMT bằng màng lọc MF và
UF quy mô PTN ............................................................................................................................. 74
3.3.4. Mô hình và quy trình nghiên cứu trên mô hình lọc màng đặt tại hiện trường ................ 78
3.4.

Các thông số/ chỉ tiêu và phương pháp phân tích, xác định ............................................. 82

3.4.1. Phương pháp lấy mẫu nước thải......................................................................................... 82
3.4.2. Phương pháp phân tích các thông số chất lượng nước ..................................................... 82
3.4.3. Phương pháp xác định các đại lượng và thông số hoạt động của mô hình ..................... 83
3.4.4. Phương pháp nghiên cứu hiện tượng dính bám các cặn bẩn và muối trên bề mặt màng
lọc và rửa màng.............................................................................................................................. 84

Chƣơng 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ..................................85
4.1.

Kết quả nghiên cứu tiền xử lý nước thải HLMT bằng phương pháp keo tụ - lắng – lọc.85

4.1.1. Kết quả xác định liều lượng hóa chất tối ưu bằng jar-test ................................................ 85

v

4.1.2. Kết quả nghiên cứu trên mô hình keo tụ - lắng và thảo luận............................................ 88
4.1.3. Kết quả nghiên cứu trên mô hình lọc và thảo luận ........................................................... 91
4.1.4. Đánh giá hiệu quả xử lý nước thải hầm lò -80m mỏ than Mạo Khê theo các quá trình xử
lý (keo tụ, lắng, lọc) trên mô hình hiện trường ............................................................................. 99
4.2.

Nghiên cứu xử lý tiếp tục nước thải HLMT bằng lọc màng để cấp nước cho sinh hoạt101

4.2.1. Kết quả nghiên cứu XLNT HLMT bằng màng MF trên mô hình PTN ........................ 101
4.2.2. Nghiên cứu XLNT HLMT bằng màng UF trên mô hình hiện trường .......................... 115
4.3.

Đề xuất công nghệ xử lý nước thải HLMT và chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của hệ thống cấp

nước sinh hoạt từ nguồn nước thải sau khi xử lý đạt mức A của QCVN 40:2011/BTNMT .. 127
4.3.1. Các số liệu đầu vào và các tiêu chí lựa chọn công nghệ XLNT .................................... 127
4.3.2. Đề xuất sơ đồ dây chuyền công nghệ XLNT HLMT cấp nước sinh hoạt..................... 129
4.3.3. Xác định hiệu quả kinh tế kỹ thuật hệ thống xử lý và tái sử dụng nước thải HLMT theo
số liệu Công ty 790 ....................................................................................................................... 132

KẾT LUẬN ............................................................................................................137
KIẾN NGHỊ ...........................................................................................................139
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ ..................................................140
TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................141
PHỤ LỤC ............................................................................................................ PL-1


vi

DANH MỤC CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT
Ký hiệu
AS

Tiếng Anh
Aluminosilicat

Tiếng Việt
Hạt AS

B/C

Benefit-Cost Ratio

Tỷ số lợi ích / chi phí
Bảo vệ môi trường

BVMT
BOD

Biochemical Oxygen Demand

Nhu cầu ôxy sinh học

BTNMT

Bộ tài nguyên môi trường

BYT

Bộ y tế

COD

Chemical Oxygen Demand

Nhu cầu ôxy hóa học

DCCN

Dây chuyền công nghệ

DA

Dự án

DAF

Dissolved Air Flotation

Tuyển nổi bọt khí

DO

Dissolved Oxygen

Ôxy hòa tan

ĐHXD

FT-IR

Đại học Xây dựng
Fourrier Transformation
InfraRed

Quang phổ hấp thụ hồng ngoại

HLMT

Hầm lò mỏ than

HTCN

Hệ thống cấp nước

IRR

Internal Rate of Return

Tỷ suất hoàn vốn nội bộ

ISO

International Organization for
Standardization

Hệ thống quản lý chất lượng iso
Chất huyền phù

MES
MF
MH

Microfiltration
Mann – Hummel

Vi lọc
Hãng Mann – Hummel Đức
Vật liệu lọc mangan-Cát phủ

MQ7

MnO2
MR

Mitshubishi Rayon

Công ty Mitshubishi Rayon
(Nhật Bản)
Nghiên cứu sinh

NCS
NF

Nanofiltration

Lọc nano

vii

NPV

Net Present Value

Giá trị hiện tại thuần
Vật liệu lọc đa năng ODM-2F

ODM-2F
PAA

Polyacrylamit

Hóa chất trợ keo tụ PAA

PAC

Polime aluminium chloride

Hóa chất keo tụ PAC

PAM

Polyacrylamid

Hóa chất trợ keo tụ PAM

PAN

Polyacylonitril

Vật liệu PAN

PLC

Bộ điều khiển biến tần

PTN

Phòng thí nghiệm

PTFE

Teflon

Nhựa Teflon

PVDF

Polyvinylidene fluoride

Vật liệu PVDF
Quy chuẩn Việt Nam

QCVN
RO

Reverce osmosis

Lọc thẩm thấu ngược

SDI

Silt Density Index

Chỉ số mật độ bùn

SEM

Scaning electronic microscopy

Máy quét trên kính hiển vi điện
tử

SS

Suspended Solids

Chất lơ lửng

TCCP

Tiêu chuẩn cho phép

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

TDS

Total Dissolved Solids

Tổng chất rắn hoà tan

TNHH

Trách nhiệm hữu hạn

TKV

Tập đoàn than khoáng sản Việt
Nam

TMP

Trans Membrane Pressure

Áp suất vận chuyển của màng

UF

Ultrafiltration

Siêu lọc

XMA

X-ray micro Analyzer

Phân tích X quang

XLNT

Xử lý nước thải


ii

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Nhu cầu sử dụng nƣớc của Công ty 790 [27] .........................................8
Bảng 1.2. Đặc điểm nƣớc thải hầm lò mỏ than và tác động đến môi trƣờng[78].
...................................................................................................................................13
Bảng 1.3. Đặc tính nƣớc thải một số mỏ than hầm lò điển hình khu vực Quảng
Ninh thuộc TKV [30]. .............................................................................................15
Bảng 1.4. Phân lo i c c công nghệ xử l nƣớc thải ng nh than Việt Nam [13] 18
Bảng 1.5. Hiệu quả xử lý tr m XLNT hầm lò – 80m Công ty Than M o Khê .21
Bảng 1.6. Khả năng kết tủakim lo i nặng trong nƣớc thải hầm lò bằng phƣơng
pháp trung hòa/ kiềm hóa [62]. ..............................................................................26
Bảng 2.1. Yêu cầu chất lƣợng nƣớc thải hầm lò mỏ than sau quá trình hoàn
thiện công nghệ bằng các quá trình xử lý tăng cƣờng .........................................34
Bảng 2.2. Mức độ xử lý nâng cao để cấp nƣớc sinh ho t ....................................35
Bảng 2.3. Kích thƣớc mao quản và áp suất làm việc một số quá trình màng [80]
...................................................................................................................................50
Bảng 3.1. Đặc điểm màng sợi rỗng Mitsubishi Rayon .........................................74
Bảng 3.2. Các quy trình rửa màng MF/UF sợi rỗng do Mitsubishi Rayon thực
hiện............................................................................................................................77
Bảng 4.1. Đặc điểm nƣớc thải đầu vào để nghiên cứu quá trình keo tụ - lắng
trên thiết bị jar-test .................................................................................................85
Bảng 4.2. Chất lƣợng nƣớc thải hầm lò -80m mỏ than M o Khê sau quá trình

xử lý t i tr m XLNT công ty than M o Khê và sau mô hình XLNT hiện trƣờng
với các quá trình lọc khác nhau ...........................................................................100
Bảng 4.3. Hiệu quả tách các chất ô nhiễm trong nƣớc thải HLMT M o Khê
sau xử lý keo tụ - lắng - lọc bằng màng MF trên mô hình PTN .......................106
Bảng 4.4. Hiệu quả tách các chất ô nhiễm trong nƣớc thải HLMT sau khi xử lý
t i tr m XLNT Công ty 790 và hệ thống đĩa lọc Arkan bằng màng UF trên mô
hình PTN ................................................................................................................111
Bảng 4.5. Hiệu quả xử lý các chất ô nhiễm nƣớc thải HLMT bằng màng lọc UF
.................................................................................................................................119


iii

Bảng 4.6.Tổng hợp chất lƣợng nƣớc thải HLMT công ty 790 theo các quá trình
xử lý ........................................................................................................................126
Bảng 4.7. Các yêu cầu chất lƣợng nƣớc thải sau xử lý ......................................128
Bảng 4.8. Các số liệu thiết kế hệ thống xử lý và tái sử dụng nƣớc thải Công ty
790 ...........................................................................................................................133


iv

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1.1. Bản đồ ranh giới các mỏ than khu vực Quảng Ninh .............................7
Hình 1.2. Quá trình oxy hóa pyrit [53]. .................................................................12
Hình 1.3. Giá trị pH trong các lo i nƣớc thải sản xuất các cơ sở khai thác than
Công ty than Hòn Gai năm 2005[4] .......................................................................14
Hình 1.4. Biểu đồ biến đổi pH và TSS trong nƣớc thải HLMT M o Khê .........16
Hình 1.5. Biểu đồ biến đổi hàm lƣợng Fe và Mn trong nƣớc thải HLMT M o
Khê ............................................................................................................................17

Hình 1.6. Sơ đồ nguyên tắc chung XLNT hầm lò mỏ than do công ty môi
trƣờng TKV quản lý[25]. ........................................................................................19
Hình 1.7. Sơ đồ công nghệ XLNT hầm lò Công ty 790[27] .................................22
Hình 1.8. Biểu đồ thay đổi các chỉ tiêu pH, TSS, Fe và Mn trong nƣớc thải đầu
vào và đầu ra tr m XLNT công ty 790 theo thời gian lấy mẫu. .........................23
Hình 1.9. Dây chuyền công nghệ xử lý tiếp tục nƣớc thải hầm lò mỏ than Công
ty 790 (Tổng công ty Than Đông Bắc) ...................................................................24
Hình 1.10. Phƣơng pháptruyền thống: trung hòa bằng vôi và keo tụ bằng PAC
để xử lý nƣớc thải hầm lò mỏ than có độ axit cao. ...............................................26
Hình 1.11. Sơ đồ dây chuyền xử lý nƣớc thải mỏ Nakagawachi (Nhật Bản) [36]
...................................................................................................................................27
Hình 1.12. Sơ đồ xử lý nƣớc thải hầm lò cho mục đích tái sử dụng ở công ty
than Longyu (Trung Quốc) ....................................................................................30
Hình 1.13. Sơ đồ dây chuyền công nghệ XLNT HLMT để cấp nƣớc cho nhà
máy nhiệt điện ở Nam Phi[49]................................................................................31
Hình 2.1. Sơ đồ các bƣớc xử lý nâng cao nƣớc thải hầm lò mỏ than để cấp nƣớc
sinh ho t ...................................................................................................................36
Hình 2.2. Mô hình quá trình keo tụ - T o bông ...................................................41
Hình 2.3. Hiệu quả của chất xúc tác trong quá trình khử mangan bằng oxi[4]47
Hình 2.4. Khả năng tách các chất của các lo i màng lọc[39][72] .......................51
Hình 2.5. Cấu trúc màng[40] ..................................................................................51
Hình 2.6. Các d ng modun màng lọc [38] .............................................................52
Hình 2.7. Sơ đồ nguyên lý phần tử chuyển dịch qua màng[40] ..........................54
Hình 2.8. Các phƣơng pháp lọc nƣớc qua màng[8] .............................................56


v

Hình 2.9. Các lo i màng lọcMF: a) màng lƣới và b) màng sâu[39] ....................59
Hình 2.10. Các lo i độ cản của màng trong quá trình vận hành ........................62

Hình 2.11. Xối nƣớc rửa màng[42] ........................................................................64
Hình 3.1. Bộ jar-test để xác định liều lƣợng hóa chất tối ƣu cho nƣớc thải
HLMT M o Khê ......................................................................................................69
Hình 3.2. Sơ đồ mô hình keo tụ - lắng - lọc XLNT HLMT t i hiện trƣờng......70
Hình 3.3.Sơ đồ cấu t o cột lọc của mô hình thử nghiệm .....................................71
Hình 3.4. Sơ đồ quy trình thí nghiệm nghiên cứu hoàn thiện quá trình xử lý
nƣớc thải HLMT theo sơ đồ keo tụ - lắng – lọc ....................................................72
Hình 3.5. Hóa chất và vật liệu sử dụng trong nghiên cứu xử lý nƣớc thải hầm lò
bằng phƣơng pháp keo tụ - lắng – lọc. ..................................................................73
Hình 3.6. Các lo i màng và bộ màng quy mô PTN ..............................................75
Hình 3.7. Các mô hình nghiên cứu xử lý nƣớc thảiHLMT bằng màng lọc quy
mô PTN.....................................................................................................................75
Hình 3.8. Quy trình phân tích độ thấm nƣớc để xác định hiệu quả phục hồi
màng theo các phƣơng pháp rửa màng lọc ...........................................................77
Hình 3.9. Sơ đồ ho t động của mô hình màng UF hiện trƣờng ..........................78
Hình 3.10. Sơ đồ mô hình và quá trình lọc qua modul màng .............................79
Hình 3.11. Sơ đồ rửa ngƣợc kết hợp thổi khí để làm s ch màng ........................81
Hình 4.1. Hiệu quả xử lý nƣớc thải hầm lò - 80m mỏ than M o Khê trƣờng hợp
chỉ bổ sung vôi để điều chỉnh pH ...........................................................................86
Hình 4.2. Hiệu quả XLNT hầm lò -80m mỏ than M o Khê lấy mẫu ngày
17/8/2013 (không mƣa) bằng phƣơng pháp keo tụ ..............................................87
Hình 4.3. Hiệu quả XLNT hầm lò -80m mỏ than M o Khê lấy mẫu ngày
12/9/2013 (sau mƣa) bằng phƣơng pháp keo tụ ...................................................87
Hình 4.4. Hiệu quả xử lý nƣớc thải hầm lò M o Khê trong ngày nắng qua quá
trình keo tụ - lắng với lƣu lƣợng nƣớc thải đƣa về mô hình thay đổi. ...............89
Hình 4.5. Hiệu quả xử lý nƣớc thải hầm lò M o Khê trong ngày mƣa qua quá
trình keo tụ - lắng với lƣu lƣợng nƣớc thải đƣa về mô hình thay đổi ................91
Hình 4.6.Giá trị các thông số pH, TSS, Fe và Mn trong nƣớc thải hầm lò M o
Khê trong ngày nắng (19/8/2013) sau quá trình lọc với tốc độ lọc thay đổi .....92

vi

Hình 4.7.Giá trị các thông số pH, TSS, FE và Mn trong nƣớc thải hầm lò M o
Khê trong ngày mƣa (24/8/2013) sau quá trình lọc với tốc độ lọc thay đổi. .....93
Hình 4.8. Hiệu quả xử lý nƣớc thải hầm lò M o Khê trong ngày mƣa theo các
chỉ tiêu pH, Fe và Mn qua quá trình lọc với lƣu lƣợng nƣớc thải đƣa về cột lọc
thay đổi trong trƣờng hợp có xúc tác bằng aluwat ..............................................94
Hình 4.9. Hiệu quả xử lý nƣớc thải hầm lò M o Khê theo TSS qua quá trình
keo tụ - lắng và lọc trong trƣờng hợp có xúc tác bằng aluwat............................95
Hình 4.10. Hiệu quả xử lý nƣớc thải theo các chỉ tiêu pH, Fe và Mn qua quá
trình lọc trƣờng hợp có xúc tác bằng vật liệu ODM-2F ......................................95
Hình 4.11. Hiệu quả XLNT theo TSS, Fe và Mn qua quá trình lọc khi thay đổi
tốc độ lọc trƣờng hợp xúc tác bằng ODM – 2F ....................................................96
Hình 4.12. Hiệu quả xử lý nƣớc thải hầm lò M o Khê theo TSS qua quá trình
keo tụ - lắng và lọc trong trƣờng hợp có xúc tác bằng ODM-2F trong các ngày
nắng (27/9/2013) và ngày mƣa (25/10/2013) .........................................................97
Hình 4.13. Hiệu quả xử lý Fe và Mn theo quá trình keo tụ lắng và lọc bằng cát
phủ dioxit mangan đối với nƣớc HLMT ngày mƣa(10/11/13) ............................98
Hình 4.14. Hiệu quả xử lý Fe và Mn theo quá trình keo tụ lắng và lọc bằng cát
phủ dioxit mangan đối với nƣớc HLMT ngày nắng(17/11/2013) .......................98
Hình 4.15. Hiệu quả xử lý nƣớc thải hầm lò M o Khê theo TSS qua quá trình
keo tụ - lắng và lọc bằng cát mangan trong các ngày mƣa (10/11/2013) và
ngày nắng (17/11/2013) ...........................................................................................99
Hình 4.16.Hiệu suất xử lý sắt trong nƣớc nhân t o bằng màng lọc MF trên mô
hình PTN ................................................................................................................102
Hình 4.17. Hiệu suất xử lý mangan trong nƣớc nhân t o bằng màng lọc MF
trên mô hình PTN..................................................................................................102
Hình 4.18. Biểu đồ biểu diễn quan hệ nồng độ chì trong nƣớc mẫu nhân t o khi
lọc qua bộ lọc MF và UF quy mô PTN ................................................................103

Hình 4.19.Hiệu suất xử lý sắt của màng lọc MF mô hình PTN đối với nƣớc thải
hầm lò -80m Công ty Than M o Khê ..................................................................104
Hình 4.20. Hiệu suất xử lý mangan của màng lọc MF mô hình PTN đối với
nƣớc thải hầm lò -80m Công ty Than M o Khê.................................................105


vii

Hình 4.21. Hình ảnh bề mặt đo n sợi màng MF mô hình PTN trƣớc (bên trái)
và sau (bên phải) khi làm s ch .............................................................................106
Hình 4.22. Hình ảnh SEM mặt cắt ngang của màng lọc MF trƣớc (bên trái) và
sau khi làm s ch (bên phải) ..................................................................................107
Hình 4.23. Hình ảnh XMA của lớp bề mặt màng MF trƣớc (bên trái) và sau
khi làm s ch (bên phải) .........................................................................................108
Hình 4.24. Hiệu quả làm s ch màngMF theo 2 phƣơng pháp giới thiệu t i bảng
3.2 ............................................................................................................................108
Hình 4.25. Hiệu suất xử lý sắt của màng lọc UF mô hình phòng thí nghiệm đối
với nƣớc thải HLMTCông ty 790 ........................................................................110
Hình 4.26. Hiệu suất xử lý mangan của màng lọc UF mô hình phòng thí nghiệm
đối với nƣớc thải HLMTCông ty 790 ..................................................................110
Hình 4.27. Hiệu quả phục hồi màng UF theo 2 quy trình rửa màng ..............112
Hình 4.28. Hình ảnh SEM về tr ng thái bề màng UF có 250h ho t động, trƣớc
và sau khi ngâm rửa ..............................................................................................113
Hình 4.29. Hình ảnh XMA của lớp bề mặt màng UF trƣớc (bên trái) và sau khi
làm s ch (bên phải) ...............................................................................................114
Hình 4.30. Hiệu quả xử lý TSS bằng màng lọc UF qua các lần lấy mẫu .........116
Hình 4.31. Hiệu quả xử lý theo Fe bằng màng lọc UF qua các lần lấy mẫu ....116
Hình 4.32. Hiệu quả xử lý mangan (Mn) bằng màng lọc UF qua các lần lấy
mẫu .........................................................................................................................117
Hình 4.33. Hàm lƣợng sunfat (SO42) đầu vào và đầu ra qua các lần lấy mẫu 117

Hình 4.34. Độ cứng trong nƣớc thải đầu vào và đầu ra qua các lần lấy mẫu .118
Hình 4.35. Biểu đồ áp lực động học lên màng (TMP1) theo thời gian ho t động
của bộ màng ...........................................................................................................120
Hình 4.36. Biểu đồ quan hệ giữa áp suất động học lên màng (TMP1) với lƣu
lƣợng lọc qua bộ màng .........................................................................................121
Hình 4.37. Diễn biến độ đục trong nƣớc thải qua các quá trình xử lý tiếp tục
nƣớc thải hầm lò Công ty 790 ..............................................................................123
Hình 4.38. Diễn biến hàm lƣợng sắt trong nƣớc thải qua các quá trình xử lý
tiếp tục nƣớc thải hầm lò Công ty 790.................................................................124


viii

Hình 4.39. Diễn biến hàm lƣợng mangan trong nƣớc thải qua các quá trình xử
lý tiếp tục nƣớc thải hầm lò Công ty 790 ............................................................125
Hình 4.40. Diễn biến số lƣợng coliform trong nƣớc thải qua các quá trình xử lý
tiếp tục nƣớc thải hầm lò Công ty 790.................................................................125
Hình 4.41. Sơ đồ quá trình xử lý nƣớc thải HLMT để cấp nƣớc sản xuất, sinh
ho t .........................................................................................................................130
Hình 4.42. Sơ đồ DCCN xử lý nƣớc thải HLMT để cấp nƣớc sản xuất, sinh
ho t và ăn uống......................................................................................................131


1

MỞ ĐẦU
1. Sự cấp thiết của đề tài
Công nghiệp khai thác than và khoáng sản là một trong những ngành công
nghiệp đóng vai trò quan trọng trong sự nghiệp công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất
nước. Ngành công nghiệp khai thác than đã đáp ứng một cách có hiệu quả nhu cầu

về than cho các ngành kinh tế quốc dân, đặc biệt là nhu cầu than cho phát điện và
cho các ngành công nghiệp khác trong giaiđoạn phát triển, đồng thời góp phần đảm
bảo an ninh năng lượng chung của đất nước trong chiến lược năng lượng quốc gia.
Để đáp ứng đường lối phát triển kinh tế - xã hội của Đảng và Nhà nước giai đoạn từ
nay đến 2020, ngành công nghiệp khai thác than liên tục tăng sản lượng khai thác.
Đi kèm với đó là hậu quả ô nhiễm môi trường đặc biệt là ô nhiễm môi trường nước
do khai thác than là rất nặng nề [25].
Nước thải hầm lò khai thác than có hàm lượng cặn lơ lửng cao, pH thấp và bị
ô nhiễm bởi một số kim loại nặng như Fe, Mn, Cd, Pb, As,… không đảm bảo tiêu
chuẩn xả ra môi trường bên ngoài và gây ảnh hưởng tới sức khoẻ con nguời. Các
loại nước thải này đã gây ô nhiễm, làm biến đổi cảnh quan môi trường sông suối và
ven biển tỉnh Quảng Ninh. Mặt khác Tập đoàn than khoáng sản Việt Nam (TKV)
hiện đang áp dụng các dây chuyền công nghệ (DCCN) xử lý nước thải (XLNT) hầm
lò nhằm đạt mức B QCVN 40:2011 BTNMT để thải ra môi trường, trong khi đó các
hầm lò mỏ than (HLMT) đang thực sự thiếu nước cho quá trình sản xuất như dập bụi,
phun sương trong đường lò, tưới cây hoàn thổ và sinh hoạt của công nhân vv…[13].
Nguồn nước mặt và nước ngầm trong khu vực HLMT bị ô nhiễm và cạn kiệt. Việc
khai thác than tại các hầm lò phân tán rất khó khăn cho việc cấp nước tập trung.
Tập trung khắc phục, xử lý các nguồn gây ô nhiễm, cải thiện điều kiện vệ sinh
môi trường tại các khu vực HLMT là rất cấp thiết. Đồng thời với mục đích tiết kiệm
tài nguyên, giải quyết việc thiếu nước sinh hoạt và sản xuất bằng biện pháp tái sử
dụng lại nước thải sau xử lý để tắm rửa, giặt giũ, tưới cây trồng hoàn thổ, dập bụi,
phun sương, bổ cập nước ngầm,… là rất hợp lý.
Như vậy, cần thiết phải có nghiên cứu đề xuất dây chuyền tổng hợp và linh
động về công nghệ xử lý và tái sử dụng nước thải HLMT để cấp nước cho sinh hoạt


2

và sản xuất. Theo định hướng chiến lược của Tập đoàn Công nghiệp than – khoáng

sản Việt Nam việc XLNT mỏ đủ tiêu chuẩn nước thải công nghiệp sẽ được bắt đầu
từ năm 2005 và đến 2015 sẽ hoàn thành việc áp dụng bắt buộc đối với tất cả các
công ty mỏ trong toàn TKV [25]. Tuy vậy phần lớn các công trình XLNT khai thác
than mới được đầu tư xây dựng mấy năm lại đây, số lượng còn hạn chế chưa đáp
ứng đủ với khối lượng nước thải hiện nay và trong tương lai của ngành than. Trong
quản lý vận hành công trình XLNT ngành than còn nhiều bất cập, hiệu quả xử lý
không cao nên mặc dù đạt mức B QCVN 40:2011 BTNMT để thải ra môi trường
theo quy định xả thải nước thải công nghiệp nhưng nồng độ các chất ô nhiễm trong
đó còn cao. Trong ngành sản xuất than chưa có những công trình nghiên cứu mang
tính chất tổng thể trong lĩnh vực XLNT, đặc biệt là tái sử dụng cho mục đích cấp
nước sản xuất và sinh hoạt. Nguồn nước sử dụng trong quá trình sản xuất, sinh hoạt
của công nhân chủ yếu mua từ hệ thống cấp nước sạch của khu vực.
Hiện nay trên Thế Giới, công nghệ lọc màng đang là một trong những hướng
được tập trung nghiên cứu, triển khai ứng dụng và phát triển thành các loại sản
phẩm thiết bị công nghiệp có quy mô cũng như khả năng áp dụng rộng rãi trong
nhiều lĩnh vực, đặc biệt là trong công nghệ xử lý môi trường (nước cấp, nước thải
sinh hoạt và công nghiệp, xử lý chất thải, các yếu tố độc hại, kim loại nặng...).
Xuất phát từ thực tế trên, tác giả đã lựa chọn đề tài: "Nghiên cứu công nghệ
có màng lọc để xử lý nƣớc thải hầm lò mỏ than khu vực Quảng Ninh phục vụ
cho mục đích cấp nƣớc sinh hoạt". Từ đó nâng cao quá trình quản lý, sử dụng
hiệu quả và bền vững nguồn nước thải trong ngành khai thác than ở nước ta, phù
hợp với Chiến lược phát triển theo quy hoạch ngành than đến năm 2020 có xét triển
vọng đến năm 2030;Chiến lược quốc gia về bảo vệ môi trường;Kế hoạch quốc gia
kiểm soát ô nhiễm môi trường đến năm 2010 và định hướng đến năm 2020 theo
Quyết định số 328/2005/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ ngày 12 tháng 12 năm
2005, Nghị định của Chính phủ số 80/2014/NĐ-CP ngày 28 tháng 05 năm 2014 về
thoát nước và xử lý nước thải và các văn bản pháp lý khác.
Trong luận án này, nghiêncứu sinh (NCS) đã tập trung tìm hiểu các công nghệ
XLNT hầm lò đang áp dụng cho ngành than; nghiên cứu hoàn thiện quá trìnhxử lý

3

bậc 1(Keo tụ - Lắng – Lọc) đảm bảo nước sau xử lý đạt nguồn xả loại A theo
QCVN 40:2011 BTNMT để có thể tái sử dụng cho các mục đích sản xuất như:
Phun sương, dập bụi trong đường lò, tưới cây hoàn thổ… ổn định chất lượng nước
đầu vào cho các quá trình xử lý tiếp theo; nghiên cứu xử lý tiếp tục nước thải
HLMT bằng công nghệ lọc màng Vi lọc (Microfiltration - MF) và Siêu lọc
(Ultrafiltration - UF) để đảm bảo yêu cầu cấp nước cho sinh hoạt chất lượng nước
theo QCVN 02:2009/BYT.
2. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng: Nước thải HLMT khu vực Quảng Ninh; Công nghệ lọc màng (định
hướng màng MF, UF)
Phạm vi nghiên cứu: Mỏ than hầm lò công ty than Mạo Khê và công ty 790
Tổng công ty than Đông Bắc Bộ quốc phòng khu vực Tỉnh Quảng Ninh
3. Mục tiêu nghiên cứu của luận án
Các mục tiêu nghiên cứu của luận án bao gồm:
- Đánh giá được tình trạng xử lý nước thải tại các mỏ than hầm lò tại
Quảng Ninh.
- Đề xuất được DCCN có sử dụng màng lọc đểXLNTHLMT qua 2 bước
nghiên cứu:
+ Hoàn thiện được quá trình tiền xử lý (Keo tụ - Lắng - Lọc) đảm bảo nước
sau xử lý đạt tiêu chuẩn A theo QCVN 40:2011 BTNMT nhằm mục đích tái sử
dụng cho sản xuất và ổn định nước đầu vào cho quá trình xử lý tiếp theo;
+ Tiếp tục xử lý nâng cao bằng công nghệ màng lọc MF, UF đảm bảo tiêu
chuẩn QCVN 02: 2009/ BYT để cấp nước sinh hoạt cho công nhân khu vực.
- Đánh giá hiệu quả kinh tế kỹ thuật phương án xử lý nước thải HLMT thành
nước sinh hoạt theo DCCN có màng lọc đề xuất.
4. Phƣơng pháp nghiên cứu
- Phương pháp kế thừa các kết quả nghiên cứu: Kế thừa những kết quả đánh

giá khảo sát ô nhiễm môi trường, kết quả quan trắc định kỳ nước thải và Báo cáo
đánh giá tác động môi trường các mỏ than của TKV.


4

- Phương pháp khảo sát: Khảo sát các công trình XLNT mỏ than, thu thập các
số liệu cũng như lấy mẫu phân tích chất lượng nước thải mỏ than hầm lò khu vực đặt
mô hình thực nghiệm gồm Công ty than Mạo Khê và Công ty 790 Bộ quốc phòng.
- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Nghiên cứu cơ sở lý thuyết các quá trình
tăng cường xử lý keo tụ, lắng và lọc để loại bỏ kim loại nặng trong nước thải hầm lò
mỏ than; lý thuyết lọc màng.
- Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm: Nghiên cứu lọc màng MF, UF trên
mô hình phòng thí nghiệm tại trường Đại học Xây dựng, đặt mô hình MF, UF ngoài
hiện trường quy mô phòng thí nghiệm và mô hình DCCN thử nghiệm ở hiện trường
tại Công ty than Mạo Khê và Công ty 790 Bộ quốc phòng.
- Phương pháp phân tích: Phân tích các số liệu nước thải trong phòng thí
nghiệm trường Đại học Xây dựng, Viện hóa học Việt Nam,… bằng các phương
pháp TCVN hoặc ISO, cấu trúc màng lọc bằng phương pháp vật lý hiện đại tại
Công ty Misubishi Nhật Bản.
- Phương pháp xử lý số liệu và so sánh: So sánh các kết quả đạt được của luận
án với các kết quả hiện có.
- Phương pháp chuyên gia: Tổ chức hội thảo để lấy ý kiến các chuyên gia về
đánh giá chất lượng và hiện trạng XLNT mỏ than hầm lò khu vực Quảng Ninh, khả
năng ứng dụng công nghệ lọc màng để XLNT mỏ than hầm lò,hội thảo cấp Bộ môn,
hội thảo mở rộng.
5. Nội dung nghiên cứu
Các nội dung nghiên cứu gồm:
- Khảo sát và đánh giá hiện trạng xử lý nước thải hầm lò mỏ than của các vùng
sản xuất than tại Quảng Ninh; nhu cầu cấp nước sinh hoạt và sản xuất các mỏ khai

thác than.
- Nghiên cứu hoàn thiện DCCN xử lýbậc 1( keo tụ - lắng - lọc) để nước sau xử
lý đạt mức A QCVN 40:2011 BTNMT.
- Nghiên cứu xử lý tiếp tục bằng màng lọc MF/UF bao gồm:
+Nghiên cứu khả năng tách kim loại nặng của màng MF/UF trên phòng thí
nghiệm;


5

+ Nghiên cứu hiệu quả xử lý nước thải HLMT bằng màng MF/UF tại hiện
trường quy mô phòng thí nghiệm;sự tích lũy chất bẩn trong nước thải HLMT và
phương pháp loại bỏ, phục hồi màng;
+ Nghiên cứu trên mô hình hiện trường: Hiệu quả xử lý các chất ô nhiễm
trong nước thải HLMT bằng UF; sự tắc nghẽn màng và hiệu quả rửa màng bằng
phương pháp sục khí, rửa ngược và hóa chất.
- Đề xuất DCCN có sử dụng màng lọc để XLNT hầm lò thành nước sinh hoạt
và tính toán đánh giá hiệu quả kinh tế công trình XLNT hầm lò thành nước sinh
hoạt với công nghệ được đề xuất.
6. Ý nghĩa khoa học
- Đề xuất được DCCN có màng lọc để XLNT hầm lò mỏ than thành nước cấp
sinh hoạt.
- Xác định các thông số thiết kế vận hành công trình XLNT hầm lò mỏ than
bằng màng lọc.
7. Ý nghĩa thực tiễn
- Hoàn thiện được DCCN XLNT hầm lò mỏ than hiện có để cấp nước phục vụ
cho sản xuất hầm lò cũng như để tiếp tục xử lý nâng cao phục vụ cấp nước sinh hoạt.
- Kết quả nghiên cứu của luận án áp dụng cấp nước sinh hoạt cho công nhân
và dân cư khu vực khai thác mỏ.
- Bổ sung và thiết lập một số thông số thiết kế và vận hành công trình lọc

màng để xử lý nước thải hầm lò mỏ than thành nước cấp sinh hoạt và sản xuất.
8. Các đóng góp mới
- Hoàn thiện công nghệ XLNT HLMT trên cơ sở DCCN hiện có để nước thải
sau xử lý đảm bảo mức A theo QCVN 40:2011/BTNMT cấp nước cho sản xuất.
-Đề xuất được dây chuyền xử lý nâng cao nước thải HLMT bằng công nghệ
lọc màng và các thông số thiết kế, vận hành công trình đảm bảo yêu cầu cấp nước
sinh hoạt cho công nhân khu vực mỏ than.


6

Chƣơng 1: TỔNG QUAN VỀ NHU CẦU CẤP NƢỚC CHO CÁC MỎ THAN
KHU VỰC TỈNH QUẢNG NINH, CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ VÀ TÁI SỬ
DỤNG NƢỚC THẢI HẦM LÕ MỎ THAN.
1.1. Tình hình khai thác và nhu cầu cấp nƣớc sinh hoạt và sản xuất cho khai
thác than tại các mỏ khu vực Quảng Ninh
1.1.1. Tình hình khai thác than khu vực Quảng Ninh
a.

Nhu cầu khai thác và sử dụng than trên cả nước
Công nghiệp khai thác than và khoáng sản là một trong những ngành công

nghiệp đóng vai trò quan trọng trong sự nghiệp công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất
nước. Tổng hợp kết quả tính trữ lượng toàn ngành than đã được tìm kiếm thăm dò
tính đến 01/01/2010 là 17.019.258 ngàn tấn, xem bảng phụ lục 1.1.[25]
Tỷ trọng khai thác lộ thiên hiện nay chiếm 52% và khai thác than hầm lò chiếm
48% tổng sản lượng khai thác. Nhu cầu về than sử dụng trong nước cho giai đoạn
2010-2030 tăng do các ngành công nghiệp có sử dụng than phát triển mạnh. Dự báo
nhu cầu than sử dụng trong nước cho năm 2020 khoảng 111 triệu tấn, năm 2025
khoảng 160 triệu tấn và năm 2030 khoảng 242 triệu tấn.[25]

b. Đặc điểm phân bố, trữ lượng và chất lượng than khu vực Quảng Ninh
Quảng Ninh là tỉnh nằm ở vùng Đông Bắc của Việt Nam với nhiều loại
khoáng sản có giá trị công nghiệp, quan trọng nhất là than đá chiếm trên 90% trữ
lượng cả nước. Các mỏ than đang hoạt động phần lớn phân bố trên các dãy núi phía
Bắc đường quốc lộ 18A từ Mạo Khê đến Mông Dương. Hoạt động sản xuất (khai
thác, vận chuyển, chế biến, kho bãi, bến xuất) xen lẫn các khu dân cư, lân cận với
các đô thị, các khu kinh tế trọng điểm, thượng nguồn sông suối, các hệ sinh thái
nhạy cảm cửa sông ven biển và nhiều nguồn tài nguyên thiên nhiên, văn hóa, lịch sử
quan trọng (Di sản thiên nhiên thế giới vịnh Hạ Long, Di tích lịch sử văn hóa Yên
Tử).
Các mỏ than có vị trí từ vùng Đông Triều đến Cẩm Phả với các vỉa than có cấu
tạo và hình thái phức tạp, biến động về chiều dày và chất lượng than. Than thuộc
loại Antraxit, có chất lượng tốt, giá trị sử dụng cao. Tổng trữ lượng ước tính đến
ngày 01/01/2011, độ sâu – 350m khoảng 48,7 tỷ tấn, cho phép khai thác 45 – 75 triệu


7

tấn/năm theo Quy hoạch phát triển ngành than Việt Nam đến năm 2020, có xét triển vọng
đến năm 2030 và các năm tiếp theo.[25]
c.

Hiện trạng khai thác than tại Quảng Ninh
Hoạt động khai thác trên địa bàn tỉnh Quảng Ninh được chia làm 3 khu vực

chính là: Uông Bí, Hòn Gai và Cẩm Phả.

Hình 1.1. Bản đồ ranh giới các mỏ than khu vực Quảng Ninh
- Vùng Uông Bí: Tổng tài nguyên than vùng Uông Bí tính đến 01/01/2010 là:
5.807.408 ngàn tấn, trong đó tổng tài nguyên có mức độ thăm dò cấp chắc chắn và

tin cậy là 523.850 ngàn tấn chiếm 9%; Tổng tài nguyên dự tính là: 1.017.000 ngàn
tấn[24].
- Vùng Hòn Gai: Tổng tài nguyên than vùng Hòn Gai tính đến 01/01/2010 là:
1.263.600 ngàn tấn, trong đó tổng tài nguyên có mức độ thăm dò cấp chắc chắn và
tin cậy là 192.513 ngàn tấn chiếm 15%, tổng tài nguyên dự tính là 483.814 ngàn
tấn, tổng tài nguyên dự báo là 588.704 ngàn tấn[23].
- Vùng Cẩm Phả: Tổng tài nguyên than vùng Cẩm Phả tính đến 01/01/2010 là:
2.558.444 ngàn tấn. Tổng tài nguyên các mỏ vùng Cẩm Phả huy động vào quy
hoạch là: 2.374.599 ngàn tấn [22].


8

1.1.2. Nhu cầu cấp nƣớc sinh hoạt và sản xuất cho khai thác than khu vực
Quảng Ninh
Trong quá trình khai thác than một lượng lớn nước được sử dụng cho các mục
đích sinh hoạt và sản xuất. Trong ngành khai thác than trung bình có 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. Nước sinh hoạt cho công
nhân khai thác than chủ yếu là để tắm giặt. Theo Tập đoàn Than Khoáng sản Việt
Nam(TKV), nhu cầu cấp nước cho sinh hoạt là 135 lít/người/ngày lao động (trong
đó: nước ăn uống là 25 L/người.ngày, nước tắm rửa là 60 L/người.ngày và nước
giặt quần áo là 50 L/người.ngày)[22]. Nước sử dụng yêu cầu tắm giặt chất lượng
nằm trong quy định của QCVN 02:2009/BYT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về
nước sinh hoạt.
Ví dụ: Tại khu vực mặt bằng khai thác than +48m khu vực mỏ Mông Dương
của Công ty 790 thuộc Tổng công ty Đông Bắc thường xuyên có trên 1000 người
làm việc, trong đó có trên 700 thợ lò. Toàn bộ nhu cầu sử dụng nước cho sinh hoạt
và sản xuất được nêu trong Bảng 1. 1.
Bảng 1.1. Nhu cầu sử dụng nƣớc của Công ty 790 [27]

Mục đích sử dụng nƣớc

TT

Khối lƣợng (m3/ngày)

1

Nước sinh hoạt ăn uống tại mỏ

95

2

Nước cho công nhân tập thể

150

3

Nước tắm rửa

150

4

Nước giặt quần áo, ủng

180

5

Nước cho sản xuất,tưới đường, tưới bụi trên mặt bằng.

280

6

Nước tưới bụi sàng, kho than

150

7

Nước tưới bụi trong lò

120

Tổng cộng

1125

Hiện nay hàng ngày Công ty 790 phải vận chuyển bằng xe téc một lượng nước
sinh hoạt và ăn uống khoảng 350m3 đến 400m3 với khoảng cách 5 km đến nơi sử
dụng. Trên quan điểm tận dụng lại nước thải HLMT sau xử lý bằng phương pháp
hóa lý cho mục đích cấp nước, Công ty Việt Sing đã triển khai xử lý tiếp tục một


9

phần nước thải bằng đĩa lọc Arkal để dập bụi hầm lò và bằng hệ thống lọc cát và
lọc sợi để cấp nước sinh hoạt [26][27].
Theo báo cáo của TKV, hiện có khoảng 138 nghìn cán bộ công nhân viên,
trong đó chủ yếu là công nhân lao động mỏ tại vùng Quảng Ninh với số lượng
khoảng 113 nghìn người. Tổng nhu cầu xử dụng nước sinh hoạt cho công nhân cần
thiết là 28.250 m3/ngày (Chi tiết phụ lục 1, bảng 1.2).
Nhu cầu dùng nước đối với ngành khai thác than là rất lớn trong khi nguồn
nước sạch và khả năng đáp ứng của các nhà máy xử lý nước cấp còn hạn chế. Mặt
khác việc xây dựng mạng lưới cấp nước cho các khu mỏ rất khó khăn. Hầu hết các
mỏ đều phải bổ sung nguồn nước từ hệ thống cấp nước cục bộ của mỏ (từ sông
suối, giếng khoan…). Theo Xí nghiệp cấp nước Cẩm Phả (Công ty cấp nước Quảng
Ninh), trong năm 2014, hàng ngày các công ty khai thác than hầm lò khu vực Cẩm
Phả phải vận chuyển từ Cẩm Phả lên mỏ trên chiều dài 10 đến 20 km với số lượng
10 xe tec, thể tích 10 m3/xe, giá tiền 10.000 đ/m3 để công nhân sử dụng làm nước ăn
uống (Chưa tính tiền vận chuyển) [31].
Nguồn nước ngầm ở vùng than nói chung đang bị suy thoái về chất lượng và
lưu lượng do hoạt động khai thác than. Nước ngầm có thể khai thác phục vụ sản
xuất, sinh hoạt tại ba trọng điểm vùng than: thành phố Hạ Long, thị xã Cẩm Phả ,
thị xã Uông Bí đang có dấu hiêu bị nhiễm mặn, hàm lượng sắt, mangan ... cao
không sử dụng được. Nhiều mỏ phải lấy nước từ các suối, moong sau khai thác
hoặc nước ngầm từ các giếng khoan để cấp cho sinh hoạt của công nhân hoặc để
dập bụi than trong quá trình sản xuất
Việc cung cấp nước sinh hoạt lên các khu vực tập kết công nhân khai thác than
ở rãi rác trên núi cao là rất phức tạp. Do đó việc tái sử dụng nguồn nước thải hầm lò
để cấp nước tại chỗ cho sinh hoạt và sản xuất là hợp lý. Việc này vừa giảm thiểu các
tác động ô nhiễm môi trường nước vừa giải quyết khó khăn cũng như giảm chi phí
trong vấn đề cấp nước cho các mỏ than.