Đánh giá chất lượng nước thải hầm lò và đề xuất công nghệ nối tiếp tái tuần hoàn phục vụ cho sinh hoạt tại Công ty TNHH MTV 35 – thành viên trực thuộc Tổng công ty Đông Bắc (Khóa luận tốt nghiệp)

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

NGUYỄN NGỌC TÚ
ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG NƢỚC THẢI HẦM LÒ VÀ ĐỀ XUẤT
CÔNG NGHỆ NỐI TIẾP TÁI TUẦN HOÀN PHỤC VỤ SINH HOẠT
TẠI CÔNG TY TNHH MTV 35 – THÀNH VIÊN TRỰC THUỘC
TỔNG CÔNG TY ĐÔNG BẮC

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Hệ đào tạo

: Chính quy

Chuyên ngành : Khoa học môi trƣờng
Khoa

: Môi trƣờng

Khoá

: 2013 – 2017

Thái Nguyên, 2017


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

NGUYỄN NGỌC TÚ
ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG NƢỚC THẢI HẦM LÒ VÀ ĐỀ XUẤT

CÔNG NGHỆ NỐI TIẾP TÁI TUẦN HOÀN PHỤC VỤ SINH HOẠT
TẠI CÔNG TY TNHH MTV 35 – THÀNH VIÊN TRỰC THUỘC
TỔNG CÔNG TY ĐÔNG BẮC

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Hệ đào tạo

: Chính quy

Chuyên ngành : Khoa học môi trƣờng
Lớp

: K45 – KHMT N02

Khoa

: Môi trƣờng

Khoá

: 2013 – 2017

Giảng viên hƣớng dẫn : TS. Nguyễn Thanh Hải

Thái Nguyên, 2017


i

LỜI CẢM ƠN

Thực tập tốt nghiệp là một giai đoạn cần thiết và rất quan trọng của mỗi
sinh viên sau những ngày tháng ngồi trên ghế giảng đường, là giai đoạn then
chốt, quan trọng để sinh viên củng cố hành trang cuối cùng trước khi ra ngoài
xã hội làm việc, vì đó là thời gian để sinh viên tiếp cận với thực tế, nhằm củng
cố và vận dụng những kiến thức đã học được tại trường
Được sự nhất trí của Ban giám hiệu nhà trường, Ban chủ nhiệm khoa
Môi trường, em đã được về thực tập tại Công ty Môi trường Việt – Sing. Đến
nay em đã hoàn thành giai đoạn thực tập tốt nghiệp.
Lời đầu em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc tới:
Ban giám hiệu trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên.
Ban chủ nhiệm khoa và tập thể thầy, cô trong khoa Môi trường đã tận
tình chỉ bảo, giúp đỡ tạo điều kiện cho em trong suốt quá trình học tập.
Ban lãnh đạo và toàn thể các cán bộ công nhân viên của Công ty Môi
Trường Việt – Sing, viện kỹ thuật và công nghệ môi trường và Công Ty
TNHH MTV 35 – Tổng công ty Đông Bắc đã tạo điều kiện, giúp đỡ, chỉ bảo
em trong suốt quá trình thực tập vừa qua và đã giúp đỡ em trong việc thu thập
số liệu để hoàn thành tốt khóa luận tốt nghiệp.
Đặc biệt em xin chân thành cản ơn sự quan tâm, chỉ bảo, hướng dẫn tận
tình của thầy TS.Nguyễn Thanh Hải đã giúp đỡ em trong suốt quá trình thực
hiện và hoàn thành khóa luận tốt nghiệp.
Cuối cùng em xin được gửi tới gia đình, người thân, bạn bè đã luôn
động viên giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập, nghiêm cứu cũng như
trong thời gian thực hiện đề tài những lời cảm ơn chân thành nhất
Xin chân thành cảm ơn !
Sinh viên
Nguyễn Ngọc Tú


ii

DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Bảng 2.1. Đặc điểm nước thải hầm lò của mỏ than và tác động đến môi
trường ............................................................................................ 23
Bảng 2.2: Tình hình áp dụng hệ thống xử lý nước thải trong ngành than
Việt Nam tính đến năm 2009 ........................................................ 24
Bảng 2.3: Hiện trạng hoạt động của các hệ thống xử lý nước thải trong Tập đoàn
Than – Khoáng sản Việt Nam (TKV) tính đến năm 2009 ............... 25
Bảng 4.1. Nhu cầu nguyên, nhiên liệu sử dụng cho sản xuất của Công ty
TNHH MTV 35............................................................................. 39
Bảng 4.2. Kết quả phân tích chất lượng nước thải hầm lò chưa qua xử lý của
mỏ than Công ty THNN MTV 35 trong 4 đợt (09/2016 đến
12/2016) ........................................................................................ 41
Bảng 4.3. Kết quả phân tích chất lượng nước thải hầm lò đã qua xử lý của mỏ
than Công ty THNN MTV 35 trong 4 đợt (09/2016 đến 12/2016) . 52


iii

DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang
Hình 2.1. Nguồn gốc hình thành nước thải mỏ của công ty ........................... 19
Hình 2.2: Sơ đồ công nghệ XLNT mỏ than hầm lò ........................................ 27
Hình 4.1. Khái quát điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của khu vực mỏ than
Công ty TNHH MTV 35 ............................................................... 33
Hình 4.2. Sơ đồ quy trình khai thác sản xuất than hầm lò của Công ty TNHH
MTV 35 ......................................................................................... 38
Hình 4.3. Kế t quả pH qua phân tić h của mỏ than 35 ..................................... 42
Hình 4.4. Kế t quả TSS qua phân tić h của mỏ than 35 ................................... 43
Hình 4.5. Kế t quả Pb qua phân tić h của mỏ than 35...................................... 43

Hình 4.6. Kế t quả Cu qua phân tić h của mỏ than 35 ..................................... 44
Hình 4.7. Kế t quả Mn qua phân tích của mỏ than 35 .................................... 44
Hình 4.8. Kế t quả Fe qua phân tích của mỏ than 35 ...................................... 45
Hình 4.9. Kế t quả Dầ u mỡ khoáng qua phân tích của mỏ than 35 ................ 45
Hình 4.10. Kế t quả tổ ng Coliform qua phân tích của mỏ than 35 ................. 46
Hình 4.11. Kết quả phân tích COD của mỏ than 35 ....................................... 47
Hình 4.12. Kết quả phân tích BOD5 của mỏ than 35 ...................................... 47
Hình 4.13. Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải hầm lò của Công ty TNHH
MTV 35 ................................................................................ 50
Hình 4.14. Sơ đồ dẫn nước thải hầm lò sau khi xử lý ra nguồn tiếp nhận
là suối ................................................................................... 54
Hình 4.15. Sơ đồ công nghệ sử dụng màng lọc UF ........................................ 57


iv

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

BOD5

: Nhu cầu Oxi sinh hóa

BTNMT: Bộ tài Nguyên môi trường
BYT

: Bộ y tế

COD

: Nhu cầu Oxi sinh học

NĐ

: Nghị định

NQ

: Nghị quyết

QCVN : Quy chuẩn Việt Nam
TCCP

: Tiêu chuẩn cho phép

TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam
TKV

: Tập đoàn công nghiệp than và khoáng sản Việt Nam

TSS

: Hàm lượng chất rắn lơ lửng


v

MỤC LỤC
Trang
LỜI CẢM ƠN .................................................................................................... i
DANH MỤC CÁC BẢNG................................................................................ ii

DANH MỤC CÁC HÌNH ................................................................................ iii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ................................................................. iv
MỤC LỤC ......................................................................................................... v
PHẦN 1. MỞ ĐẦU .......................................................................................... 8
1.1. Đặt vấn đề................................................................................................... 8
1.2. Mục tiêu của đề tài .......................................................................... 10
1.2.1. Mục tiêu tổng quát ......................................................................... 10
1.2.2. Mục tiêu cụ thể .............................................................................. 10
1.3. Ý nghĩa của đề tài ..................................................................................... 10
1.3.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài ............................................................ 10
1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài ............................................................ 10
PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ............................................................. 12
2.1. Cơ sở khoa học ......................................................................................... 12
2.1.1. Một số khái niệm về môi trường, ô nhiễm môi trường,nước thải, ô
nhiễm môi trường nước ........................................................................... 12
2.1.2. Một số thông số đánh giá chất lượng nước thải ................................ 15
2.2. Cơ sở pháp lý ........................................................................................... 17
2.3. Cơ sở thực tiễn ......................................................................................... 19
2.3.1. Nguồn gốc hình thành nước thải mỏ ................................................ 19
2.3.2.Tính chất chung của nước thải mỏ than ............................................ 20
2.3.3. Hiện trạng về xử lý nước thải hầm lò trong hoạt động sản xuất than ở
vùng Quảng Ninh.................................................................................... 23


vi

2.3.3.2. Hiện trạng công nghệ xử lý nước thải hầm lò tại các mỏ thuộc Tổng
công ty Than Đông Bắc................................................................................... 25
2.4. Một số biện pháp, công nghệ xử lý nước thải hầm lò đem lại hiệu quả cao .....27
PHẦN 3. ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN

CỨU ................................................................................................................ 28
3.1. Đối tượng nghiên cứu............................................................................... 28
3.2. Phạm vi nghiên cứu .................................................................................. 28
3.3. Nội dung nghiên cứu ................................................................................ 29
3.3.1. Tổng quan về Công ty TNHH MTV 35 ........................................... 29
3.3.2. Đánh giá chất lượng nước thải hầm lò chưa qua xử lý và quy trình xử lý
nước thải hầm lò của Công ty TNHH MTV 35 .......................................... 29
3.3.3. Đánh giá chất lượng nước thải hầm lò đã qua xử lý của Công ty TNHH
MTV 35 ................................................................................................. 29
3.3.4. Đề xuất công nghệ xử lý nối tiếp tái tuần hoàn nước thải phục vụ cho
sinh hoạt tại Công ty TNHH MTV 35 ....................................................... 29
3.4. Phương pháp nghiên cứu.......................................................................... 29
3.4.1. Phương pháp thu thập tài liệu thứ cấp .............................................. 29
3.4.2. Phương pháp lấy mẫu và phân tích .................................................. 29
3.4.3. Phương pháp khảo sát thực địa ....................................................... 30
3.4.4. Phương pháp so sánh ..................................................................... 30
3.4.5. Phương pháp phân tích tổng hợp, xử lý số liệu ................................ 31
PHẦN 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ........................... 32
4.1. Tổng quan về công ty TNHH MTV 35 .................................................... 32
4.1.1.Điều kiện tự nhiên .......................................................................... 32
4.1.2. Quá trình hình thành và phát triển của công ty ................................. 36
4.1.3.Quy trình công nghệ khai thác than hầm lò của công ty ..................... 37


vii

4.1.4. Nguyên, nhiên vật liệu sử dụng cho khai thác, sản xuất than của
công ty .................................................................................................. 39
4.2. Đánh giá chất lượng nước thải chưa qua xử lý và quy trình xử lý nước
thải hầm lò của Công ty TNHH MTV 35 ....................................................... 40

4.2.1. Đánh giá chất lượng nước thải hầm lò chưa qua xử lý của Công ty
TNHH MTV 35 ...................................................................................... 40
4.2.2.Quy trình thu gom và xử lý nước thải hầm lò của Công ty TNHH MTV
35 .......................................................................................................... 48
4.3. Đánh giá chất lượng nước thải hầm lò đã qua xử lý của Công ty TNHH
MTV 35 ........................................................................................................... 52
4.4. Đề xuất công nghệ tái tuần hoàn nước thải phục vụ cho sinh hoạt tại công
ty TNHH MTV 35 ........................................................................................... 55
PHẦN 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................... 58
5.1. Kết luận .................................................................................................... 58
5.2. Kiến nghị .................................................................................................. 58
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC


8

PHẦN 1
MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Ngành công nghiệp khai thác than hiện nay là một trong những ngành
đóng vai trò quan trọng cho nền kinh tế cũng như sự nghiệp công nghiệp hóa
hiện đại hóa đất nước hiện nay, nghành công nghiệp khai thác than góp phần
quan trọng trong nền kinh tế quốc dân, giúp tạo việc làm và cuộc sống ổn
định cho người lao động, đặc biệt là nhu cầu sử dụng than cho phát điện và
các ngành công nghiệp khác trong giai đoạn phát triển nền kinh tế hiện nay,
đồng thời góp phần đảm bảo an ninh năng lượng chung của đất nước.
Trong khai thác than hiện nay thì không thể không nhắc tới Quảng
Ninh một tỉnh có trữ lượng than lớn và đi đầu về công nghiệp than, hiện nay ở
các mỏ than ở Quảng Ninh thì có hai hình thức khai thác đó là khai thác hầm

lò và khai thác lộ thiên, sản lượng chủ yếu vẫn là khai thác hầm lò, tuy nhiên
trong quá trình khai thác thì nước thải là một trong những tác nhân gây ô
nhiễm môi trường trầm trọng, đáng báo động cho môi trường. Do điều kiện
khai thác xuống sâu so với mặt nước biển với các độ sâu từ vài chục mét đến
hàng trăm mét, hàng ngày có đến hàng nghìn m3 nước thải phát sinh trong quá
trình khai thác xả thẳng vào môi trường tự nhiên gây ô nhiễm môi trường
nước rất nặng nề không chỉ ảnh hưởng tới môi trường mà còn ảnh hưởng đến
người dân xung quang cũng như các sinh vật sống dưới nước, với sự phát
triển của việc khai thác than như hiện nay ngày càng một phát triển mạnh thì
lượng nước thải trong quá trình khai thác là hết sức đáng báo động nếu như
không có các biện pháp khắc phục, giảm thiểu, quản lý chặt chẽ hay xử lý.
Hiện nay đã có nhiều giải pháp đưa ra nhằm khắc phục, xử lý tình trạng
ô nhiễm nguồn nước từ các khai trường trong quá trình khai thác than ở các


9

mỏ nhưng những giải pháp này chỉ giải quyết một phần nào đó chưa giải
quyết được triệt để và còn chưa tận dụng được chính nguồn nước thải đó để
phục vụ cho sinh hoạt công nhân vì ngành khai thác than là một trong những
ngành sử dụng nhiều công nhân, trung bình có khoảng 700 – 1000 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 phun sương dập bụi cần một lượng nước rất lớn. [8]
Hiện nay nguồn nước phục vụ cho quá trình sản xuất của ngành than
chủ yếu mua từ hệ thống cấp nước sạch của khu vực nhưng vấn đề vận
chuyển lên khá khó khăn và tốn kém do các khai trường khai thác đều ở trên
độ cao so với mặt nước biển rất cao, đường đồi núi. Trong khi đó, thực tế cho
thấy ngoài nguồn nước cấp cho nhu cầu ăn, uống, tắm giặt của công nhân mỏ

thì các nguồn cung cấp cho nhu cầu sản xuất, dập bụi, cứu hỏa,... không yêu
cầu chất lượng cao.
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, cấp
thiết, phù hợp với tiêu chí sử dụng hợp lý, tiết kiệm tài nguyên nước và bảo
vệ môi trường. Khi nguồn nước được sử dụng hiệu quả và bền vững sẽ góp
phần cải thiện và nâng cao chất lượng môi trường làm việc của công nhân mỏ,
giảm chi phí sản xuất do không phải mua nước sinh hoạt, làm tăng thu nhập
của công nhân tạo tiền đề cho sự phát triển bền vững của ngành than. Do đó
từ những vấn đề nêu trên, được sự nhất trí của Nhà Trường, dưới sự hướng
dẫn của thầy giáo TS. Nguyễn Thanh Hải em tiến hành nghiên cứu đề tài:
”Đánh giá chất lượng nước thải hầm lò và đề xuất công nghệ nối tiếp tái
tuần hoàn phục vụ cho sinh hoạt tại Công ty TNHH MTV 35 – thành viên
trực thuộc Tổng công ty Đông Bắc”


10

1.2. Mục tiêu của đề tài
1.2.1. Mục tiêu tổng quát
Đánh giá chất lượng nước thải hầm lò mỏ than của công ty TNHH
MTV 35 nhằm đề xuất công nghệ nối tiếp tái tuần hoàn phục vụ cho sinh hoạt
tại công ty
1.2.2. Mục tiêu cụ thể
- Tìm hiểu về công nghệ xử lý nước thải của trạm xử lý nước thải hầm lò.
- Đánh giá chất lượng nước thải hầm lò của mỏ than công ty TNHH
MTV 35.
- Đề xuất công nghệ nối tiếp tái tuần hoàn phục cho sinh hoạt tại
công ty.
1.3. Ý nghĩa của đề tài

1.3.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài
- Đánh giá được hiện trạng ô nhiễm và hiện trạng xử lý nước thải mỏ
than hầm lò, đề xuất được công nghệ phù hợp để xử lý và công nghệ xử lý
tiếp tục nước thải mỏ than hầm lò để cấp nước sinh hoạt và sản xuất, góp
phần bảo vệ môi trường.
- Giúp em có cơ hội tiếp cận với cách thức thực hiện một đề tài nghiên
cứu khoa học, giúp em vận dụng kiến thức đã học vào thực tế sau khi ra trường
- Củng cố kiến thức cơ sở cũng như chuyên ngành.
- Giúp nâng cao hiểu biết về kiến thức môi trường và các phương pháp
đánh giá hiện trạng môi trường
1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài
- Đánh giá được hiện trạng môi trường nước thải sau khi xử lý qua hệ
thống xử lý của trạm xử lý nước thải hầm lò từ đó tăng cường trách nhiệm của


11

ban lãnh đạo công ty trước hoạt động đến môi trường và có những hoạt động tích
cực trong việc xử lý nước thải.
- Cảnh báo nguy cơ tiềm tàng về ô nhiễm môi trường do nước thải gây
ra, ngăn ngừa và giảm thiểu ảnh hưởng của nước thải đến môi trường và bảo
vệ sức khỏe của người dân xung quanh và công nhân hoạt động tại mỏ.


12

PHẦN 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Cơ sở khoa học
2.1.1. Một số khái niệm về môi trường, ô nhiễm môi trường,nước thải, ô

nhiễm môi trường nước
* Khái niệm về môi trường
Theo chương 1 điều 3 Luật Bảo Vệ Môi Trường Việt Nam năm 2014
môi trường được định nghĩa như sau: “Môi trường bao gồm các yếu tố tự
nhiên và vật chất nhân tạo bao quanh con người, có ảnh hưởng tới đời sống
sản xuất, sự tồn tại, phát triển của con người và sinh vật”.[5]
- Thành phần môi trường:
Thành phần môi trường là yếu tố vật chất tạo thành môi trường gồm
đất, nước, không khí, âm thanh, ánh sáng, sinh vật và các hình thái vật chất
khác.[5]
- Hoạt động bảo vệ môi trường:
Hoạt động bảo vệ môi trường là hoạt động giữ gìn, phòng ngừa, hạn
chế các tác động xấu đến môi trường; ứng phó sự cố môi trường; khắc phục ô
nhiễm, suy thoái, cải thiện, phục hồi môi trường; khai thác, sử dụng hợp lý tài
nguyên thiên nhiên nhằm giữ môi trường trong lành.
* Khái niệm về ô nhiễm môi trường
Theo khoản 8 điều 3 Luật Bảo vệ Môi trường Việt Nam năm 2014: “ 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 ”.[5]
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


13

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
Nước thải là là chất lỏng được thải ra sau quá trình sử dụng của con
người và đã bị thay đổi tính chất ban đầu của chúng [2]
- Nước thải công nghiệp:
Là 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.[2]
- 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…)[2]
* Khái niệm về ô nhiễm môi trường nước
Ô nhiễm môi trường nước là sự thay đổi theo chiều hướng xấu đi các
tính chất vật lý – hóa học – sinh học của nước, với sự xuất hiệncủa các chất lạ


14

ở thể lỏng, rắn làm cho nguồn nước trở nên độc hại với con người và sinh vật.
Làm giảm độ đa dạng sinh vật trong nước.
Ô nhiễm nước là sự thay đổi thành phần và chất lượng nước không đáp
ứng cho các mục đích sử dụng khác nhau, vượt quá tiêu chuẩn cho phép và có

ảnh hưởng xấu đến đời sống con người và sinh vật. Khi sự thay đổi đó vượt
quá ngưỡng cho phép thì sự ô nhiễm nước đã ở mức nguy hiểm và gây ra một
số bệnh ở người[6].
*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”.[5]
Các mục tiêu chủ yếu của công tác quản lý nhà nước về môi trường
bao gồm:
- Khắc phục và phòng chống uy 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.
* Quy chuẩn kỹ thuật môi trường:
Quy chuẩn kỹ thuật môi trường là mức giới hạn của các thông số về
chất lượng môi trường xung quanh, hàm lượng của các chất gây ô nhiễm có
trong chất thải, các yêu cầu kỹ thuật và quản lý được cơ quan nhà nước có


15

thẩm quyền ban hành dưới dạng văn bản bắt buộc áp dụng để bảo vệ môi
trường.[5]
* Tiếu chuẩn môi trường:

Tiêu chuẩn môi trường là mức giới hạn của các thông số về chất lượng
môi trường xung quanh, hàm lượng của các chất gây ô nhiễm có trong chất
thải, các yêu cầu kỹ thuật và quản lý được các cơ quan nhà nước và các tổ
chức công bố dưới dạng văn bản tự nguyện áp dụng để bảo vệ môi trường.[5]
2.1.2. Một số thông số đánh giá chất lượng nước thải
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).
+ 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


16

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.
+ Lưu huỳnh
Trong nước thải khai thác than, lưu huỳnh thường tồn tại ở dạng gốc
SO4-2, 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.


17

+ 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: 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).
2.2. Cơ sở pháp lý
- Luật Hóa chất số 06/2007/QH12 được Quốc hội nước CHXHCN Việt
Nam thông qua ngày 21/11/2007.
- Luật tài nguyên nước số 17/2012/QH13 được Quốc hội nước Cộng
hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam khoá XIII, kỳ họp thứ 3 thông qua ngày
21/06/2012 và có hiệu lực thi hành từ ngày 01/01/2013.
- Luật Bảo vệ môi trường (BVMT) 2014 số 55/2014/QH13 đã được
Quốc hội nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam (CHXHCNVN) khóa
XIII, kỳ họp thứ 7, thông qua ngày 23/6/2014 và có hiệu lực thi hành kể từ
ngày 01/01/2015.
- Nghị định số 201/2013/NĐ-CP ngày 27/11/2013 của Chính Phủ quy
định chi tiết thi hành một số điều của Luật Tài nguyên nước.
- Nghị định số 154/2016/NĐ-CP của Chính Phủ về phí bảo vệ môi
trường đối với nước thải.


18

- Thông tư 02/2009/TT-BTNMT ngày 19/03/2009 của Bộ tài nguyên và
môi trường về quy định đánh giá khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước.
- Thông tư số 06/2013/BTNMT, ngày 7/5/2013 ban hành danh mục
lĩnh vực, nghành sản xuất, chế biến có nước thải chứa kim loại nặng phục vụ
tính phí bảo vệ môi trường đối với nước thải.
- Thông tư số 63/2013/TTLT – BTC – BTNMT, ngày 15/5/2013 hướng
dẫn thực hiện Nghị định số 25/2013/NĐ-CP, ngày 29/3/2013 của chính phủ
về phí bảo vệ môi trường đối với nước thải.
- Thông tư số 27/2014/TT – BTNMT ngày 30/05/2014 của Chính Phủ
quy định về việc đăng kí khai thác nước dưới đất, mẫu hồ sơ cấp, gia hạn,
điều chỉnh, cấp lại giấy phép tài nguyên nước.
- Quyết định số 1714/QĐ-UBND ngày 29/05/2009 của Uỷ ban nhân
dân tỉnh Quảng Ninh quy định quản lý tài nguyên nước trên đại bàn tỉnh
Quảng Ninh.
- Quyết định số 3594/QĐ-UBND ngày 28/12/2012 của Uỷ ban nhân
dân tỉnh Quảng Ninh về việc phê duyệt quy hoạch tài nguyên nước tỉnh
Quảng Ninh giai đoạn 2010 – 2020, định hướng đến năm 2030.
- QCVN 01:2009/BYT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng
nước ăn uống.
- QCVN 02:2009/BYT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng
nước sinh hoạt.
- QCVN 08-MT:2015/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất
lượng nước mặt.
- QCVN 40:2011/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải
công nghiệp
- TCVN 7957:2008: Tiêu chuẩn về thiết kế hệ thống xử lý nước thải.


19

2.3. Cơ sở thực tiễn
2.3.1. Nguồn gốc hình thành nước thải mỏ
Nước thải mỏ than được hình thành từ ba nguồn chính: nước bơm từ
các cửa lò của mỏ hầm lò, từ các moong của mỏ lộ thiên, nước thải từ các nhà
mày sàng tuyển các bãi thải, kho than, được thải ra các sông suối. Trong 3
loại nước thải nêu trên, nước thải hầm bơm từ các cửa lò có số lượng lớn
và nồng độ các chất ô nhiễm trong đó cao hơn nhiều so với các loại nước
thải khác.
Nƣớc thải hầm lò
của mỏ

Nước tàng trữ trong
các khe đất đá

Nước ngầm

Nước rửa trôi,
chảy tràn

Nước thẩm
thấu

Hình 2.1. Nguồn gốc hình thành nƣớc thải mỏ của công ty
- Nước thải trong quá trình khai thác dưới hầm lò khi khai thác than
hầm lò người ta đào các đường lò trong lòng đất, dùng các biện pháp kỹ thuật
để lấy than ra. Nước ngầm, nước chứa trong các lớp đất đá chảy ra các đường
lò rồi theo hệ thống thoát nước đưa ra khỏi cửa lò hoặc được dẫn vào các hầm
chứa nước tập trung rồi dùng bơm để bơm ra ngoài.[10]
- Nước thải từ khai trường lộ thiên khi khai thác than lộ thiên, người ta

phải bóc lớp đất đá phía bên trên để lấy các vỉa than nằm bên dưới, quá trình
khai thác như vậy đã tạo ra các moong. Nước mưa chảy tràn bề mặt kéo theo
bùn đất, bùn than, các chất hòa tan xuống moong. Một số khu vực nước còn


20

có nước ngầm thâm nhập vào moong. Nước chứa đựng trong các moong
khai thác được tháo hoặc bơm ra khỏi khai trường, loại nước này gọi là
nước thải do khai thác than lộ thiên vào mùa khô lưu lượng nước thải nhỏ
hơn mùa mưa. [10]
- Nước thải từ các nhà máy sàng tuyển quá trình rửa than hoặc tuyển
than người ta thường dùng nước. Sau quá trình tuyển, nước được qua các bể
cô đặc để thu hồi nước và tách bùn, bùn lỏng được bơm ra các hệ thống ao để
lắng nhằm thu hồi tiếp than bùn và tách nước. Nước có thể được sử dụng tuần
hoàn hoặc thải bỏ. Nước thải đi ở khâu này gọi là nước thải nhà máy tuyển.[9]
Ngoài 3 loại nước thải nêu trên, hoạt động khai thác, sản xuất của các
mỏ than còn phát sinh một lượng nước thải từ các sinh hoạt như tắm, giặt và
từ các nhà ăn ca của công nhân. Lượng nước thải từ các hoạt động trên tuy
không nhiều nhưng cũng là nguồn gây ô nhiễm cho môi trường nếu không
được xử lý đạt tiêu chuẩn trước khi thải ra nguồn tiếp nhận. [10]
2.3.2.Tính chất chung của nước thải mỏ than
- Đối với nước bơm thoát từ khai trường: Trong than và đất đá ở mỏ có
nhiều chất với thành phần hoá học khác nhau như lưu huỳnh, Fe, Mn… Quá
trình nước được lưu trong moong, có các điều kiện vật lý, hóa học, sinh học
diễn ra đã hình thành một dạng nước có những đặc tính cơ bản cho nước thải
mỏ than lộ thiên đó là có độ pH thấp (3 < pH < 5), hàm lượng Fe, Mn, SO42-,
TSS cao tuỳ thuộc vào đặc điểm nguồn nước và thời điểm xả thải nước ra môi
trường.
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 các phản ứng sau:
FeS2 + 7/2 O2 + H2O → FeSO4 + H2SO4

(1)


21

2FeSO4 + 1/2 O2+ H2SO4 → Fe2(SO4)3 + H2O

(2)

FeS2 + Fe2(SO4)3 → 3 FeSO4 + 2S

(3)

S + H2O + 3/2 O2 → H2SO4
Fe2(SO4)3 + 2H2O → 2Fe(OH)SO4 + H2SO4

(4)
(5)

Các vi sinh vật ưa khí và sử dụng lưu huỳnh làm chất dinh dưỡng như
chủng Thiobacillus ferooxidans… 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) xảy ra dưới tác động của các vi sinh
vật còn 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 nhà máy tuyển than mang nhiều hạt than mịn và các
hạt khoáng vật, sét lơ lửng, các dạng chất hòa tan khác. Tính chất ô nhiễm của
nước thải nhà máy tuyển là hàm lượng chất rắn lơ lửng, hàm lượng các kim
loại như Fe, Mn và một số kim loại khác.
- Đối với nước thải từ dưới lò: Quá trình lưu trong các đường lò, hầm
bơm, qúa trình di chuyển đã kéo theo các hợp chất 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. Nước thải mỏ than hầm lò có thể mang tính axít hoặc trung tính,
nhưng đa phần nước có chứa Fe, Mn, và TSS khá cao. Nhiều tài liệu nghiên
cứu giải thích nguyên nhân chính gây ra tính axít và hàm lượng Fe, Mn, SO42trong nước thải mỏ cao như sau: Trong quá trình khai thác than, các hoạt động


22

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

(6)

2FeSO4 + 1/2 O2 + H2SO4

T.ferroxidans

Fe2(SO4)3 + H2O

(7)

FeS2 +

T.ferroxidans

3FeSO4 + S0

(8)

H2SO4

(9)

Fe2(SO4)3

S0 + H2O + 3/2 O2
Fe2(SO4)3

T.thioxidan

+ 2H2O

=

Fe(OH)SO4 + H2SO4 (10)

Đây cũng là nguyên nhân làm cho hàm lượng các kim loại (Fe, Mn) và
các ion SO42- tăng cao trong nước thải mỏ.
Vì 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.


23

Bảng 2.1. Đặc điểm nƣớc thải hầm lò của mỏ than và tác động đến môi
trƣờng
Chỉ tiêu

Thông số đặc trƣng

Giá trị (mg/l)

pH

H2SO4

2÷4

Sắt (Fe)

Kim loại
nặng
Tổng chất
rắn

Fe3+, Fe2+,
Hydroxide sắt và Fe2O3

Tác động môi
trƣờng
Hòa tan kim loại
Gây

100 ÷ 3.000

đục

và

màu

nước, tăng pH, làm
oxy hóa và kết tủa sắt
Thay đổi thành phần

Mg,Cu,Cd,Zn,Pb,Hg,As

1 ÷ 200

động thực vật và làm
giảm chất lượng nước

Ca, Mn,Al,SO42-,etc.

100 ÷ 30.000

Làm giảm chất lượng
nước

Nguồn: Silvas, F. P. C.2010. [13]
2.3.3. Hiện trạng về xử lý nước thải hầm lò trong hoạt động sản xuất than
ở vùng Quảng Ninh
2.3.3.1.. Hiện trạng xử lý nước thải hầm lò của các mỏ thuộc TKV
Sau hơn 15 năm có Luật Bảo vệ môi trường, hoạt động xử lý nước thải
mỏ than ở nước ta cũng chỉ mới được tiến hành cách đây khoảng gần 10 năm.
Ngành than đã đầu tư và xây dựng được một số hệ thống xử lý nước thải cho
khá đầy đủ các loại hình sản xuất: lộ thiên, hầm lò và nhà máy tuyển, tỷ lệ
trung bình của toàn ngành tính đến năm 2009 là 18,3%. Hiện nay, phần lớn
các trạm XLNT mỏ than của tập đoàn TKV do Tập đoàn làm chủ đầu tư thuê
thiết kế và lắp đặt theo hình thức EPC sau đó giao cho Công ty TNHH MTV
môi trường trực tiếp vận hành. Tuy nhiên, sự đầu tư không đồng đều giữa các
loại hình, cụ thể là: do sức ép của vấn đề bùn thải, tất cả các nhà máy tuyển
than hiện đã có xây dựng các hệ thống xử lý nước thải còn đối với các hoạt