Đánh giá hiệu quả xử lý kim loại nặng trong nước thải hầm lò mỏ than tại trạm xử lý nước thải tân lập công ty TNHH MTV khai thác khoáng sản, hà tu hạ long quảng ninh

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

LỘC VĂN DŨNG
Tên đề tài:
ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ XỬ LÝ KIM LOẠI NẶNG TRONG NƯỚC
THẢI HẦM LÒ MỎ THAN TẠI TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI TÂN
LẬP - CÔNG TY TNHH MTV KHAI THÁC KHOÁNG SẢN,
HÀ TU - HẠ LONG - QUẢNG NINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo

: Chính quy

Chuyên ngành

: Khoa học môi trường

Khoa

: Môi trường

Khoá

: 2014 - 2018

Thái Nguyên, năm 2018

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

LỘC VĂN DŨNG
Tên đề tài:
ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ XỬ LÝ KIM LOẠI NẶNG TRONG NƯỚC
THẢI HẦM LÒ MỎ THAN TẠI TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI TÂN
LẬP - CÔNG TY TNHH MTV KHAI THÁC KHOÁNG SẢN,
HÀ TU - HẠ LONG - QUẢNG NINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Hệ đào tạo

: Chính quy

Chuyên ngành

: Khoa học môi trường

Lớp

: K46 - KHMT - N01

Khoa

: Môi trường

Khoá

: 2014 - 2018

Giảng viên hướng dẫn : PGS.TS. Đỗ Thị Lan

Thái Nguyên, năm 2018


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 Viện kỹ thuật và công nghệ môi
trường. 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 Khai thác khoáng sản 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 cô PGS.TS. Đỗ Thị Lan 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
Em xin chân thành cảm ơn !
Thái Nguyên, ngày ... tháng ... năm 2018
Sinh viên
Lộc Văn Dũng


ii

DANH MỤC BẢNG
Trang
Bảng 4.1. Lượng mưa và nhiệt độ không khí trung bình của khu vực mỏ than
Tân Lập theo trạm Bãi Cháy ........................................................... 26
Bảng 4.2. Tốc độ gió trung bình nhiều năm và độ ẩm trung bình đo tại trạm
Bãi cháy........................................................................................... 26
Bảng 4.3. Tổng số giờ nắng trung bình của khu vực mỏ than Tân Lập theo
trạm Bãi Cháy ................................................................................. 27
Bảng 4.4. Hệ thống các vỉa than của mỏ Tân Lập thuộc Công ty TNHH MTV
Khai thác khoáng sản ...................................................................... 29
Bảng 4.5. Cơ sở vật chất kỹ thuật sử dụng cho khai thác, sản xuất than của
Công ty ............................................................................................ 34
Bảng 4.6. Kết quả phân tích chất lượng nước thải hầm lò chưa qua xử lý của
mỏ Tân Lập trong 4 đợt (07/08 đến 20/11/2017) ........................... 36
Bảng 4.7. Kết quả phân tích chất lượng nước thải hầm lò đã qua xử lý của mỏ
Tân Lập trong 4 đợt (07/08 đến 20/11/2017) ................................. 48


iii

DANH MỤC HÌNH
Trang
Hình 2.1. Nguồn gốc hình thành nước thải mỏ của công ty ........................... 12
Hình 4.1. Khái quát điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của khu vực mỏ than
Tân Lập thuộc Công ty TNHH MTV Khai thác khoáng sản ......... 24
Hình 4.2. Sơ đồ quy trình khai thác sản xuất than hầm lò của Công ty TNHH
MTV Khai thác khoáng sản ............................................................ 33
Hình 4.3. Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải hầm lò mỏ Tân Lập.................... 39
Hình 4.4. Nước thải sau xử lý thể hiện diễn biến nồng độ pH....................... 49
Hình 4.5. Nước thải sau xử lý thể hiện diễn biến nồng độ TSS..................... 50
Hình 4.6. Nước thải sau xử lý thể hiện diễn biến nồng độ Fe ........................ 50
Hình 4.7. Nước thải sau xử lý thể hiện diễn biến nồng độ Mn ....................... 51
Hình 4.8. Nước thải sau xử lý thể hiện diễn biến nồng độ Zn ........................ 51
Hình 4.9. Nước thải sau xử lý thể hiện diễn biến nồng độ Pb ........................ 52
Hình 4.10. Nước thải sau xử lý thể hiện diễn biến nồng độ Cu...................... 52
Hình 4.11. Nước thải sau xử lý thể hiện diễn biến nồng độ As ...................... 52
Hình 4.12. Nước thải sau xử lý thể hiện diễn biến nồng độ Coliform............ 53
Hình 4.13. Nước thải sau xử lý thể hiện diễn biến nồng độ dầu mỡ khoáng . 54


iv

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt

Chú thích

BVMT

Bảo vệ môi trường

BYT

Bộ y tế

BQP

Bộ quốc phòng

BTNMT

Bộ tài nguyên môi trường

BOD

Nhu cầu oxi sinh hóa

COD

Nhu cầu oxi hóa học

ĐTM

Đánh giá tác động môi trường

KHCN

Khoa học công nghệ

KLN

Kim loại nặng

NQ/TW

Nghị quyết trung ương

NĐ/CP

Nghị định chính phủ

QCVN

Quy chuẩn Việt Nam

TCCP

Tiêu chuẩn cho phép

TSS

Hàm lượng chất rắn lơ lửng

SS

Hàm lượng cặn rắn lơ lửng

PA

Poly Acrylamit

PAC

Poly AluminClorua

PAM

Polymer Anion

XLNT

Xử lý nước thải


v

MỤC LỤC
Trang
LỜI CẢM ƠN .................................................................................................... i
DANH MỤC BẢNG ......................................................................................... ii
DANH MỤC HÌNH ......................................................................................... iii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ................................................................. iv
MỤC LỤC ......................................................................................................... v
Phần 1. MỞ ĐẦU ............................................................................................ 1
1.1. Đặt vấn đề ............................................................................................... 1
1.2. Mục tiêu của đề tài .................................................................................. 3
1.2.1. Mục tiêu tổng quát ............................................................................ 3
1.2.2. Mục tiêu cụ thể ................................................................................. 3
1.3. Yêu cầu của đề tài ................................................................................... 3
1.4. Ý nghĩa của đề tài.................................................................................... 3

1.4.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài .............................................................. 3
1.4.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài .............................................................. 4
Phần 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ................................................................. 5
2.1. Cơ sở khoa học........................................................................................ 5
2.1.1. Một số khái niệm về môi trường, ô nhiễm môi trường, ô nhiễm môi
trường nước ................................................................................................. 5
2.1.2. Một số thông số đánh giá chất lượng nước thải................................ 7
2.2. Cơ sở pháp lý .......................................................................................... 9
2.3. Cơ sở thực tiễn ...................................................................................... 10
2.3.1. Nguồn gốc hình thành nước thải mỏ .............................................. 11
2.3.2. Tính chất chung của nước thải mỏ than .......................................... 13
2.3.3. Một số phương pháp xử lý nước thải.............................................. 15


vi

2.3.4. Một số biện pháp, công nghệ xử lý nước thải hầm lò đem lại hiệu
quả cao ............................................................................................... 17
Phần 3. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .....20
3.1. Đối tượng nghiên cứu ........................................................................... 20
3.2. Phạm vi nghiên cứu............................................................................... 20
3.3. Nội dung nghiên cứu ............................................................................. 20
3.4. Phương pháp nghiên cứu ...................................................................... 20
3.4.1. Phương pháp thu thập tài liệu ......................................................... 20
3.4.2. Phương pháp lấy mẫu và phân tích ................................................. 21
3.4.3. Phương pháp phân tích tổng hợp, xử lý số liệu ............................. 22
3.4.4. Phương pháp so sánh ...................................................................... 22
3.4.5. Phương pháp khảo sát thực địa ....................................................... 22
Phần 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ............................. 23
4.1. Khái quát điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của khu vực mỏ than

Tân Lập ................................................................................................. 23
4.1.1. Điều kiện tự nhiên........................................................................... 23
4.1.2. Điều kiện kinh tế - xã hội................................................................ 29
4.2. Khái quát tổng quan về Công ty TNHH MTV Khai thác khoáng sản.. 30
4.2.1. Quá trình hình thành và phát triển của công ty............................... 30
4.2.2. Quy trình công nghệ khai thác than hầm lò của công ty ................ 32
4.2.3. Điều kiện cơ sở vật chất kỹ thuật sử dụng cho khai thác, sản xuất
than của công ty ........................................................................................ 33
4.3. Hiện trạng xử lý kim loại nặng trong nước thải hầm lò và quy trình xử
lý nước thải hầm lò của Công ty TNHH MTV Khai thác khoáng sản. ....... 35
4.3.1. Hiện trạng nước thải hầm lò của Công ty cổ TNHH MTV Khai thác
khoáng sản ................................................................................................ 35


vii

4.3.2. Quy trình thu gom và xử lý nước thải hầm lò của Công ty TNHH
MTV Khai thác khoáng sản ...................................................................... 38
4.4. Đánh giá hiệu quả xử lý kim loại nặng trong nước thải hầm lò mỏ than
tại trạm xử lý nước thải Tân Lập ................................................................. 47
4.5. Những ưu nhược điểm của hệ thống ..................................................... 55
4.5.1. Ưu điểm .......................................................................................... 55
4.5.2. Khó khăn ......................................................................................... 55
Phần 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................ 56
5.1. Kết luận ................................................................................................. 56
5.2. Kiến nghị ............................................................................................... 57
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 59
PHỤ LỤC

1

Phần 1
MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Trong sự nghiêp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước với tốc độ
nhanh chóng như hiện nay, ngành than đã trở thành một ngành công nghiệp
mũi nhọn góp phần to lớn vào sự phát triển chung của đất nước. Trước hết,
việc khai thác than là để phục vụ trực tiếp cho các ngành kinh tế quan trọng
nhất: cung cấp nhiên liệu cho ngành công nghiệp nhiệt điện, sản xuất xi măng,
phân bón, hóa chất, giấy, vật liệu xây dựng… Ngoài ra còn khẳng định được
vai trò quan trọng trong công tác ổn định việc làm và cải thiện được đời sống
cho người dân lao động. Tỉnh Quảng Ninh là một tỉnh có trữ lượng than lớn
chiếm khoảng 90% trữ lượng than trên cả nước. Tỉnh Quảng Ninh rất giàu
tiềm năng phát triển kinh tế, do có nhiều thế mạnh mà các vùng khác không
có được, đó là tài nguyên khoáng sản, cảnh quan và các điều kiện tự nhiên
thuận lợi cho phát triển công nghiệp khai thác khoáng sản, cảng biển, du lịch,
nuôi trồng thuỷ sản...
Song song với những tiềm năng, triển vọng và thành tựu kinh tế đã đạt
được trong nhiều năm qua, Quảng Ninh cũng đang đối mặt với những thách
thức không nhỏ về môi trường. Trên một địa bàn hẹp (đặc biệt tại khu vực
thành phố Hạ Long là nơi trung tâm của tỉnh), nhiều hoạt động kinh tế - xã
hội đồng thời phát triển như khai thác than, sản xuất vật liệu xây dựng,du lịch
- dịch vụ... đã gia tăng sức ép lên môi trường sinh thái và các hệ tài nguyên
sinh vật.
Chất lượng môi trường ở một số khu vực đã bị tác động mạnh, đa dạng
sinh học suy giảm nhanh, nhiều nguồn tài nguyên môi trường đã bị khai thác
cạn kiệt. Điển hình là hoạt động khai thác than, hoạt động này đã đang là

2

nguyên nhân làm suy thoái tài nguyên, môi trường, ảnh hưởng trực tiếp đến
tiềm năng phát triển kinh tế xã hội và đời sống nhân dân. Một trong những
vấn đề nổi cộm trong lĩnh vực môi trường mỏ là xử lý nước thải mỏ. Chỉ từ
năm 2008 đến nay, riêng vùng than Quảng Ninh đã có 30 trạm xử lý nước thải
được hoàn thành, đi vào vận hành và hàng chục các dự án đầu tư trạm xử lý
nước thải mỏ khác đang được thực hiện. Mỏ than Tân Lập thuộc Công ty
TNHH MTV Khai thác khoáng sản là một trong những mỏ khai thác lộ thiên
lớn ở vùng Hòn Gai có trạm xử lý đang hoạt động. Việc hoạt động sản xuất,
khai thác của mỏ than ngày càng tăng dẫn tới nhiều vấn đề về ô nhiễm môi
trường do chất thải phát sinh từ các hoạt động của mỏ, việc xử lý nước thải
không tránh khỏi những hạn chế nhất định về công nghệ cần phải xem xét
đánh giá.
Vì vậy, nghiên cứu, đánh giá hiệu quả xử lý kim loại nặng trong nước
thải hầm lò mỏ than tại Trạm xử lý nước thải Tân Lập - Công ty TNHH MTV
Khai thác khoáng sản, Hà Tu - Hạ Long - Quảng Ninh nhằm phân tích, đánh
giá hiện trạng môi trường; làm rõ các tác động của hoạt động khái thác
khoáng sản tới môi trường là yêu cầu cấp thiết, nhằm đề xuất các giải pháp xử
lý, thích hợp áp dụng trong hoạt động khoáng sản nhằm hạn chế và khắc phục
ô nhiễm môi trường nước tiến tới góp phần đảm bảo sự phát triển bền vững
của hoạt động sản xuất khoáng sản trên địa bàn vùng Hòn Gai - Quảng Ninh
và triệt tiêu được các mối nguy hiểm ảnh hưởng đến đời sống con người, chất
lượng môi trường nước được đảm bảo tại khu vực. Những vấn đề môi trường
hàng ngày đã và đang xảy ra và còn tiếp tục gặp phải trong tương lai, với đà
phát triển việc khai thác than, khoáng sản khác như hiện nay và dự kiến trong
tương lai.
Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn đó, được sự đồng ý của trường Đại học
Nông lâm Thái Nguyên, khoa Môi trường em đã tiến hành nghiên cứu đề tài:

3

“Đánh giá hiệu quả xử lý kim loại nặng trong nước thải hầm lò mỏ than tại
Trạm xử lý nước thải Tân Lập - Công ty TNHH MTV Khai Thác Khoáng
Sản, Hà Tu - Hạ Long - Quảng Ninh”.
1.2. Mục tiêu của đề tài
1.2.1. Mục tiêu tổng quát
- Thông qua nghiên cứu nhằm đánh giá hiện trạng mức độ ô nhiễm của
nước thải hầm lò và tìm cách khắc phục cũng như hạn chế ô nhiễm môi
trường nước tiến tới góp phần đảm bảo sự phát triển bền vững cho công ty
cũng như môi trường cho khu vực.
- Có những nhận thức về tình hình ô nhiễm, hiện trạng của nước thải
hầm lò trong quá trình khai thác mỏ hiện nay.
1.2.2. Mục tiêu cụ thể
- Thông qua nghiên cứu nhằm thấy được hiện trạng nước thải hầm lò
của mỏ than Tân Lập trong quá trình khai thác, sản xuất, chế biến của công ty,
đánh giá mức độ ô nhiễm, sự ảnh hưởng tới môi trường nước của khu vực.
- Đánh giá được hiệu quả xử lý kim loại nặng trong nước thải hầm lò
mỏ than tại trạm xử lý nước thải Tân Lập.
1.3. Yêu cầu của đề tài
- Số liệu, tài liệu liên quan đến đề tài phải thu thập một cách khách
quan, trung thực, chính xác.
- Các mẫu nghiên cứu phải đại diện cho khu vực lấy mẫu trên địa bàn
nghiên cứu và số mẫu phải đủ để phân tích so sánh, cụ thể là ở các công
trường khai thác, các hố thu nước thải hầm lò của Công ty TNHH MTV Khai
thác khoáng sản
1.4. Ý nghĩa của đề tài
1.4.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài
- 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


4

- 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
1.4.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài
- Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học:
Nâng cao kiến thức và kỹ năng rút ra kinh nghiệm thực tế phục vụ công
tác bảo vệ môi trường, vận dụng nâng cao kiến thức đã học.
- Ý nghĩa trong thực tiễn sản xuất:
Đánh giá hiệu quả hệ xử lý kim loại nặng trong nước thải mỏ than, đồng
thời nâng cao ý thức bảo vệ môi trường, và góp phần nâng cao thương hiệu của
công ty than.


5

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, ô nhiễm môi
trường nước
- Theo khoản 1 điều 3 Luật Bảo vệ Môi trường Việt Nam, môi trường
được định nghĩa như sau: “Môi trường là hệ thống các yếu tố vật chất tự
nhiên và nhân tạo có tác động đối với sự tồn tại và phát triển của con người
và sinh vật”[7].
- Khái niệm về ô nhiễm môi trường: Theo khoản 8 điều 3 luật bảo vệ

môi trường Việt Nam thì: “Ô nhiễm môi trường là sự biến đổi của thành phần
môi trường không phù hợp với tiêu chuẩn môi trường, gây ảnh hưởng xấu đến
con người, sinh vật”[7].
Trên thế giới, ô nhiễm môi trường được hiểu là việc chuyển các chất
thải hoặc năng lượng vào môi trường đến mức có khả năng gây hại đến sức
khoẻ con người, đến sự phát triển 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 hoá chất hoặc tác nhân vật lý, sinh
học và các dạng năng lượng như nhiệt độ, bức xạ.
- 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
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


6

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 [3].
Suy thoái nguồn nước là sự thay đổi tính chất của nước theo chiều
hướng làm suy giảm chất lượng nguồn nước, làm thay đổi tính chất ban đầu
của nước. Suy thoái nguồn nước có thể do ô nhiễm từ nguồn gốc tự nhiên
(mưa, tuyết tan, lũ lụt,…) hay nhân tạo (do nước thải khu dân cư, bệnh viện,
sản xuất nông nghiệp, nước thải công ty…) [4].
- Nguồn gốc gây ô nhiễm nguồn nước gồm:
+ Ô nhiễm nước có nguồn gốc tự nhiên: Do mưa, tuyết tan, gió bão, lũ

lụt đưa vào môi trường nước các chất thải bẩn, các sinh vật có hại kể cả xác
chết của chúng.
+ Ô nhiễm nước có nguồn gốc nhân tạo: Quá trình thải các chất độc hại
chủ yếu dưới dạng lỏng như các chất thải sinh hoạt, công nghiệp, nông
nghiệp, giao thông vào môi trường nước [11].
- Khái niệm tiêu chuẩn môi trường: Theo khoản 6 điều 3 luật bảo vệ
môi trường Việt Nam: “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” [7].
- Khái niệm quy chuẩn kỹ thuật môi trường: Theo khoản 5 điều 3 luật
bảo vệ môi trường Việt Nam: “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 thẩm quyền ban hành dưới dạng văn bản bắt buộc áp
dụng để bảo vệ môi trường” [4].


7

- Một số khái niệm về nước thải:
+ Khái niệm về nước thải: 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.
+ Nước thải công nghiệp là nước thải phát sinh ra từ quá trình công
nghệ của cơ sở sản xuất, dịch vụ công nghiệp (gọi chung là cơ sở công
nghiệp), từ công ty xử lý nước thải tập trung có đầu mối nước thải của cơ sở
công nghiệp [2].
2.1.2. Một số thông số đánh giá chất lượng nước thải
- Các thông số lý học:

+ Nhiệt độ: Nhiệt độ tác động đến quá trình sinh hóa diễn ra trong
nguồn nước tự nhiên sự thay đổi về nhiệt độ sẽ kéo theo sự thay đổi về chất
lượng nước, tốc độ, dạng phân hủy các hợp chất hữu cơ, nồng độ oxy hòa tan.
+ Trị số pH: Trị số pH cho biết nước thải có tính trung hòa, tính axit
hay tính bazơ. pH là yếu tố ảnh hưởng tới tốc độ phát triển và giới hạn phát
triển của vi sinh vật, quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học rất
nhạy cảm với sự dao động của trị số pH.
+ Hàm lượng chất rắn: Tổng chất rắn (TS) 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 (DS). Chất rắn lơ lửng có kích thước hạt 4 - 10 mm có thể lắng được
và không lắng được (dạng keo).
+ Độ đục: Nước thải không trong suốt. Các chất rắn ko tan tạo ra các
huyền phù lơ lửng. Các chất lỏng không tan tạo dạng nhũ tương lơ lửng
hoặc tạo váng trên mặt nước. Sự xuất hiện của các chất keo làm cho nước
có độ đục nhớt.
+ Màu sắc: Nước tinh khiết không màu. Sự xuất hiện màu trong nước
thải rất dễ nhận biết. Màu xuất phát từ các cơ sở công nghiệp nói chung và các cơ
sở tẩy nhuộm nói riêng. Màu của các chất hoá học còn lại sau khi sử dụng đã theo


8

nguồn nước thải. Màu được sinh ra do sự phân giải của các chất lúc đầu không
màu. Màu xanh là sự phát triển của tảo lam trong nước. Màu vàng biểu hiện cho
sự chuyển đổi cấu trúc sang hợp chất trung gian của các hợp chất hữu cơ. Màu
đen biểu hiện cho sự phân giải gần đến mức cuối cùng của các hợp chất hữu cơ.
+ Mùi: Nước tinh khiết không có mùi. Mùi của nước thải chủ yếu là do
sự phân huỷ các chất hữu cơ trong thành phần có chứa các nguyên tố N, P, S.
Xác của sinh vật khi thối rữa đã bốc mùi rất mạnh. Mùi khai do Amoniac
(NH3), mùi tanh do các Amin (R3N, R2NH+), Phophin (PH3), mùi thối do

Hydrosunfua (H2S). Các hợp chất Indol và Scatol được sinh ra từ sự phân hủy
Tryptophan – một trong 20 amino axit tạo nên protein cho sinh vật, các chất
này chỉ cần vói một lượng rất nhỏ nhưng gây mùi rất thối và ám dính rất dai.
+ Vị: Nước tinh khiết không có vị và trung tính với độ pH=7. Nước có
vị chua là nồng độ axit tăng (pH<7). Các axit (H2SO4, HNO3) và các oxit
axit (NxOyCO2, SO2) từ khí quyển và từ nước thải công nghiệp tan trong
nước là pH nước thải giảm. Vị nồng độ là biểu hiện của kiềm (pH>7). Lượng
amoniac sinh ra trong quá trình phân giải protein làm pH tăng. Vị mặn chát do
một số muối vô cơ hoà tan, điển hình là muôi ăn (NaCl).
+ Độ dẫn điện: Các muối tan trong nước phân ly thành các ion làm
nước có khả năng dẫn điện. Độ dẫn điện phụ thuộc vào nồng độ và độ linh
động của các ion.
- Các thông số hóa học:
+ BOD: Là lượng ôxy cần thiết cung cấp để vi sinh vật phân hủy các
chất hữu cơ trong điều kiện tiêu chuẩn về nhiệt độ và thời gian.
+ COD: Là lượng ôxy cần thiết để oxy hóa các hợp chất hóa học trong nước.
+ Các kim loại nặng: Các kim loại nặng là những yếu tố mà tỷ trọng
của chúng bằng hoặc lớn hơn 5 như Asen, Cacdimi, Fe, Mn, Pb, Cu....ở hàm
lượng nhỏ chúng rất cần cho sự phát triển và sinh trưởng của động thực vật


9

nhưng khi hàm lượng lớn thì chúng sẽ trở thành độc hại đối với sinh vật và
con người.
+ Các ion như Cl-, NO3-: Khi ở mức độ nhiều thì chúng cũng gây tác
hại cho sinh vật và con người.
- Các thông số sinh học: Coliform là nhóm vi sinh vật quan trọng
trong chỉ thị môi trường, xác định mức độ ô nhiễm bẩn về mặt sinh học
của nguồn nước.

2.2. Cơ sở pháp lý
- 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.
- 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 Hóa chất số 06/2007/QH12 được Quốc hội nước CHXHCN Việt
Nam thông qua ngày 21 tháng 11 năm 2007.
- Nghị định số 201/2013/NĐ-CP ngày 27 tháng 11 năm 2013 của Chính
Phủ quy định chi tiết thi hành một số điều của Luật Tài nguyên nước.
- Nghị định số 25/2013NĐ-CP, ngày 29/3/2013 của Chính Phủ về 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 tháng 5 năm 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.


10

- 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 02/2009/TT-BTNMT ngày 19 tháng 03 năm 2009 của Bộ
tài nguyên và môi trường về quy định đánh giá khả năng tiếp nhận nước thải
của nguồn nước.

- Quyết định số 1714/QĐ-UBND ngày 29 tháng 5 năm 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 08:2008/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng
nước mặt.
- Quy chuẩn kỹ thuật Việt Nam QCVN 24:2009/BTNMT, quy chuẩn
kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước thải.
- QCVN 40:2011/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải
công nghiệp
- QCVN 02:2009/BYT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng
nước sinh hoạt.
- TCVN 7957:2008: Tiêu chuẩn về thiết kế hệ thống xử lý nước thải.
2.3. Cơ sở thực tiễn
Trên thế giới và ở nước ta quá trình khai thác than là ngành công
nghiệp tác động trực tiếp đến tài nguyên lòng đất và nhiều yếu tố môi trường
như đất, nước, không khí, rừng và các loài sinh vật, cảnh quan... Môi trường
các vùng khai thác và chế biến than dễ bị suy thoái và ô nhiễm.


11

Than ở Việt nam được khai thác hơn 100 năm nay, đã tạo tiền đề cho
sự phát triển của nhiều ngành kinh tế khác, nguồn lợi kinh tế do than mang lại
tuy rất lớn nhưng hoạt động khai thác than lại làm ảnh hưởng xấu đến các
dạng tài nguyên thiên nhiên và môi trường sống. Đặc biệt các hoạt động khai
thác, vận tải, sàng tuyển, bốc dỡ, cung ứng than đã gây ô nhiễm môi trường ở
quy mô rộng lớn và mức độ nghiêm trọng. Các hoạt động phát triển than đã

làm suy thoái và ô nhiễm không khí, đất và nước. Để ngành than phát triển
bền vững, ngoài việc đầu tư áp dụng những công nghệ sản xuất tiên tiến, có
năng suất cao, ít gây ô nhiễm môi trường, còn cần phải quan tâm xây dựng,
thực hiện kế hoạch quản lý môi trường và áp dụng những giải pháp kỹ thuật,
công nghệ thích hợp để sử lý và giảm thiểu ô nhiễm môi trường nói chung,
đặc biệt là môi trường nước và khí, vì nước và khí là yếu tố không thể thiếu
được cho sinh hoạt của con người, và cho các hoạt động sản xuất, dịch vụ,
giải trí khác.
Tác nhân gây ô nhiễm chủ yếu trong hoạt động sản xuất than là bụi và
các khí thải sinh ra từ quá trình đốt cháy nhiên liệu của các động cơ đốt trong,
các khí thải sinh ra từ quá trình trầm tích của các bon dưới sự phân hủy của vi
khuẩn kỵ khí như CH4, SOx, COx... Lượng phát thải các tác nhân này chủ yếu
phụ thuộc vào khối lượng các chỉ tiêu sản xuất như khối lượng đất đá bóc,
khối lượng vận tải, sàng tuyển…
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 ba
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.


12

Nước 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 nước 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.
- Nước thải từ khai trường lộ thiên khi khai thác than lộ thiên, người ta
phải bóc lớp đất 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 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.
- Nước thải từ các nhà mày 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


13

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.
Ngoài ba 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.
2.3.2. Tính chất chung của nước thải mỏ than
* Đối với nước bơm thoát từ khai trường:
Nước thải hầm lò của mỏ có những đặc tính cơ bản đó là có độ pH thấp
(3 < pH < 5), hàm lượng Fe, Mn các kim loại nặng cao là do trong lớp đất đá
và lớp than có chứa nhiều thành phần hóa học khác nhau như lưu huỳnh, Fe,
Mn. Quá trình nước được lưu đọng trong moong có cá điều điện vật lý, hóa
học, sinh học diễn ra lên có mang lại những đặc trưng đó cho nước thải mỏ,
ngoài ra nước thải hầm lò mỏ than còn có các kim loại nặng độc hại như Cd,
Pb, Hg, As nhưng với hàm lượng không cao, tùy vào tùy địa hình mỏ mỗi nơi
mới có và hàm lượng TSS khá cao, dầu mỡ khoáng, coliform do các dầu mỡ
khoáng từ các khai trường, hay máy móc sử dụng thi công, khai thác của mỏ
nhiễm vào nước.
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 tỉ trọng cao.
Lưu huỳnh vô cơ ở dạng khoáng pyrit hay chalcopyrit, khi bị oxy hóa
trong môi trường nước sẽ tạo thành axít theo các phản ứng sau:
FeS2 + 7/2 O2 + H2O

FeSO4 + H2SO4 (1)

2FeSO4 + 1/2 O2 + H2SO4

Fe2(SO4)3 + H2O (2)

FeS2 + Fe2(SO4)3

3FeSO4 + 2S (3)

S + H2O + 3/2 O2

H2SO4 (4)

Fe2(SO4)3 + 2H2O

Fe(OH)SO4 + H2SO4 (5)


14

Các vi sinh vật ưa khí và sử dụng lưu huỳnh làm chất dinh dưỡng như
chủng Thiobaccillus 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 dạng tác động của các vi sinh vật
còn các phản ứng (3), (5) là các phản ứng hóa học.
* Đối với nước mưa rửa trôi bề mặt khai trường:
Trên bề mặt đất khai trường có nhiều chất với thành phần hóa 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
nếu không được thu gom xử lý cũng có hàm lượng BOD, colifrom cao...
* Đối với các nhà máy sàng tuyển than:

Mang lại nhiều hạt 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 than 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 [12].
Quá trình lưu trong các đường lò, hầm bơm, quá 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. Trong quá trình khai thác than, các hoạt động khai
thác đã tạo điều kiện cho các vi khuẩn hiếu khí có khả năng phân huỷ pyrít
và lưu huỳnh dưới tác dụng của ôxi không khí và độ ẩm. Đây cũng là
nguyên nhân làm cho hàm lượng các kim loại (Fe, Mn) và các ion (SO4 2-)
tăng cao trong nước thải mỏ.


15

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 (SO4 2-) và TSS khá cao.
2.3.3. Một số phương pháp xử lý nước thải

2.3.3.1. Phương pháp xử lý nước thải bằng biện pháp cơ học
+ Song chắn: Sử dụng để lọc vật rắn thô, làm bằng kim loại, đặt ở cửa
ngoài kênh, nghiêng một góc 60 - 750, lưới lọc, tấm kim loại uốn thành hình
tang trống, kích thước lỗ 0.5-1 mm, quay với vận tốc 0.1-0.5m/s. Chỉ cho nước
thải qua bề mặt lưới, còn vật rắn bị giữ lại trong bề mặt lưới sẽ được cào ra.
+ Bể điều hòa lưu lượng: Nhằm ổn định lưu lượng nước thải và thành
phần nước thải trước khi vào hệ thống xử lý, đây là bể thu nước từ các nguồn
khác nhau được gom lại để vào hệ thống xử lý chung.
+ Bể lắng: Tách chất lơ lửng dưới tác dụng của trọng lực.
+ Lọc: Là các vách ngăn xốp, cho dòng nước đi qua và giữ lại các hạt
rắn lơ lửng, động lực của quá trình là dưới tác dụng áp suất thủy tĩnh, áp suất
cao trước vách ngăn hoặc áp suất chân không sau vách ngăn.
2.3.3.2. Phương pháp hóa lý trong xử lý nước thải
+ Phương pháp tuyển nổi:
- Tách hợp chất không tan và khó lắng, có khả năng tách được chất bẩn


16

hòa tan như là chất hoạt động bề mặt.
- Quá trình sục các bọt khí nhỏ vào pha lỏng, chúng kết dính vào các
hạt, khi lực nổi của tập hợp các bong khí đủ lớn sẽ kéo các hạt lên bề mặt,
sau đó chúng tập hợp lại tạo ra lớp bọt chứa hàm lượng các chất bẩn cao hơn
trong chất lỏng ban đầu.
+ Phương pháp đông - keo tụ:
- Là quá trình đưa vào trong nước các tác nhân tạo bông có tác dụng
phá keo hoặc hấp phụ các hạt nhỏ lên bề mặt của nó hoặc dính các hạt nhở lơ
lửng lại với nhau tạo nên một tập hợp có trọng lượng lớn hơn để chúng lắng
đọng xuống tầng đáy, thông qua đó nước sẽ được làm sạch hơn.
- Các tác nhân thường được dùng trong phương pháp đông – keo tụ:

phèn (Al(SO4), NH2O, nước vôi (Ca(OH)2 . . .
+ Phương pháp hấp phụ:
- Là phương pháp giữ chất hòa tan trên bề mặt chất rắn.
- Chất hấp phụ là chất rắn (than hoạt tính, oxit Al, chất tổng hợp, tro, xỉ,
mạt sắt, đất sét,..)
- Chất bị hấp phụ thường là các chất hữu cơ hòa tan sau khi xử lý sinh
học hoặc xử lý cục bộ nằm trong pha lỏng.
+ Phương pháp trao đổi ion:
- Là quá trình ion nằm trên bề mặt của pha rắn sẽ trao đổi với các ion
cùng điện tích trong nước khi xảy ra quá trình tiếp xúc.
- Chất trao đổi ion là các hợp chất tự nhiên: Zeolit tự nhiên, khoáng, đất
sét,…
2.3.3.3. Phương pháp hóa học trong xử lý nước thải
+ Phương pháp trung hòa: Đưa pH của nước thải về 6.5 - 8.5, khoảng
pH thích hợp cho quá trình xử lý tiếp hoặc trước khi thải nguồn tiếp nhận.
+ Phương pháp oxi hóa khử: Là dùng các chất có oxi hóa khử chuyển