MỞ ĐẦU
Môi trường và những vấn đề liên quan đến môi trường là đề tài được bàn luận của
tất cả các quốc gia trên Thế Giới. Hiện nay môi trường đang bị đe dọa trầm trọng vì tình
hình Thế Giới phát triển ngày càng cao, các nhà máy, công trình, xưởng sản xuất … càng
ngày mọc lên càng nhiều. Các hoạt động này, một mặt cải thiện chất lượng cuộc sống, mặt
khác hàng loạt những vấn đề như: Khan hiếm, cạn kiệt tài nguyên, ô nhiễm môi trường,
mất cân bằng hệ sinh thái….
Trong giai đoạn hiện nay, nước ta đang trong giai đoạn phát triển nhanh chóng giúp
cho nền công nghiệp có những bước tiến bộ không ngừng về cả số lượng các khu công
nghiệp, các nhà máy cùng chủng loại các sản phẩm và chất lượng ngày càng phong phú
đa dạng đóng vai trò đáng kể trong nền kinh tế quốc dân. Bên cạnh những tác động tích
cực do ngành công nghiệp mang lại thì cũng phải kể đến những tác động tiêu cưc. Trong
đó vấn đề về nước được quan tâm nhiều hơn. Các biện pháp bảo về nguồn nước mặt,
nguồn nước ngầm không bị ô nhiễm do các hoạt động sinh hoạt và sản xuất của con người
thì những vấn đề quản lý thu gom, xử lý nước thải càng trở lên cần thiết. Như vậy mới
đảm bảo cùng với sự đi lên của kinh tế, xã hội… thì vấn đề môi trường vẫn được bảo vệ.
Vì vậy, việc xây dựng một hệ thống xử lý nước thải nhằm bảo vệ môi trường nước và đảm
bảo chỉ tiêu chất lượng xả là rất cần thiết.
Để đáp ứng được yêu cầu trên, em đã chọn một doanh nghiệp hoạt động trong lĩnh
vực khai thác than của Công Ty CP Tin Học, Công Nghệ, Môi Trường – Vinacomin thuộc
tập đoàn Than – Khoáng Sản Việt Nam làm đề tài tốt nghiệp. Em lựa chọn đề tài: “ thiết
kế quy trình kỹ thuật cho trạm xử lý nước thải mỏ Công Ty Than Hòn Gai với hạng
mục cửa lò+25 công suất 900 m3/h ”
Mục đích chọn đề tài
Để nước thải khi thải ra không gây ô nhiễm môi trường nên em đã lựa chọn đề tài
thiết kế hệ thống xử lý nước thải sản xuất cho trạm +25 Thành Công của Công Ty Than
Hòn Gai. Nước thải sau khi xử lý thì đảm bảo đạt mức B – QCVN 14/2008/BTNMT.
Bên cạnh đó , ta cần tính toán trạm + 25 Thành Công phải phù hợp với tình hình
kinh tế, diện tích công trình, công nghệ….

CHƯƠNG 1. THÔNG TIN CHUNG VỀ DOANH NGHIỆP


1.1 Vị trí địa lý tự nhiên.
1.1.1 Vị trí địa lý và ranh giới của doanh nghiệp.

Hình 1-1: Vị trí địa lý phường Hà Khánh Thành Phố Hạ Long
Hà Khánh là một phường thuộc thành phố Hạ Long, tỉnh Quảng Ninh
Có tọa độ địa lý: 21°00′6″B 107°07′49″Đ
Khu vực lập dự án nằm trên địa phận phường Hà Khánh thành phố Hạ Long, tỉnh
Quảng Ninh. Khu vực cạnh vận chuyển than của khai trường + 25 Thành Công – Công ty
than Hòn Gai – TKV.
Khu vực xây dựng công trình.
o Phía Bắc giáp Mương số 4 Hà khánh
o Phía đông giáp đường vận chuyển than của khai trường than Thành
Công.
o Phía Tây, Nam giáp khu dân cư.
o Tọa độ: 21°00′6″B 107°07′49″Đ


Hình 1-2: Vị trí địa lý trạm +25 Thành công của Công Ty Than Hòn Gai
1.1.2 Vị trí của xí nghiệp so với các đối tượng tự nhiên xung quanh.
+ Vị trí xây dựng bể điều hòa: nằm cạnh khu vực cửa lò thông gió +25 Thành Công

Bảng 1-1 Tọa độ mặt bằng bể điều hòa
STT

Điểm

X


Y

1

A

2321449,76

433409,01

2

B

2321464,42

433419,46

3

C

2321393,72

433517,86

4

D


2321379,10

433507,37

Ghi chú

Hệ tọa độ
VN 2000

+ Vị trí xây dựng hệ thống xử lý: Cạnh tuyến đường vận chuyển than và vào khai trường
mỏ +25 Thành Công


Bảng 1-2. Tọa độ mặt bằng trạm xử lý nước thải
STT

Điểm

X

Y

1

E

2321293,04

433291,17


2

F

2321278,46

433336,51

3

G

2321428,57

433370,33

4

H

2321421,19

433320,04

Ghi chú

Hệ tọa độ VN
2000


- Nhu cầu sử dụng đất: Diện tích sử dụng đất cho công trình: 8.831 m2
1.2 Điều kiện môi trường tự nhiên.
1.2.1 Điều kiện địa chất.
1.2.1.1

Lịch sử kiến tạo

Vịnh Hạ Long và các vùng lân cận là một phần của lãnh địa liên hợp (composite
terrane) Việt-Trung, trải qua các quá trình tiến hoá tách trôi, va chạm và biến cải trong
Tiền Cambri - Phanerozoi. Móng Tiền Cambri và Paleozoi hạ phần lớn bị che phủ, chỉ lộ
ra vài nơi quanh vịnh Bắc Bộ, nhưng các thành tạo từ Ordovic đến nay lộ ra khá đầy đủ
trên các vùng này.
Lịch sử địa chất địa mạo của vịnh Hạ Long trải qua ít nhất 500 triệu năm với
những hoàn cảnh cổ địa lý rất khác nhau, với nhiều lần tạo sơn-biển thoái và sụt chìmbiển tiến. Vịnh Hạ Long từng là khu vực biển sâu vào các kỷ Ordovic-Silua (khoảng 500410 triệu nẳm trước), khu vực biển nông vào các kỷ Cacbon-Pecmi (khoảng 340-250 triệu
năm trước), biển ven bờ vào cuối kỷ Paleogen đầu kỷ Neogen (khoảng 26-20 triệu năm
trước) và trải qua một số lần biển lấn trong kỷ Nhân sinh (khoảng 2 triệu năm trước?).
Vào kỉ Trias (240-195 triệu năm trước) khu vực vịnh Hạ Long là những đầm lầy ẩm ướt
với những cánh rừng tuế, dương xỉ khổng lồ tích tụ nhiều thế hệ.
1.2.1.2

Địa chất địa mạo

Vịnh Hạ Long có quá trình tiến hóa caxtơ đầy đủ trải qua trên 20 triệu năm nhờ sự
kết hợp đồng thời giữa các yếu tố như tầng đá vôi dày, khí hậu nóng ẩm và quá trình nâng
kiến tạo chậm chạp trên tổng thể, với nhiều dạng địa hình caxtơ kiểu Phong


Tùng (fengcong) gồm một cụm đá vôi thường có hình chóp nằm kề nhau có đỉnh cao trên
dưới 100m, cao nhất khoảng 200m; hoặc kiểu Phong Linh (fenglin) đặc trưng bởi các
đỉnh tách rời nhau tạo thành các tháp có vách dốc đứng, phần lớn các tháp có độ cao từ

50-100m. Tỉ lệ giữa chiều cao và rộng khoảng 6 lần.
Vịnh Hạ Long còn bao gồm địa hình caxtơ ngầm là hệ thống các hang động đa
dạng trên Vịnh, được chia làm 3 nhóm chính: nhóm 1 là di tích các hang ngầm cổ, tiêu
biểu là hang Sửng Sốt, động Tam Cung, động Lâu đài, động Thiên Cung, hang Đầu Gỗ,
Thiên Long, v.v. Nhóm 2 là các hang nền caxtơ tiêu biểu là Trinh Nữ, Bồ Nâu, Tiên Ông,
Hang Trống. Nhóm 3 là hệ thống các hàm ếch biển mà tiêu biểu như 3 hang thông nhau ở
cụm hồ Ba Hầm, hang Luồn, Ba Hang.
1.2.1.3 Hiện trạng tài nguyên sinh học

Vịnh Hạ Long là nơi tập trung đa dạng sinh học với 2 hệ sinh thái điển hình là "hệ
sinh thái rừng kín thường xanh mưa ẩm nhiệt đới" và "hệ sinh thái biển và ven bờ". Trong
mỗi hệ lớn nói trên lại có nhiều dạng sinh thái.
 Hệ sinh thái rừng kín thường xanh mưa ẩm nhiệt đới
Hệ sinh thái rừng kín thường xanh mưa ẩm nhiệt đới ở vịnh Hạ Long rất đặc trưng,
phong phú với tổng số loài thực vật sống trên các đảo khoảng trên 1.000 loài. Một số quần
xã các loài thực vật khác nhau bao gồm các loài ngập mặn, các loài thực vật ở bờ cát ven
đảo, các loài mọc trên sườn núi và vách đá, trên đỉnh núi hoặc mọc ở của hang hay khe
đá. Các nhà nghiên cứu của Hiệp hội Bảo tồn thiên nhiên thế giới đã phát hiện 7 loài thực
vật đặc hữu của vịnh Hạ Long.
Theo thống kê, hệ sinh thái rừng kín thường xanh mưa ẩm nhiệt đới ở vịnh Hạ
Long và vịnh Bái Tử Long có 477 loài mộc lan, 12 loài dương xỉ và 20 loài thực vật ngập
mặn; đối với động vật người ta cũng thống kê được 4 loài lưỡng cư, 10 loài bò sát, 40
loài chim và 14 loài thú. Ở vùng này còn có loại khỉ thân nhỏ, hiện được nuôi theo
phương pháp đặc biệt tại đảo Khỉ.


 Hệ sinh thái biển và ven bờ.
Hệ sinh thái biển và ven bờ của vịnh Hạ Long bao gồm trong đó "hệ sinh thái đất
ướt" và "hệ sinh thái biển
1.2.2 Điều kiện khí tượng, thủy văn.

1.2.2.1 Điều kiện khí tượng.
Khu vực lập dự án nằm phía Đông Bắc Việt Nam nên khí hậu mang đặc trưng
chung của vùng thuộc khí hậu nhiệt đới gió mùa.
 Nhiệt độ
o Nhiệt độ trung bình năm: 23oC
o Nhiệt độ cực đại trung bình: 31,2 oC
o Nhiệt độ cực tiểu trung bình: 12,1 oC
o Nhiệt độ cực đại tuyệt đối: 39,1 oC
o Nhiệt độ cực tiểu tuyệt đôi: 1,1 oC
 Độ ẩm
o Độ ẩm tương đối trung bình năm: 84,6%
o Độ ẩm tương đối trung bình tháng cao nhất: 87%
o Độ ẩm tương ddooios trung bình tháng thấp nhất: 5%
 Gió
o Vân tốc trung bình năm: 2,5 m/s
o Vận tốc gió trung bình tháng cao nhất: 2,9 m/s ( tháng XI)
o Vận tốc gió trung bình tháng thấp nhất: 2,0 m/s ( tháng II)
o Vận tốc gió cực đại có thể xảy ra: 45 m/s
 Mưa
o Lượng mưa trung bình năm: 1.700-2.400 mm
o Lượng mưa trung bình tháng cao nhất: 385 mm ( tháng VII)
o Lượng mưa trung bình tháng thấp nhất: 150 mm ( tháng I)
 Nắng
o Tổng số giờ nắng trong năm: 1.650-1700 h
o Số ngày nắng quang mây/nhiều mây: 18,6/193/3
1.2.2.2 Điều kiện thủy văn.
Hệ thống thoát nước của cửa lò +25 Thành Công bao gồm:
Nước thải hầm lò được bơm thoát nước cưỡng bức lên rãnh thoát nước của mỏ, rồi
tự chảy cùng nước sườn đồi xung quanh chảy trực tiếp ra suối và ra biển.
1.3 Điều kiện Kinh Tế - Xã Hội.



1.3.1 Điều kiện kinh tế.
Cơ cấu kinh tế khu vực được xác định là Công nghiệp – Dịch vụ.
Là một tỉnh có nguồn tài nguyên khoáng sản, về trữ lượng than trên toàn Việt Nam
thì riêng Quảng Ninh đã chiếm tới 90%. Nguyên liệu sản xuất vật liệu xây dựng, cung cấp
vật tư, nguyên liệu cho các ngành sản xuất trong nước và xuất khẩu, đóng góp quan trọng
cho sự phát triển kinh tế, tăng trưởng GDP của tỉnh Quảng Ninh.
Quảng Ninh với di sản thiên nhiên thế giới Vịnh Hạ Long 2 lần được Tổ chức
UNESCO tôn vinh. Với di tích văn hóa Yên Tử, bãi cọc Bạch Đằng, Đền Cửa Ông, Đình
Quan Lạn, Đình Trà Cổ, núi Bài Thơ... thuận lợi cho phát triển du lịch biển, du lịch sinh
thái, du lịch thể thao, du lịch văn hóa tâm linh. Quảng Ninh được xác định là 1 điểm của
vành đai kinh tế Vịnh Bắc Bộ, là cửa ngõ quan trọng của hành lang kinh tế Hà Nội-Hải
Phòng-Quảng Ninh. Có hệ thống cảng biển, cảng nước sâu có năng lực bốc xếp cho tàu
hàng vạn tấn,... tạo ra nhiều thuận lợi cho ngành vận tải đường biển giữa nước ta với các
nước trên thế giới. Quảng Ninh có hệ thống cửa khẩu phân bố trên dọc tuyến biên giới,
đặc biệt cửa khẩu quốc tế Móng Cái là nơi hội tụ giao lưu thương mại, du lịch, dịch vụ và
thu hút các nhà đầu tư. Là cửa ngõ giao dịch xuất nhập khẩu với Trung Quốc và các nước
trong khu vực.
Quảng Ninh xếp thứ 5 cả nước về thu ngân sách nhà nước (2014) sau thành phố Hồ
Chí Minh, Hà Nội, Bà Rịa-Vũng Tàu và Hải Phòng. Tính đến hết năm 2014 GDP đầu
người đạt hơn 3500 USD. Lương bình quân của lao động trong tỉnh ở các ngành chủ lực
như than, điện, cảng biển, cửa khẩu và du lịch đều ở mức cao.
1.3.2 Điều kiện Xã Hội.
Tính đến năm 2012, dân số toàn tỉnh Quảng Ninh đạt gần 1.177.200 người, mật độ
dân số đạt 193 người/km² Trong đó dân số sống tại thành thị đạt gần 620.200 người, dân
số sống tại nông thôn đạt 557.000 người. Dân số nam đạt 607.350 người, trong khi đó nữ
đạt 569.850 người Tỷ lệ tăng tự nhiên dân số phân theo địa phương tăng 11,5 % . (Trong
đó Phường Hà Khánh có diện tích 31,9 km², dân số năm 1999 là 5336 người, mật độ dân
số đạt 167 người/km². Có tổng số 99 doanh nghiệp khu vực Phường Hà khánh )

Hiện nay trên địa bàn toàn tỉnh Quảng Ninh có 421 trường học ở cấp phổ thông
trong đó Trung học phổ thông có 46 trường, Trung học cơ sở có 146 trường, Tiểu học có
177 trường, có 45 trường phổ thông cơ sở, bên cạnh đó còn có 205 trường mẫu giáo. Với


hệ thống trường học như vậy, nền giáo dục trong địa bàn Tỉnh Quảng Ninh góp phần đạt
phổ cập giáo dục các cấp bậc học trong những năm tới. Về bậc đại học, hiện tại Quảng
Ninh có trường Đại học Hạ Long, Đại học Công nghiệp Quảng Ninh, Đại học Ngoại
thương phân hiệu Quảng Ninh, và các trường cao đẳng, trung cấp khác.
Quảng Ninh có hệ thống cơ sở vật chất của ngành y tế được đầu tư đáp ứng yêu
cầu khám chữa bệnh của nhân dân và các du khách trong và ngoài nước.
Hệ thống giao thông của Quảng Ninh rất phong phú bao gồm giao thông đường bộ,
đường sắt, đường biển và cảng hàng không. Trong đó, hệ thống đường bộ có 5
tuyến Quốc lộ dài 381 km, đường tỉnh có 12 tuyến với 301 km, 764 km đường huyện và
2.500 km đường xã, toàn tỉnh có 16 bến xe trong đó 6 bến xe liên tỉnh hỗn hợp.
1.4 Tình hình sản xuất, kinh doanh của doanh nghiệp.
-

Sơ đồ quản lý, tổ chức vận hành công trình
Sơ đồ quản lý trạm xử lý nước thải
Trạm trưởng

Hành chính

Ca 1

Ca 2

Ca 3


Kinh tế viên

NV điều khiển

NV điều khiển

NV điều khiển

1.5 Quy trình sản xuất và sơ đồ công nghệ của doanh nghiệp.
1.5.1 Quy trình sản xuất than.
Khai thác than trong mỏ hầm lò, than từ vỉa than sẽ được khấu bằng máy khấu
than. Than sau khi được khấu từ vỉa sẽ được vận chuyển từ máng cào tới máy truyền tải,
đập nghiền để đập nhỏ than ( vì sau khi khấu có thể có những mảng than lớn). Sau máy
đập nghiền, than được đổ lên băng tải (hoặc boong ke) và vận chuyển lên mặt bằng để
sàng tuyển, phân loại than và vân chuyển đến các nơi.


1.5.2 Sơ đồ công nghệ sản xuất than.

1.6 Công tác bảo vệ môi
1.6.1 Các công trình bảo vệ
1.6.1.1 Cấp thoát sạch.
 Sử dụng nguồn nước
khu vực.
 Nguồn nước cấp cho pha

trường của doanh nghiệp.
môi trường nước.
cấp cho sinh hoạt sẵn có của
chế hóa chất cũng được được lấy


từ nguồn nước sạch sau xử lý
1.6.1.2 Thoát nước.
 Nước thải sinh hoạt sau khi qua hệ thống bể phốt xử lý cục bộ được thoát ra hệ
thống thoát nước chung của khu dân cư.
 Nước vệ sinh công nghiệp được thu gom đưa về bể trung chuyển để xử lý chung
cùng nước thải mỏ
1.6.1.3 Biện pháp giảm thiểu nước mưa chảy tràn
Hệ thống thoát nước mặt trong khu vực công ty được bố trí phù hợp mục đích tiêu
thoát nước nhanh. Trong giai đoạn hoạt động, hệ thống thoát nước đã đượcxây dựng hoàn


chỉnh, nước mưa sau khi được lọc rác sẽ được lọc đất, cát và các chất rắn lơ lửng tại các
hố ga sau đó chảy vào hệ thống thoát nước mưa. Các hố ga sẽ được nạo vét định kỳ để
loại bỏ những rác bám, cặn lắng.
1.6.2. Các công trình bảo vệ môi trường không khí.
 Hệ thống phun sương : sử dụng nước thải sau xử lý làm phun sương ở các đường
đi… làm giảm thiểu ô nhiễm không khí
 Giảm thiểu môi trường không khí bằng biện pháp bố trí hợp lý hệ thống vành đai
cây xanh trang trí, làm cảnh hợp lý giữa các khối khu vực. Trồng nhiều cây xanh.
Cây trồng kín, có các tầng lá và chiều cao tán từ mặt đất đến độ cao tối thiểu là 5m.
1.6.3 Hiện trạng chất thải rắn và chất thải nguy hại
Rác thải sinh hoạt trong mỏ bao gồm rác thải từ quá trình sinh hoạt của các hộ dân
trong khu vực và của các đơn vị trong công ty với khối lượng 400 kg/ngày được thu gom
hàng ngày vào các thùng chứa và phân loại thành chất hữu cơ và vô cơ. Khi rác đầy sẽ
tiến hành lấp hố bằng đất và trồng cây lên trên đồng thời tạo một hố khác để tiếp tục chứa
rác. Chất vô cơ tập trung vào thùng lớn và hợp đồng với đơn vị có chức năng thu gom,
vận chuyển vào bãi rác thải.
Ngoài ra, đá từ hầm lò, đất đá lộ vỉa, thải sàng được vận chuyển đổ vào các bãi thải
mỏ. Hiện tại, khu vực mỏ có 2 bãi thải, các bãi thải này hiện nay đã dừng việc đổ bãi thải

cao và triển khai công tác cải tạo, phục hồi môi trường để hạn chế rửa trôi đất đá và mức
độ ảnh hưởng của bãi thải.
1.6.4 Các công trình biện pháp khác
Giảm thiểu ô nhiễm tiếng ồn bằng biện pháp hạn chế các phương tiện động
cơ diezen, trang bị bảo hộ lao động cho cán bộ công nhân viên
1.7 Phân tích lựu chọn đề tài thiết kế
Việc lựa chọn công xuất Trạm xử lý nước thải mỏ than + 25 Thành Công, dựa trên
cơ sở nước thải các năm 2013, 2014(Bảng 1-3) và nước thải theo tính toán (nước mưa,
nước ngầm) của các năm 2015-2017, cụ thể:


Theo Tờ khai nộp phí bảo vệ môi trường đối với nước thải công nghiệp của Công
ty than +25 Thành Công với Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Quảng Ninh, lượng nước
thải trung bình trong năm 2013,2014 là 2.777 m3/ngày đêm.
Bảng 1-3. Lưu lượng nước thải nộp phí năm 2013,2014

Năm

Lưu lượng trung bình
m3/ngày đêm

Trung bình m3/giờ

2013

2.777

694

2014


2.777

694

Ghi chú: Giai đoạn này bơm nước hoạt động trung bình khoảng 4 giờ/ngày.
Lưu lượng nước thải được tính toán dự báo như trong bảng 1-4.
+ Lượng nước thải lớn nhất của mỏ năm 2015 là vào mùa mưa với lượng 18.088
m /ngày đêm.
3

+ Lượng nước thải lớn nhất của mỏ năm 2017 là vào mua mưa với lượng 19.896
m /ngày đêm.
3

Bảng 1-4. Lưu lượng nước thải dự kiến năm 2015 -2017[10]

Lưu lượng (m3/ng.đ)
Mùa mưa

Mùa khô

Trung bình mùa
mưa (m3/h)

2015

18.088

7.611


754

2016

18.435

8.050

768

2017

19.896

9.400

927

Năm khai thác

Mỏ than +25 Thành lựa chọn công suất Trạm xử lý nước thải mỏ than trong giai
đoạn hiện nay là 900 m3/giờ.

CHƯƠNG II: TỔNG QUAN PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI
2.1 Mục đích của việc xử lý nước thải mỏ


Trong quá trình khai thác than thải ra một lượng đáng kể axit sunfuric H 2SO4 và sắt
hydroxit Fe(OH)3 vào dòng nước, kết quả là nước thải mỏ có độ axit cao nhiều cặn lơ

lửng (SS). Khoáng vật chủ yếu của Mangan. Các chất vô cơ chủ yếu trong nước thải là
các kim loại nặng như Fe, Mn, Cd, Pb, Hg, As…Tuy nhiên Fe và Mn là những kim loại
chủ yếu trong nước thải hầm lò mỏ than. Nồng độ của các kim loại nặng khác thường rất
nhỏ.
2.2 Các phương pháp xử lý nước thải đang được áp dụng

 Chất lượng nước thải mỏ :
Sau khi đi khảo sát nguồn nước thải cửa lò +25 Thành Công, chúng tôi tiến hành
lấy mẫu nước thải và phân tích tại phòng thí nghiệm cho kết quả như sau:
Bảng 2-1: Kết quả phân tích mẫu nước thải cửa lò +25 Thành Công
STT
1
2
3
4
5
6
7

Lần 1

Lần 2

Lần 3

mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l


QCVN
40 :2011/BTNM
T
5,5 - 9
100
50
2
0,1
5

4,77
112,7
8,2
0,0054
0,0027
8,452

5,36
296,3
15,6
0,0032
0,0014
15,36

6,45
213
0,0045
0,0023
8,23


mg/l

1

5,044

4,77

1,56

Tên chỉ
tiêu

Đ/vị
tính

pH*
TSS *
BOD*
Đồng
Asen *
Sắt *
Mangan
*

KẾT QUẢ

• Căn cứ kết quả phân tích nước ở trên, chúng ta nhận thấy nước thải có
• Nồng độ chất rắn lơ lửng (TSS) cao 1,1 – 2,9 lần cho phép,

• Nồng độ sắt II (Fe2+) cao gấp 2-3 lần cho phép
• Mangan II (Mn2+) cao gấp 1,5-5 lần cho phép


• pH thấp dưới mức cho phép
• Các chỉ tiêu khác đạt tiêu chuẩn cho phép
• Từ những phân tích trên, nước thải mỏ bị ô nhiễm chủ yếu bởi : pH, TSS, Fe, Mn.
•
•


•

•

2.3 Cơ sở lý thuyết của phương pháp xử lý nước thải.

•

2.3.1 Các thông số đặc trưng của ô nhiễm nước thải.

•

2.3.1.1 Các thông số vật lý.
 Hàm lượng chất rắn lơ lửng
• Các chất rắn lơ lửng trong nước ((Total) Suspended Solids – (T)SS – SS) có thể
có bản chất là:
- Các chất vô cơ không tan ở dạng huyền phù (Phù sa, gỉ sét, bùn, hạt sét);
- Các chất hữu cơ không tan;
- Các vi sinh vật (vi khuẩn, tảo, vi nấm, động vật nguyên sinh…).

 Độ màu
• Màu của nước thải là do các chất thải công nghiệp, hoặc do các sản phẩm được
tao ra từ các quá trình phân hủy các chất hữu cơ. Đơn vị đo độ màu thông dụng
là mgPt/L (thang đo Pt-Co).
•

Độ màu là một thông số thường mang tính chất cảm quan, có thể được
sử dụng để đánh giá trạng thái chung của nước thải.

•

2.3.1.2 Các thông số hóa học
 Độ pH của nước
• Độ pH của nước có liên quan dạng tồn tại của kim loại và khí hoà tan trong
nước. pH có ảnh hưởng đến hiệu quả tất cả quá trình xử lý nước. Độ pH có ảnh
hưởng đến các quá trình trao chất diễn ra bên trong cơ thể sinh vật nước. Do
vậy rất có ý nghĩa về khía cạnh sinh thái môi trường.
 Sắt (Fe)
• Các hợp chất vô cơ của ion sắt hóa trị III: FeCl 3, Fe(OH)3...Trong đó Fe(OH)3
là chất keo tụ dễ lắng đọng trong câc bể và bể loc.
• Trong nước có oxi hòa tan, sắt (II) hydroxyt theo phản ứng:
• 4Fe2+ + 8OH- + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 + 8H+
• Sắt (III) hydroxyt trong nước kết tủa thành bông cặn màu vàng và có thể tách ra
khỏi nước một cách dễ dàng nhờ quá trình lắng lọc.


• Đặc biệt trong nước ngầm, với sự có mặt của anion HCO3- nên có phản ứng sau:
• H+ + HCO3- = H2O + CO2
• Kết hợp các phản ứng trên ta có phản ứng chung của quá trình oxy hóa sắt như
sau:

• 4Fe2+ + 8HCO3- + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 + 8CO2
 Mangan (Mn)
• Mangan cũng là nguyên tố hay gặp trong nước ngầm, thường cùng tồn tại với
sắt. Trong đất đá chúng thường tồn tại ở dạng ít tan, được chuyển hóa thành
dạng tan do phản ứng khử và vi sinh vật thâm nhập vào nước ngầm. Nồng độ
Mangan tan trong nước ngầm có thể đạt tới hàm lượng vài mg/l. Trong nước
ngầm Mangan ở dạng hóa trị +2.
 Asen
• Asen là một á kim, có 2 dạng thù hình. Asen là một chất không mùi, không vị
cực kỳ độc có thể gây tử vong cho sinh vật và con người. Hàm lượng Asen
trong nước dưới đất phụ thuộc tính chất và trạng thái môi trường địa hóa. Asen
tồn tại trong nước dưới đất ở dạng H3AsO4
 Nhu cầu oxy hóa học (COD)
• COD là một thông số quan trọng để đánh giá mức độ ô nhiễm chất hữu cơ nói
chung và cùng với thông số BOD, giúp đánh giá phần ô nhiễm không phân hủy
sinh học của nước từ đó có thể lựa chọn phương pháp xử lý phù hợp.
 Nhu cầu oxy sinh học (BOD)
• BOD (Biochemical oxygen Demand – nhu cầu oxy sinh hoá) là lượng oxy cần
thiết để vi sinh vật oxy hoá các chất hữu cơ theo phản ứng:
• Chất hữu cơ + O2  CO2 + H2O + tế bào mới + sản phẩm trung gian
•

Trong môi trường nước, khi quá trình oxy hoá sinh học xảy ra thì các vi
sinh vật sử dụng oxy hoà tan, vì vậy xác định tổng lượng oxy hoà tan cần thiết
cho quá trình phân huỷ sinh học là phép đo quan trọng đánh giá ảnh hưởng của
một dòng thải đối với nguồn nước. BOD có ý nghĩa biểu thị lượng các chất thải
hữu cơ trong nước có thể bị phân huỷ bằng các vi sinh vật.

 Oxy hòa tan DO



• DO là lượng oxy hoà tan trong nước cần thiết cho sự hô hấp của các sinh vật
nước (cá, lưỡng thể, thuỷ sinh, côn trùng...) thường được tạo ra do sự hoà tan từ
khí quyển hoặc do quang hợp của tảo.
• Nồng độ oxy tự do trong nước nằm trong khoảng 8 – 10 ppm, và dao động
mạnh phụ thuộc vào nhiệt độ, sự phân huỷ hoá chất, sự quang hợp của tảo...
Khi nồng độ DO thấp, các loài sinh vật nước giảm hoạt động hoặc bị chết. Do
vậy, DO là một chỉ số quan trọng để đánh giá sự ô nhiễm nước của các thuỷ vực
2.3.2 Tổng quan về phương pháp xử lý nước thải
•

2.3.2.1 Công nghệ hóa học
• Phương pháp hóa học xử lý nước thải mỏ gồm 5 bước chính sau:
• Điều hòa và kiểm soát lưu lượng và đặc tính của nguồn nước thải;
• - Trung hòa bằng các hóa chất;
• - Oxi hóa, làm kết tủa các ion kim loại dạng hòa tan;
• - Lắng cặn các hydroxit kim loại và các chất rắn lơ lửng khác;
• - Loại bỏ bùn cặn.
• Tùy theo tính chất nước thải mỏ và lưu lượng mà người ta áp dụng những hệ
thống khác nhau, cũng như các hóa chất, chất trợ lắng khác nhau.
• Để xử lý nước thải của mỏ than, trên thế giới đã áp dụng rộng rãi phương pháp
hóa học, phân thành 2 dạng như sau:
 Dạng sục khí
• Sục khí là phương pháp xử lý hóa học đơn giản nhất. Khi sục khí Fe(II) và
Mn(II) ở dạng hòa tan có thể được oxi hóa và kết tủa dưới dạng Fe(III) và
Mn(IV). Mức độ oxi hóa các chất phụ thuộc nhiều vào giá trị pH của nước. Sục
khí tạo phản ứng oxi hóa Fe(II) thành Fe(III) khi pH > 7,2; Mn(II) thành
Mn(IV) khi pH = 8,5 ÷ 9,5. Nếu yêu cầu loại bỏ Mn(II) thì có thể cần thiết phải
tăng pH bằng hóa chất.
• Những khu vực rộng lớn thường được áp dụng kiểu các thác nước để trộn lẫn

không khí khi không có sự điều chỉnh pH. Theo Dudeney (1994), hệ thống
Denby Grange Colliery ở Anh đã sử dụng 5 thác nước trong hệ thống sục khí.
Các kết tủa của Fe(III) và Mn(IV) tạo thành các hạt nhỏ phân tán, do đó việc


lắng đọng dưới tác dụng của trọng lực rất chậm. Thời gian lưu nước thải để các
hạt lắng xuống đáy phải trên 24 h, sau đó nước mới được thải ra môi trường. Để
tăng khả năng lắng, cần cấp thêm các chất trợ lắng (polime hữu cơ và vô cơ)
cho phép các hạt kết lại với nhau tạo thành hạt to hơn nên tốc độ lắng sẽ nhanh
hơn.
Các hệ thống xử lý hóa chất điển hình
• Đặc tính chung của nước thải mỏ than là có tính axit cao, hàm lượng ion Fe, Mn
ở dạng hòa tan cao. Các công ty khai thác mỏ trên thế giới thường chủ động
dùng các hóa chất để xử lý nước thải mỏ. Các hóa chất có tính kiềm được sử
dụng để trung hòa và chuyển hóa các kim loại dạng hòa tan trong nước thải mỏ
có tính axit. Trong công nghệ xử lý nước thải mỏ bằng hóa chất có các yêu cầu
được đặt ra, đó là: Giá hóa chất xử lý, giá vận hành các thiết bị hòa trộn và nạp
hóa chất, các phản ứng oxi hóa, hệ thống hồ lắng trong 1 hệ thống xử lý nước
thải mỏ. Wildeman (1994) đã đưa ra sơ đồ công nghệ chung cho việc xử lý nước
thải mỏ có tính axit bằng kiềm và oxi hóa Fe.
• Một số hệ thống xử lý nước thải mỏ than dùng các loại hóa chất khác nhau:
• - Hệ thống dùng sữa vôi: sữa vôi được khuấy trộn và nạp bằng hệ thống “Aqua
fix systems”;
• - Hệ thống dùng CaO: CaO được khuấy trộn và nạp bằng hệ thống “Aqua fix systems”;
• - Hệ thống dùng Natrihydroxit (NaOH – xút);
• - Hệ thống dùng Na2CO3;
• - Hệ thống dùng amoniac.
• Trong quá trình xử lý nước thải mỏ, để đẩy nhanh quá trình oxi hóa, kết tủa các
ion kim loại và lắng đọng các chất rắn lơ lửng thường cần phải bổ sung thêm
một số hóa chất với vai trò làm chất xúc tác, gồm:

• - Các chất xúc tác nhằm đẩy nhanh quá trình oxi hóa và kết tủa như: O 2, H2O2,
HClO, KMnO4…;
• - Các chất xúc tác đẩy nhanh quá trình lắng thường là các chất kết bông, chất
keo tụ như: Nhôm sunfat, FeSO4, các khoáng vật tự nhiên, keo tụ hữu cơ…
•

2.3.2.2 Phương pháp xử lý cơ học


•

Những phương pháp loại các chất rắn có kích thước và tỷ trọng lớn trong

nước thải được gọi chung là phương pháp cơ học.
•

Xử lý cơ học là khâu sơ bộ chuẩn bị cho xử lý sinh học tiếp theo. Xử lý

nước thải bằng phương pháp cơ học thường thực hiện trong các công trình và thiết bị
như song chắn rác, bể lắng cát, bể tách dầu mỡ… Đây là các thiết bị công trình xử lý
sơ bộ tại chỗ tách các chất phân tán thô nhằm đảm bảo cho hệ thống thoát nước hoặc
các công trình xử lý nước thải phía sau hoạt động ổn định.
•

Phương pháp xử lý cơ học tách khỏi nước thải sinh hoạt khoảng 60% tạp

chất không tan, tuy nhiên BOD trong nước thải giảm không đáng kể. Để tăng cường
quá trình xử lý cơ học, người ta làm thoáng nước thải sơ bộ trước khi lắng nên hiệu
suất xử lý của các công trình cơ học có thể tăng đến 75% và BOD giảm đi 10 – 15%.
•


Một số công trình xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học bao gồm:

 Song chắn rác
• Song chắn rác dùng để giữ lại các tạp chất thô như giấy, rác, túi nilon, vỏ cây và
các tạp chất có trong nước thải nhằm đảm bảo cho máy bơm, các công trình và
thiết bị xử lý nước thải hoạt động ổn định.
• Thiết bị chắn rác bố trí tại các máng dẫn nước thải trước trạm bơm nước thải và
trước các công trình xử lý nước thải.

•


•
•
•

Hình 2-1: A. Song chắn rác cơ giới; B. Song chắn rác thủ công

 Bể điều hòa
• Lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải các khu dân cư, công
trình công cộng, các nhà máy xí nghiệp luôn thay đổi theo thời gian phụ thuộc
vào các điều kiện hoạt động của các đối tượng thoát nước này. Sự dao động về
lưu lượng nước thải, thành phần và nồng độ chất bẩn trong đó sẽ ảnh hưởng
không tốt tới hậu quả làm sạch nước thải. Trong quá trình lọc cần phải điều hòa
lưu lượng dòng chảy, một trong những phương án tối ưu nhất là thiết kế bể điều
hòa lưu lượng.
• Bể điều hòa làm tăng hiệu quả của hệ thống xử lý sinh học do nó hạn chế hiện
tượng quá tải của hệ thống hoặc quá tải về lưu lượng cũng như hàm lượng chất
hữu cơ, giảm được diện tích xây dựng bể sinh học. Hơn nữa, các chất ức chế

trong quá trình xử lý sinh học sẽ được pha loãng hoặc trung hòa ở mức độ thích
hợp cho các hoạt động của vi sinh vật.
 Bể lắng
• Bể lắng cát
• Trong thành phần cặn lắng nước thải thường có cát với độ lớn thủy lực J=18
mm/s. Đây là các phần tử vô cơ có kích thước và tỷ trọng lớn. Mặc dù không
độc hại nhưng chúng cản trở hoạt động của các công trình xử lý nước thải như
tích tụ trong bể lắng, bể mê-tan,… làm giảm dung tích công tác công trình, gây
khó khăn cho việc xả bùn cặn, phá hủy quá trình công nghệ của trạm xử lý nước
thải. Để đảm bảo cho các công trình xử lý sinh học hoạt động ổn đinh cần phải
có các công trình và thiết bị phía trước.


• Cát lưu trong bể từ 2 – 5 ngày. Các loại bể lắng cát thường dùng cho các trạm
xử lý nước thải công suất trên 100 m 3/ngày. Các loại bể lắng cát chuyển động
quay có hiệu quả lắng cát cao và hàm lượng chất hữu cơ trong cát thấp. Do cấu
tạo đơn giản, bể lắng cát ngang được sử dụng rộng rãi hơn cả. Tuy nhiên trong
điều kiện cần thiết phải kết hợp các công trình xử lý nước thải, người ta có thể
dùng bể lắng cát đứng, Bể lắng cát tiếp tuyến hoặc thiết bị Cyclon hở một tầng
hoặc Ciclon thủy lực.
• Từ bể lắng cát, các được chuyển ra sân phơi để làm khô bằng biện pháp trọng
lực trong điều kiện tự nhiên.

•
•

Hình 2-2: Bể lăng cát ngang

• Bể lọc
• Nhằm tách các chất ở trạng thái lơ lửng kích thước nhỏ bằng cách cho nước thải

đi qua lớp vật liệu lọc, công trình này sử dụng chủ yếu cho một số loại nước
thải công nghiệp.
•

Phương pháp xử lý nước thải bằng cơ học có thể loại bỏ khỏi nước thải được
60% các tạp chất không hoà tan và 20% BOD, hiệu quả xử lý có thể đạt tới
75% theo hàm lượng chất lơ lửng và 30-35 % theo BOD bằng các biện pháp
làm thoáng sơ bộ hoặc đông tụ cơ học.


•

•

Hình 2-3: Bể lọc

2.3.2.3 Phương pháp xử lý hóa lý
• Bản chất của phương pháp này là áp dụng các quá trình vật lý và hóa học để
loại bớt các chất ô nhiễm mà không thể dùng quá trình lắng ra khỏi nước thải.
Các công trình tiêu biểu của việc áp dụng phương pháp hóa học bao gồm:
 Bể keo tụ, tạo bông
• Quá trình keo tụ tạo bông được ứng dụng để loại bỏ các chất rắn lơ lửng và các
hạt keo có kích thước rất nhỏ (10-7 – 10-8 cm). Các chất này tồn tại ở dạng phân
tán và không thể loại bỏ bằng quá trình lắng vì tốn rất nhiều thời gian. Để tăng
hiệu quả lắng, giảm bớt thời gian lắng của chúng thì thêm vào nước thải một số


hóa chất như phèn nhôm, phèn sắt, polymer,… Các chất này có tác dụng kết
dính các chất khuếch tán trong dung dịch thành các hạt có kích cỡ và tỷ trọng
lớn hơn nên sẽ lắng nhanh hơn.

• Các chất keo tụ dùng là phèn nhôm: A12(SO4)3.18H2O, NaA1O2, Al2(OH)3Cl,
KA1(SO4)2.12H2O, NH4 A1(SO4)2.12H2O; phèn sắt: Fe2(SO4)3.2H2O,
FeSO4.7H2O, FeCl3 hay chất keo tụ không phân ly, dạng cao phân tử có nguồn
gốc thiên nhiên hay tổng hợp.
• Phương pháp keo tụ có thể làm trong nước và khử màu nước thải vì sau khi tạo
bông cặn, các bông cặn lớn lắng xuống thì những bông cặn này có thể kéo theo
các chất phân tán không tan gây ra màu.

•
•

Hình 2-4: Sơ đồ bể kết tủa bông cặn.

2.3.2.4 Phương pháp xử lý hóa học
 Phương pháp trung hòa
•

Các phương pháp trung hòa bao gồm:

•-

Trung hòa lẫn nhau giữa nước thải chứa acid và nước thải chứa kiềm

•-

Trung hòa dịch thải có tinh acid, dùng các loại chất kiềm như: NaOH,

KOH, NaCO3, NH4OH, hoặc lọc qua các vật liệu trung hòa như: CaCO 3,
Dolomit,…
•-


Đối với dịch thải có tính kiềm thì trung hòa bởi acid hoặc khí acid.

• Để lựa chọn tác chất thực hiện phản ứng trung hòa, cần dựa vào các yếu tố:
•-

Loại acid hay bazơ có trong nước thải và nồng độ của chúng.


•-

Độ hòa tan của các muối được hình thành do kết quả phản ứng hóa học.

 Phương pháp ozon hóa
• Đó là phương pháp hoá học có chứa các chất hữu cơ dạng hoà tan và dạng keo
bằng ozon. Ozon sẵn sàng nhường oxy nguyên tử cho các tạp chất hữu cơ.
 Phương pháp oxy hóa khử
• Đa số các chất vô cơ không thể xử lý bằng phương pháp sinh hóa được, trừ các
trường hợp các kim loại nặng như: Cu, Zn, Pb, Co, Fe, Mn, Cr,…bị hấp thụ vào
bùn hoạt tính. Nhiều kim loại như: Hg, As,… là những chất độc, có khả năng
gây hại đến sinh vật nên được xử lý bằng phương pháp oxy hóa khử. Có thể
dùng tác nhân oxy hóa như: Cl 2, H2O2, O2 không khí O3 hoặc pirozulite
( MnO2). Dưới tác dụng của oxy hóa, các chất ô nhiễm độc hại sẽ chuyển hóa
thành những chất ít độc hại hơn và được loại ra khỏi nước thải.
•
•
•
•
•
•

•
•
•
•
•
•
•
•
•
•


•
•
•
•
•
•
•
• CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ QUY TRÌNH XỬ LÝ
•

3.1 Thành phần và tính chất đặc trưng của nước thải của trạm + 25 Thành

Công
•

•
S


•
1
•
2
•
3

Bảng 3-1: Bảng thành phần của nước thải sinh hoạt của Công ty

• T
ê
n
c
hỉ
ti
ê
u
• p
H
*
• T
S
S
*
• B
O
D
*

•

4

• Đ
ồ
n
g

•

• A

• KẾT QUẢ
•
Đ/

•

• QCVN
40 :2011/
BTNMT

• Lần
1

• Lần
2

• L
ầ
n

3

• 5,36

• 6
,
4
5

• 5,5 - 9

• 4,77

•
m

• 100

• 112,
7

• 296,3

• 2
1
3

•
m


• 50

• 8,2

• 15,6

•

-

•
m

• 2

• 0,00
54

• 0,003
2

•

• 0,1

• 0,00

• 0,001

• 0

,
0
0
4
5
• 0