Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
TRẦN VĂN TUẤN
ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM SẮT VÀ
MANGAN TRONG NƢỚC THẢI KHAI THÁC
THAN CÔNG TY TNHH MTV 618 VÀ ĐỀ XUẤT
PHƢƠNG ÁN XỬ LÝ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƢỜNG
Thái Nguyên - 2014
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM LỜI CẢM ƠN
Sau một thời gian dài học tập và nghiên cứu, tôi đã hoàn thành luận văn
tốt nghiệp với đề tài: : “Đánh giá hiện trạng ô nhiễm sắt và mangan trong
nước thải khai thác than Công ty TNHH MTV 618 và đề xuất phương án xử
lý”. Đây là kết quả của sự nỗ lực của tôi và sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô
trong khoa Môi trường – Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên
Với lòng biết ơn sâu sắc, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến PGS.TS
Trịnh Lê Hùng cùng người đồng cấp PGS.TS Đỗ Thị Lan đã giao đề tài và tận
tình giúp đỡ tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thiện đề tài.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong bộ môn Môi Trường Khoa
Sau Đại học trường Đại học Nông Lâm đã tận tình truyền đạt kiến thức cho
tôi trong suốt 2 năm học tập. Với vốn kiến thức đó không chỉ là nền tảng để
tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp mà còn là hành trang quý báu theo tôi suốt
cuộc đời.
Đồng thời tôi cũng xin chân thành cảm ơn các các cán bộ, chuyên viên
tại phòng thí nghiệm môi trường – Trung tâm Ứng dụng Phát triển Kỹ thuật
và Công nghệ môi trường đã hết sức giúp đỡ tôi trong quá trình nghiên cứu
hoàn thiện đề tài. Học viên thực hiện
Trần Văn Tuấn
iii
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
1.3.2. Hiện trạng khai thác than hầm lò khu vực Quảng Ninh và hiện trạng
xử lý nước thải 18
ầm lò 19
1.4. Vài nét về sắt và mangan 23
1.4.1. Vài nét về sắt 23
1.4.2. Vài nét về mangan 24
ắt và mangan trong sản xuất và đời sống 25
1.4.4. Tác hại của sắt và mangan đối với con người 28
1.5. Các phương pháp xử lý ô nhiễm sắt và mangan 29
1.5.1. Các phương pháp xử lý sắt 29
1.5.1.1. Xử lý sắt bằng phương pháp làm thoáng 29
1.5.1.2. Xử lý sắt bằng các chất ô xy hóa mạnh 29
1.4.1.3. Xử lý sắt bằng vôi 30
1.5.1.4. Các phương pháp xử lý sắt khác 30
1.5.2. Các phương pháp xử lý mangan 31
1.5.2.1. Ôxy hóa mangan bằng ôxy 31
1.5.2.2. Ôxy hóa mangan bằng điôxit clo 32
1.5.2.3. Ôxy hóa mangan bằng nước ôxy H
2
O
2
32
1.5.2.4. Ôxy hóa mangan bằng ôzôn 32
1.5.2.5. Xử lý mangan bằng phương pháp sinh học 33
1.6. Hiện trạng xử lý sắt và mangan trong nước thải mỏ than hầm lò 33
1.7. Tác nhân ôxy hóa của nước ôxy và ôzôn và ứng dụng của chúng 35
1.7.1. Nước ôxy (H
2
O
2
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 2.3.5.3. Thực nghiệm đánh giá ảnh hưởng của chất xúc tác trong quá trình
o xy hóa sắt và mangan bằng tác nhân oxy tự do trong không khí 50
2.3.5.4. Thực nghiệm đánh giá ảnh hưởng của pH trong quá trình ô xy hóa
sắt và mangan trong nước thải mỏ than bằng tác nhân nước ô xy (H
2
O
2
) . 51
2.3.5.5. Thực nghiệm đánh giá ảnh hưởng của pH trong quá trình ô xy hóa
sắt và mangan trong nước thải mỏ than bằng tác nhân nước ô zôn (O
3
) 51
2.3.6. Phương pháp tổng hợp, xử lý số liệu 52
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 54
3.1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội, môi trường có liên quan đến hoạt động
sản xuất than của Công ty TNHH MTV 618 54
3.1.1. Vị trí địa lý 54
3.1.2. Địa hình 55
3.1.3. Đặc điểm khí hậu 55
3.1.4. Điều kiện thủy văn 56
3.1.5. Tài nguyên thiên nhiên 56
3.1.6. Điều kiện kinh tế, xã hội 59
3.2. Đánh giá hiện trạng ô nhiễm nước thải mỏ công ty TNHH MTV 618 64
3.2.1. Hiện trạng nước thải trước xử lý 64
3.2.2. Hiện trạng nước thải sau xử lý 67
3.3. Hiện trạng công nghệ xử lý nước thải mỏ công ty TNHH MTV 618 69
Ký hiệu
Nghĩa củ từ
ABS
Đơn vị đo quang
BOD
Nhu cầu oxi sinh hóa
BTNMT
Bộ tài nguyên môi trường
COD
Nhu cầu oxi hóa học
FDA
Cục quản lý thực phẩm và dược phẩm Hoa Kỳ
GHCP
Giới hạn cho phép
NQ/TW
Nghị quyết Trung ương
NĐ/CP
Nghị định Chính phủ
OTC
Over The Counter (Thuốc bán không cần kê đơn)
TSS
Hàm lượng chất rắn hòa tan
QCVN
Quy chuẩn Việt Nam
QTMT
Quan trắc môi trường
SCR
Song chắn rác
TCVN
Tiêu chuẩn Việt Nam
x
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Tổ chức bộ máy công ty TNHH MTV 618 11
Hình 1.2. Quy trình công nghệ khai thác hầm lò công ty 618 13
Hình 1.3: Mô hình xử lý nước thải hầm lò phổ biến 34
Hình 2.1 Đường chuẩn của Fe bằng phương pháp trắc quang. 46
Hình 2.2. Đường chuẩn của mangan bằng phương pháp trắc quang. 49
Hình 2.3. Thí nghiệm ảnh hưởng của chất xúc tác. 50
Hình 3.1 – Vị trí địa lý huyện Đông Triều 54
Hình 3.2 – Hiện trạng Mn trong nước thải trước và sau xử lý 68
Hình 3.3 – Hiện trạng công nghệ xử lý nước thải hầm lò công ty 618 69
Hình 3.4 : Đồ thị ảnh hưởng của chất xúc tác trong các điều kiện pH khác
nhau 72
Hình 3.5. Đồ thị khả năng xử lý sắt và mangan trong nước thải của nước oxy
74
Hình 3.6. Kết quả xử lý mangan và sắt trong nước thải của ô zôn 76
Hình 3.7: Khả năng ô xy hóa sắt trong các môi trường 77
Hình 3.8: Khả năng ô xy hóa mangan trong các môi trường 78
Hình 3.9: Sơ đồ đề xuất công nghệ xử lý 80
1
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
hóa xử lý mangan và sắt đồng thời thường ở môi trường tự nhiên có pH <7 bị
các ion sắt cạnh tranh và chuyển hóa trước từ sắt (II) thành sắt (III) nên gây ra
hiện tượng thiếu lượng oxy cho quá trình oxy hóa mangan (II) lên các mangan
có hóa trị cao hơn để tạo ra kết tủa. Vì vậy mangan vẫn còn lại trong nước đã
làm cho nước có hàm lượng mangan luôn vượt quá giới hạn cho phép.
Xuất phát từ thực tế trên, được sự nhất trí của Nhà trường, dưới sự
hướng dẫn của thầy giáo PGS.TS. Trịnh Lê Hùng, tôi tiến hành nghiên cứu đề
tài: "Đánh giá hiện trạng ô nhiễm sắt và mangan trong nước thải khai thác
than Công ty TNHH MTV 618 và đề xuất phương án xử lý"
2. Mục tiêu của đề tài
2.1.Mục tiêu tổng quát:
- Đánh giá hiện trạng ô nhiễm nước thải trong quá trình khai thác than
hầm lò của công ty TNHH MVT 618 – Đông Triều – Quảng Ninh từ đó đề
xuất phương án xử lý nước thải khai thác than hầm lò công ty than 618.
2.2. Mục tiêu cụ thể
- Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội, môi trường có liên quan đến hoạt
động sản xuất than của Công ty TNHH MTV 618
- Đánh giá hiện trạng ô nhiễm sắt và mangan ở nước thải trong quá trình
khai thác than hầm lò của công ty TNHH MVT 618 – Đông Triều – Quảng
Ninh
- Hiện trạng công nghệ xử lý nước thải mỏ công ty TNHH MTV 618
- ả năng xử lý nước thải có hàm lượng mangan lẫn sắt cao
và đề xuất phương án xử lý
- Đề xuất phương án xử lý nước thải khai thác than hầm lò công ty than
618 dựa trên công nghệ có sẵn và kết quả nghiên cứu
3
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
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”[15].
* Khái niệm về ô nhiễm môi trường
Theo luật Bảo vệ môi trường năm 2005 của Việt Nam: “ Ô nhiễm môi
trường là sự làm thay đổi tính chất của môi trường, vi phạm Tiêu chuẩn môi
trường”[15].
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 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 [19].
Tuy nhiên môi trường 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 [8].
Khái niệm về nước thải
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 [14].
Nước thải công nghiệp:
5
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Là nước thải được tạo nên sau khi đã được sử dụng trong các quá trình
công nghệ sản xuất của các xí nghiệp công nghiệp. Đặc tính ô nhiễm và nồng
độ của nước thải công nghiệp rất khác nhau phụ thuộc vào loại hình công
nghiệp và chế độ công nghệ lựa chọn . [14]
Nước thải công nghiệp thường chứa các hóa chất độc hại, kim loại
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 [2].
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
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 [1].
Việc xác định COD có thể tiến hành bằng cách cho chất ôxy hóa mạnh
vào mẫu thử nước thải trong môi trường axít [6]
Trị số COD luôn lớn hơn trị số BOD
5
và tỷ số COD : BOD càng nhỏ
thì xử lý sinh học càng dễ [14].
Trong nước thải phát sinh của khai thác than thì COD thường vượt
ngưỡng cho phép rất nhiều lần [14].
+ 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[18].
+ 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
7
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
8
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 09/08/2006 của Chính phủ về việc quy định chi tiết và hướng dẫn thi hành
một số điều của Luật bảo vệ môi trường”;
- Nghị định 29/2011/NĐ-CP ngày 18/4/2011 của Chính phủ quy định
đánh giá môi trường chiến lược, đánh giá tác động môi trường và cam kết bảo
vệ môi trường;
- Nghị định 35/2014/NĐ-CP ngày 29/04/2014 về sửa đổi, bổ sung một số
điều nghị định 29/2011/NĐ-CP ngày 18 tháng 04 năm 2011 của Chính phủ
quy định về đánh giá môi trường chiến lược, đánh giá tác động môi trường và
cam kết bảo vệ môi trường;
- Nghị định 59/2007/NĐ-CP ngày 06/04/2007 của Chính phủ về quản lý
chất thải rắn;
- Nghị định số 12/2009/NĐ-CP ngày 12 tháng 02 năm 2009 của Chính
phủ về quản lý dự án đầu tư xây dựng công trình;
- Nghị định số 83/2009/NĐ-CP sửa đổi, bổ sung một số điều của nghị
định số 12/2009/NĐ-CP ngày 12/02/2009 của Chính phủ về quản lý dự án
đầu tư xây dựng công trình;
- Nghị định số 25/2013/NĐ-CP ngày 29/03/2013 của Chính phủ về việc
thu phí bảo vệ môi trường đối với nước thải;
- Nghị định số 179/2013/NĐ-CP ngày 14/11/2013 của Chính Phủ về xử
lý vi phạm hành chính trong lĩnh vực bảo vệ Môi trường;
- Các Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về môi trường của Bộ Tài nguyên và
Môi trường, gồm:
+ 08:2008/QCVN - BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng
nước mặt;
+ 09:2008/QCVN - BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng
khăn. Biên chế ban đầu gồm 1 Ban Giám đốc: 3 đ/c, 9 phòng nghiệp vụ, 1
công trường Khai thác hầm lò, 1 Phân xưởng hỗn hợp. Song đội ngũ cán bộ
10
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ thiếu nhiều so với biên chế, 100% chỉ huy công ty và các cơ quan chưa qua
cương vị hiện tại; ngay sau khi tiếp nhận Mỏ Hồ Thiên đã có 15/146 công
nhân đào lò xin nghỉ việc. Nhận thức rõ những khó khăn chỉ là trước mắt, trên
cương vị là người chỉ huy, Giám đốc đã cùng các đồng chí trong cấp ủy chi
bộ đưa vào nghị quyết lãnh đạo, xác định quyết tâm, phân công tổ chức thực
hiện bằng chính kinh nghiệm của người lính hơn 20 năm làm mỏ, với phương
châm “Kỷ luật và đồng tâm”, trân trọng sự hy sinh, sáng tạo của mỗi cán bộ,
Công nhân viên chức, lao động. Hơn 4 tháng đi vào hoạt động, Công ty đã
tiếp nhận thêm hơn 100 cán bộ, công nhân viên chức lao động xin vào làm
việc đưa tổng số cán bộ, công nhân viên chức lao động toàn Công ty lên hơn
360 người; biên chế tổ chức cơ bản hoàn thiện gồm 9 phòng, 4 công trường,
phân xưởng (Công trường Khai thác hầm lò 1, Công trường xây dựng mỏ 1,
Phân xưởng Chế biến tiêu thụ, Phân xưởng Sửa chữa vận tải) và một Đội bảo
vệ.
1.2.2. Tổ chức bộ máy
Tổ chức bộ máy công ty TNHH MTV 618 được sắp xếp theo sơ đồ sau:
11
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
Hình 1.1. Tổ chức bộ máy công ty TNHH MTV 618
Hình 1.2. Quy trình công nghệ khai thác hầm lò công ty 618
Copyright: Tài liệu đại học ©