Sổ tay hớng dẫn về quản lý nớc thải trong khai thác và chế biến khoáng sản

bộ Công thơng
Viện Kh&cn mỏ - luyện kim
-------------------------------------------------------------------------------

Sổ tay hớng dẫn
quản lý nớc thải trong khai thác
và chế biến khoáng sản
(dự thảo lần 2)

Hà nội- năm 2007

1


Sæ tay h−íng dÉn vÒ qu¶n lý n−íc th¶i trong khai th¸c vµ chÕ biÕn kho¸ng s¶n

bé C«ng th−¬ng
ViÖn Kh&cn má - luyÖn kim
---------------------------------------------------------------------------------

Sæ tay h−íng dÉn
qu¶n lý n−íc th¶i trong khai th¸c
vµ chÕ biÕn kho¸ng s¶n
(dù th¶o lÇn 2)

2


Sổ tay hớng dẫn về quản lý nớc thải trong khai thác và chế biến khoáng sản

trong KT&CBKS
I.3- Chu trình thuỷ văn và cân bằng nớc trong KT&CBKS

13

I.3.1- Chu trình thuỷ văn

13

I.3.2- Các thành chính của chu trình thuỷ văn

14

I.3.3- Cân bằng nớc

16

I.3.4- Chơng trình quan trắc trong quản lý nớc

17

Chơng II Nhu cầu nớc dùng trong nền kinh tế

19

II.1- Yêu cầu về số lợng

19

II.2- Yêu cầu về chất lợng


III.1.5. Nớc thải sinh hoạt

33

III.1.6. Dòng thải axit

33

III.2- Chất lợng nớc thải của một số cơ sở KT&CBKS chính của Việt nam

34

III.3. Tiêu chuẩn về chất lợng nớc thải trớc khi thải ra môi trờng

45

III.4- Quản lý nớc thải trong KT&CBKS

50

III.5- Kiểm soát ô nhiễm do nớc thải KT&cBKS

53

III.5.1- Kỹ thuật quan trắc, đánh giá

53

III.5..2- Công nghệ kiểm soát ô nhiễm

77

III.6.3.1. Loại bỏ chất rắn lơ lửng

77

III.6.3.2. Loại bỏ các ion kim loại

85

III.6.3.3. Loại bỏ độc tính của xyanua

91

III.6.4. Tách rắn lỏng

96

III.6.5. Loại bỏ bùn

98

III.6. 6. Thử nghiệm công nghệ xử lý

98

III.6.6.1- Thử nghiệm trong phòng thí nghiệm

98


105

III.8.1.1. Những ví dụ ở Australia

105

III.8.1.2. Những ví dụ ở Nga (thời Liên Xô cũ)

108

III.8.1.3. Những ví dụ ở Canada

109

III.8. 2. Những ví dụ trong nớc

110

Một số hình ảnh về QLNT trong hoạt động KT&CBKS ở Việt Nam

117

Tài liệu tham khảo

120

4


Sổ tay hớng dẫn về quản lý nớc thải trong khai thác và chế biến khoáng sản


Giá trị giới hạn cho phép của các thông số và nồng độ các chất ô
nhiễm trong nớc ngầm ( TCVN 5944/1995) .................................................................

24

Bảng 6

Chất lợng nớc thuỷ lợi (TCVN 6773/2000).

24

Bảng 7

Chất lợng nớc ngọt bảo vệ đời sống thuỷ sinh TCVN 6774: 2000) ......

25

Bảng 8

Chất lợng nớc sinh hoạt và nớc thuỷ lợi ở một số nớc..................................

26

Bảng 9

Mức độ bị ô nhiễm amoni và BOD của các dòng sông...........................................

28


Bảng 15

Chất lợng nớc thải của mỏ thiếc Sơn Dơng................................................................

37

Bảng 16

Chất lợng nớc thải của mỏ thiếc Bắc Lũng....................................................................

38

Bảng 17

Chất lợng nớc thải của mỏ sắt Trại Cau............................................................................

39

Bảng 18

Chất lợng nớc thải của mỏ crômit Cổ Định..................................................................

40

Bảng 19

Chất lợng nớc thải của mỏ thiếc Quỳ Hợp.....................................................................

41


Bảng 25

Tiêu chuẩn thải đối với nớc thải công nghiệp (TCVN 5945-2005) ..........

45

Bảng 26

Tiêu chuẩn thải đối với nớc thải sinh hoạt(TCVN 6772 / 2000) .................

49

Bảng 27

Các thông số chính cần đo trong kiểm soát ô nhiễm nớc....................................

53

Bảng 28

Thời gian lắng của các hạt khác nhau .....................................................................................

78

5


Sổ tay hớng dẫn về quản lý nớc thải trong khai thác và chế biến khoáng sản

mục lục hình

Bãi lắng quặng đuôi đợc xây dựng bằng phơng pháp thải bùn trung tâm

57

Hình 6

Mt bằng của bãi lắng quặng đuôi theo phơng pháp thải bùn trung tâm

57

Hình 7

Đập ngăn kiểu Upstream Dam sử dụng kỹ thuật cơ giới.................................................

60

Hình 8

Đập ngăn kiểu Upstream Dam sử dụng phơng pháp thuỷ lực................................

60

Hình 9

Đập ngăn kiểu Dowstream Dam sử dụng đá thải (theo Klohn).................................

62

Hình 10



Hình 16

Sơ đồ nguyên lý xử lý nớc thải axit mỏ không qua lắng lọc của Nga...........

108

Hình 17

Sơ đồ nguyên lý xử lý nớc thải axit mỏ đã qua lắng lọc của Nga.....................

109

Hình 15

Sơ đồ công nghệ kiểm soát và xử lý nớc thải tuyển nổi quặng đồng Sin
Quyền... .........................................................................................................................................................................
Hình 19 Sơ đồ công nghệ kiểm soát và xử lý nớc thải tại mỏ thiếc Phục Linh............

113
114

Sơ đồ công nghệ kiểm soát và xử lý nớc thải mỏ than kết hợp nền đá vôi
và hồ lắng... ...............................................................................................................................................................
Hình 21 Sơ đồ (kiến nghị) xử lý nớc thải axit mỏ bằng sữa vôi ... ...........................................

115
116

Hình 18

nghiệm thu tại Quyết định số 1596/QĐ-BCN ngày 22 tháng 6 năm 2006 của
Bộ trởng Bộ Công nghiệp.
Những kinh nghiệm quản lý nớc thải trong khai thác và chế biến
khoảng sản của các nớc có nền công nghiệp khai khoáng phát triển nh Mỹ,
Canada, Thuỵ Điển, Australia, Nga,....cũng đợc tham khảo khi soạn thảo Sổ
tay này.
7


Sổ tay hớng dẫn về quản lý nớc thải trong khai thác và chế biến khoáng sản

Tuy nhiên, Sổ tay hớng dẫn về quản lý nớc thải trong khai thác và
chế biến khoáng sản chắc chắn vẫn còn có những thiếu sót. Bộ Công thơng
rất mong nhận đợc những ý kiến đóng góp của các cơ sở và của các chuyên
gia để Sổ tay hớng dẫn về quản lý nớc thải trong khai thác và chế biến
khoáng sản thực sự là một tài liệu có ích. Mọi ý kiến đóng góp xin gửi về
địa chỉ:
Vụ Khoa học, Công nghệ- Bộ Công thơng
Số 54 Hai Bà Trng, Hà Nội

8


Sổ tay hớng dẫn về quản lý nớc thải trong khai thác và chế biến khoáng sản

Chơng I
Quản lý nớc trong KT&CBKS
Trong hoạt động khoáng sản, từ giai đoạn tìm kiếm, thăm dò, xác định
trữ lợng mỏ tới giai đoạn đầu t xây dựng mỏ, giai đoạn khai thác và chế
biến cho tới giai đoạn hoàn thổ và đóng cửa mỏ, đều có nhu cầu sử dụng nớc

Việc kiểm soát nớc bao gồm các công việc:
- Kiểm soát nớc tại các khai trờng lộ thiên và/hoặc hầm lò (sự thay
đổi diện tích mặt nớc và độ sâu) trong suốt thời gian mỏ hoạt động.
- Kiểm soát nớc từ các bãi thải đất đá (diện tích hứng nớc và các đặc
tính của dòng chảy) trong suốt thời gian mỏ hoạt động.
- Kiểm soát nớc ma chảy tràn từ các nền đất cứng ở các khu vực
xởng tuyển, phân xởng cơ khí, khu hành chính, kho bãi và các khu vực phụ
trợ ít thấm hoặc không thấm.
- Kiểm soát ảnh hởng của lũ lụt
Hệ thống lu giữ nớc bao gồm:
- Hệ thống các hồ thải quặng đuôi.
- Hệ thống các hồ chứa nớc ma chảy tràn
- Hệ thống các giếng và bể cung cấp nớc
- Hệ thống các trạm xử lý nớc thải.
Hệ thống chuyển tải nớc bao gồm:
- Các kênh/ mơng dẫn nớc
- Các đờng ống dẫn nớc, các loại van
- Các trạm bơm
- Các hệ thống đo lờng, kiểm tra và điều khiển.

10


Sổ tay hớng dẫn về quản lý nớc thải trong khai thác và chế biến khoáng sản

I.2. Các yêu cầu chính trong việc xây dựng và vận hành
hệ thống quản lý nớc trong KT&CBKS
Để đạt đợc các mục tiêu chính của hệ thống quản lý nớc trong
KT&CBKS là cung cấp đủ nớc (cả về số lợng và chất lợng) cho các hoạt
động của mỏ và giảm thiểu ô nhiễm nớc đáp ứng các tiêu chuẩn vệ sinh môi

Kiểm tra mức độ xói mòn của đờng, trạm, nền máy khoan.
Quản lý dung dịch khoan.
Quản lý các chất thải của lán trại điều tra, thăm dò, .
Thu thập các số liệu thuỷ văn, địa chất thuỷ văn, khí hậu, sinh
vật, địa hoá.
Thu thập các mẫu đất đá để phân tích địa hoá môi trờng.

11


Sổ tay hớng dẫn về quản lý nớc thải trong khai thác và chế biến khoáng sản

Thiết kế

Sản xuất
và hoàn
thổ

Sau khi
kết thúc
khai thác

Tiếp tục thu thập số liệu
Xác định nhu cầu nớc cần thiết cho sản xuất (Chất lợng và số
lợng dựa trên các phơng pháp khai thác và tuyển khoáng đợc
dự kiến).
Dự kiến cân bằng nớc tại mỏ.
Tiến hành đánh giá các chất gây nhiễm bẩn tiềm tàng có liên
quan đến mỏ.
Xác định số lợng các đờng dẫn có khả năng chuyển tải chất

đất đá và đặc tính ngấm nớc của chúng, sự xói mòn đất và các sờn nghiêng,
12


Sổ tay hớng dẫn về quản lý nớc thải trong khai thác và chế biến khoáng sản

sự biến đổi về mực nớc và chất lợng của nớc dới đất) là các thông tin cực
kỳ quan trọng để xác định sự phân bố nớc trong toàn bộ chu trình thuỷ văn
của một khu mỏ.
- Các thông tin về đặc tính địa hoá của vật liệu đá vây quanh cũng rất
quan trọng vì qua đó có thể xác định đợc các nguồn gây ô nhiễm từ đất đá
thải.
- Những nghiên cứu về hệ sinh thái nớc ở khu mỏ (nhất là ở nhng nơi
dự kiến sẽ đổ thải hoặc rò rỉ chất ô nhiễm) có thể cho ta những dự báo về ảnh
hởng của chất ô nhiễm tới tình trạng phát triển của các hệ sinh thái đó.
Việc thu thập các thông tin về thuỷ văn và địa chất thuỷ văn, các thông
tin về đặc tính địa hoá của vật liệu đá vây quanh và việc nghiên cứu về hệ sinh
thái nớc ở khu mỏ cần phải đợc tiến hành ngay sau khi xác định đợc thân
quặng có triển vọng.
Các số liệu có đợc sẽ đóng góp vào việc tính toán cân bằng nớc cho
các giai đoạn hoạt động của mỏ, từ đó xác định đợc thời kỳ nào thừa nớc
thời kỳ nào thiếu nớc và vạch ra chiến lợc lu giữ hoặc thải bớt. Thông qua
quá trình đánh giá rủi ro có thể dự đoán đợc thời gian và tần suất xuất hiện
rủi ro trong quá trình mỏ hoạt động.

I.3- Chu trình thuỷ văn và cân bằng nớc trong
KT&CBKS
I.3.1- Chu trình thuỷ văn
Chu trình thuỷ văn của một mỏ đợc hiểu là sự tuần hoàn của nớc
trong quá trình khai thác và chế biến khoáng sản tại mỏ đó. Chu trình thuỷ

Độ ngấm nớc của các lớp đất đá thờng đợc xác định bằng một mô
hình, đợc xây dựng từ các thông số hoặc do đo đạc hoặc do dự đoán. Sự
ngấm nớc đợc đo trực tiếp bằng cách ghi lại sự di chuyển của nớc vào các
lớp đất đá hoặc bằng cách ghi lại sự thay đổi độ ẩm ở các mặt cắt nhất định
của các lớp đất đá. Sự ngấm nớc và lọc nớc bị ảnh hởng bởi các lỗ hổng ở
trong đất đá và sự liên kết của các lỗ hổng đó. Các vật liệu có thể rỗng nhng
nếu các lỗ rỗng đó không liên kết với nhau thì nớc cũng không ngấm qua
14


Sổ tay hớng dẫn về quản lý nớc thải trong khai thác và chế biến khoáng sản

đợc. Các vật liệu có độ hạt mịn nh bùn, phù sa và sét có độ ngấm thấp hơn
nhiều so với các vật liệu có độ hạt thô nh cát, sỏi.
Nớc dới đất
ở các vùng thiếu nớc mặt, nớc dới đất là nguồn chủ yếu cho khai
thác mỏ. Trữ lợng nớc dới đất có thể rất lớn nhng không phải là vô hạn.
Khai thác nớc dới đất quá mức sẽ dẫn tới việc làm sụt bề mặt, phá vỡ cấu
trúc của các tầng giữ nớc và làm giảm nguồn nớc.
Nớc dới đất cũng dễ bị nhiễm bẩn do nớc rò rỉ từ bãi thải, do nớc
ngấm qua các khối quặng và quặng thải, do nớc thải từ nhà máy tuyển, từ
các bể chứa.
Nớc ma chảy tràn (nớc ma không ngấm/thấm)
Nớc ma chảy tràn cũng là một trong những thành phần quan trọng
nhất của chu trình thuỷ văn. Nớc ma chảy tràn có thể là một nguồn nớc có
hiệu quả kinh tế lớn khi chúng đợc sử dụng làm nớc cấp cho sản xuất,
nhng nó cũng có thể bất lợi khi chất lợng nớc kém, số lợng quá lớn gây
lụt lội, đặc biệt là chúng chuyển tải chất gây ô nhiễm gây ảnh hởng tới các
vùng hạ lu. Sự xói mòn các bãi thải đất đá hoặc các bãi thải quặng đuôi, tính
ổn định của các cấu trúc đất đá và các vấn đề hoàn thổ cũng có liên quan mật

pháp quản lý nớc thích hợp: tích trữ nớc, sử dụng tuần hoàn nớc hoặc thải
bỏ theo từng thời kỳ hoạt động của chu trình thuỷ văn.
Bất kỳ một dự án nào thì sự cân bằng nớc cũng đợc dựa trên sự bảo
toàn vật chất có thể tính theo công thức sau:
I - O = S
I là tổng của tất cả lợng nớc vào trong thời gian tính toán.
O là tổng của tất cả lợng nớc ra trong thời gian tính toán.
S là tổng lợng nớc đợc lu giữ trong thời gian tính toán.
Trên thực tế, quan hệ đơn giản này đợc tính toán phức tạp hơn và chính
xác hơn bằng cách chia ra từng thành phần, có sự tham gia của nhiều mối
quan hệ và nhiều giai đoạn đối với thời gian tính toán cân bằng khác nhau.
Ví dụ cho một hồ thải quặng đuôi, cân bằng nớc điển hình đợc mô tả
nh hình 1.

16


Sổ tay hớng dẫn về quản lý nớc thải trong khai thác và chế biến khoáng sản

Nớc bốc hơi

Nớc ma rơi trực
tiếp vào hồ
Nớc ma chảy
tràn từ bên ngoài
vào hồ
hồ thải
Nớc từ các dòng
chảy ngầm chảy
vào hồ

Triển khai các nhiệm vụ đã đợc
phê duyệt và các bớc thực thi
bảo vệ môi trờng.
Các định hớng bảo vệ dài và
ngắn hạn.

Các yêu cầu của chơng trình quan trắc nớc
Xác định các chỉ số quan trọng về chất lợng
nớc.
Xác định các lu vực (các vùng đệm) và các vị
trí lấy mẫu nớc mặt và nớc dới đất.
Xác định tần suất lấy mẫu.
Tiêu chuẩn áp dụng cho việc lấy mẫu và kỹ thuật

17


Sổ tay hớng dẫn về quản lý nớc thải trong khai thác và chế biến khoáng sản
Theo dõi các thay đổi của môi
trờng và phân tích nguyên nhân.
Phát triển các hệ thống quan trắc
đã đợc khẳng định.
Cung cấp thông tin và các ảnh
hởng của các hoạt động khai
thác.

bảo quản.
Chọn các phơng pháp phân tích sinh hoá thích
hợp.
áp dụng các bớc điều chỉnh chất lợng nớc

Hình 2: Nhu cầu nớc cho các ngành

Nhu cầu về nớc sinh hoạt chỉ chiếm một tỷ lệ rất nhỏ khoảng 2% so
với tổng nhu cầu về nớc. Năm 1990 nhu cầu về nớc sinh hoạt của nớc ta
mới chỉ ở mức 1,341 tỷ m3, nhng có thể sẽ tăng lên đến 3,088 tỷ m3 vào năm
2010 do sự gia tăng dân số. Hiện nay mới chỉ có 60% dân số Việt Nam đợc
cung cấp nớc sạch (trong đó ở nông thôn chỉ đợc 30%). Nhờ những nỗ lực
của Chính phủ thông qua Chơng trình Quốc gia về nớc sạch và vệ sinh
môi trờng tỷ lệ dân số đợc cung cấp nớc sạch đã tăng lên trong thập niên

19


Sổ tay hớng dẫn về quản lý nớc thải trong khai thác và chế biến khoáng sản

vừa qua. Tuy nhiên, ngời dân ở các vùng nông thôn (nhất là nông thôn miền
núi) đợc hởng lợi từ Chơng trình Quốc gia về nớc sạch và vệ sinh môi
trờng còn quá ít, trong khi nớc sông suối (nguồn nớc chủ yếu đáp ứng
các yêu cầu về sinh hoạt của ngời dân nông thôn) đã và đang bị ô nhiễm
nghiêm trọng do các hoạt động của con ngời gây nên trong đó có hoạt động
KT&CBKS.
Mục tiêu mà Chơng trình Quốc gia về nớc sạch và vệ sinh môi
trờng đặt ra là tập trung vào việc nâng cao số lợng và chất lợng nớc cấp
cho sinh hoạt của dân c nông thôn để tăng tỷ lệ dân đợc cấp nớc sạch lên
85% vào năm 2005 và 95% vào năm 2010, tăng tiêu chuẩn cấp nớc theo đầu
ngời lên gấp 2 lần hiện nay (dự kiến khoảng 150l/ngày/ngời).
Ngoài ra, cấp nớc cho thuỷ lợi vẫn tiếp tục đợc u tiên trong chơng
trình quốc gia. Cả nớc hiện có 75 hệ thống thuỷ lợi có khả năng cung cấp 60
70 tỷ m3/năm. Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn có kế hoạch mở
rộng hệ thống thuỷ lợi để diện tích đợc tới tiêu hàng năm tăng 3,4% và cấp

không mùi, không vị, không có vi trùng gây bệnh và nồng độ các chất độc hại
không vợt quá mức quy định cho phép.
Tiêu chuẩn về chất lợng nớc dùng cho các mục đích khác nhau đợc
nêu trong các bảng 3 - 9.

21


Sổ tay hớng dẫn về quản lý nớc thải trong khai thác và chế biến khoáng sản

Bảng 3- Chất lợng nớc cấp sinh hoạt (TCVN 5502-2003)
TT

Các chỉ tiêu chất lợng nớc

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15

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

Giá trị giới hạn
(không lớn hơn)
15
Không có mùi, vị lạ
5
6 8,5
300
6
1000
3
0,01
0,005
250
0,01
0,05
1,0
0,7 1,5
3,0
0,05
0,5
0,5
10,0
1,0

Benzen Sunfonat (LAS)
26
Benzen
mg/l
0,01
27
Phenol và các dẫn xuát của phênol
mg/l
0,01
28
Dàu mỏ và hợp chất dầu mỏ
mg/l
0,1
29
Hàm lợng thuốc trừ sâu lân hữu cơ
mg/l
0,01
30
Hàm lợng thuốc trừ sâu clo hữu cơ
mg/l
0,1
(2)
31
Coliform tổng số
MPN/100ml
2,2
32
E.Coli và coliform chịu nhiệt
MPN/100ml
0

mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
MPN/100ml
mg/l

Giá trị tới hạn

B
pH
5,5 9
BOD5 (20oC)
< 25
COD

2
Amoniac (tính theo N)
1
Florua
1,5
Nitrat ((tính theo N)
15
Nitrit (tính theo N)
0,05
Xianua
0,05
Phenola (tổng số)
0,02
Dầu mỡ
0,3
Chất tẩy rửa
0,5
Coliform
10000
Tổng hoá chất BVTV (trừ
0,15
DDT)
29
DDT
mg/l
0,01
0,01
30
Bq/l
0,1

19
20
21
22
23
24
25
26
27
28

23

A
6 8,5

12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22

Thông số

Đơn vị đo
Pt- Co
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l

Gía trị giới hạn
6,5- 8,5
5-50
300-500
750-1500
0,05
0,01
200 600
0,05
0,05
0,01
1,0
1,0
5,0
0,1-0,5
45
0,001
15
200-400
0,001
0,01
không
3

Bảng 6- Chất lợng nớc thuỷ lợi (TCVN 6773/2000)
TT

Thông số chất lợng

1

dinh dỡng


Sổ tay hớng dẫn về quản lý nớc thải trong khai thác và chế biến khoáng sản
3

Bo(B)

mg/l

4
5
6
7

O Xy hoà tan
pH
Clorua
Hoá chất trừ cỏ (tính riêng
cho từng loại
Thuỷ ngân
Cadmi(Cd)
Asen (As)
Chì (Pb)
Crom (Cr)
Kẽm (Zn)

mg/l
mg/l
mg/l

0,05 0,1
Nhỏ hơn hoặc bằng 0,1
Nhỏ hơn hoặc bằng 0,1
Không quá 1, nếu pH của đất thấp hơn
hoặc bằng 6,5
Không quá 5, nếu pH của đất trên 6,5
14 Fecal coliform
MPN/100ml Không quá 200 (cho vùng đất trồng rau và
thực vật khác dùng ăn tơi sống)
Không quy định cho vùng đất trồng các
thực vật khác.
Ghi chú: SAR (Sodium Adsorp Ratio)- tỷ số hấp phụ natri, đợc hiểu là: hoạt độ tơng đối
của ion natri trong các phản ứng trao đổi với đất và đợc tính theo công thức:
Na +
SAR =
Ca + 2 + Mg + 2
4
Trong đó, nồng độ của các ion Na+, Ca+2 , Mg+2 tính bằng milimol trên lit (mM/l)

Bảng 7- Chất lợng nớc ngọt bảo vệ đời sống thuỷ sinh ( TCVN 6774: 2000)
TT

Thông số chất lợng

1
2

Oxy hoà tan
Nhiệt độ


àg/l
àg/l
àg/l
àg/l
àg/l

< 0,008
< 0,014
< 0,13
< 0,004
< 0,01
< 0,38
< 0,02

25

Ghi chú
Trung bình ngày
Tơng ứng theo mùa