ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - TRẦN THỊ THIÊN HƢƠNG NGHIÊN CỨU CÁC ĐIỀU KIỆN THÍCH HỢP ĐỂ XỬ LÝ VÀ TÁI SỬ DỤNG NƢỚC THẢI MỎ THAN NA DƢƠNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - 2015 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TRẦN THỊ THIÊN HƢƠNG NGHIÊN CỨU CÁC ĐIỀU KIỆN THÍCH HỢP ĐỂ XỬ LÝ VÀ TÁI SỬ DỤNG NƢỚC THẢI MỎ THAN NA DƢƠNG Ngành: Hóa học Chuyên ngành: Hóa mơi trƣờng Mã số: 60440120 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS CÔNG TIẾN DŨNG PGS.TS ĐỖ QUANG TRUNG Hà Nội – 2015 LỜI CẢM ƠN Luận văn hoàn thành Phòng Thí nghiệm Mơi trường,Viện Khoa Học Cơng nghệ Mỏ Phòng Thí nghiệm Hóa Mơi trường , Khoa Hóa học - Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - ĐHQG Hà Nội Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Tiến sĩ Công Tiến Dũng trường Đại học Mỏ - Địa chất PGS Tiến sĩ Đỗ Quang Trung Trưởng Bộ mơn Hố Mơi trường Khoa hóa học, trường Đại học Khoa học Tự nhiên - ĐHQG Hà Nội giúp đỡ em nhiều suốt thời gian làm luận văn tốt nghiệp Những giúp đỡ nhiệt tình thầy giúp em nhiều việc định hướng đề tài nghiên cứu, tìm kiếm tài liệu hoàn thiện luận văn… Những bảo thầy giúp em hiểu rõ lĩnh vực xử lý môi trường tái sử dụng tài nguyên cho mỏ khai thác than khoáng sản Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy tất giúp đỡ, hướng dẫn, động viên em suốt thời gian làm đề tài Đồng thời em xin gửi lời cảm ơn đến tất thầy giáo PTN Hố Mơi trường, Khoa Hóa Học trường Đại học Khoa học Tự nhiên - ĐHQG Hà Nội giúp đỡ tạo điều kiện cho em hoàn thành luận văn Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 10 tháng 11 năm 2015 Học viên Trần Thị Thiên Hương MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƢƠNG TỔNG QUAN .2 1.1 Tình hình nhiễm nƣớc thải khai thác than 1.2 Tổng quan tình hình cơng nghệ xử lý nƣớc thải khai thác than 1.2.1 Tình hình cơng nghệ xử lý nước thải khai thác than giới 1.2.2 Tình hình cơng nghệ xử lý nước thải khai thác than áp dụng Việt Nam 13 1.3 Tình hình tái sử dụng nƣớc thải khai thác than 19 1.4 Đặc điểm nƣớc thải mỏ than Na Dƣơng 21 1.5 Cơ chế q trình kết tủa kim loại hố chất nƣớc thải mỏ chế hố lý q trình đông keo tụ xử lý nƣớc 24 1.5.1 Cơ chế trình kết tủa kim loại hoá chất nước thải mỏ 24 1.5.2 Cơ chế hoá lý q trình đơng keo tụ xử lý nước 26 CHƢƠNG THỰC NGHIỆM .32 2.1 Dụng cụ hoá chất 32 2.1.1 Dụng cụ 32 2.1.2 Hoá chất 32 2.2 Các phƣơng pháp xác định thực nghiệm 33 2.2.1 Quy trình xử lý nước thải: 33 2.2.2 Quy trình điều chế poly-nhôm-sắt sunphát: 33 2.2.3 Phương pháp xác định chất rắn lơ lửng (TSS) 34 2.2.4 Phương pháp xác định pH, độ đục 34 2.2.5 Phương pháp xác định hàm lượng sắt tổng số 35 2.2.6 Phương pháp xác định hàm lượng Mn 36 2.2.7 Phương pháp xác định hàm lượng Al 38 2.2.8 Phương pháp xác định hàm lượng PO43- 39 2.2.9 Phương pháp xác định hàm lượng Phốt tổng 41 2.2.10 Phương pháp xác định BOD5 42 2.2.11 Phương pháp xác định hàm lượng COD 43 CHƢƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 45 3.1 Nghiên cứu xử lý nƣớc thải axít mỏ than Na Dƣơng sử dụng Ca(OH) 2, Na2CO3, NaOH kết hợp với chất trợ keo tụ PAM 45 3.1.1 Nghiên cứu sử dụng sữa vôi Ca(OH)2 kết hợp với chất trợ keo tụ PAM 45 3.1.2 Nghiên cứu sử dụng sữa vôi (CaOH)2 Na2CO3 kết hợp với chất trợ keo tụ PAM xử lý nước thải axit mỏ 47 3.1.3 Nghiên cứu sử dụng NaOH kết hợp với chất trợ keo tụ PAM xử lý nước thải axit mỏ 49 3.1.4 Tính tốn so sánh hiệu phương án xử lý 50 3.2 Nghiên cứu tái sử dụng nƣớc thải axít mỏ than Na Dƣơng 52 3.2.1 Quy trình điều chế Poly-nhơm-sắt-sunfat từ nước thải axít mỏ làm chất keo tụ xử lý nước thải 52 3.2.2 Khả xử lý nước thải dung dịch keo tụ Poly-nhôm-sắt sunphate điều chế 55 3.3 Đề xuất lựa chọn công nghệ áp dụng 65 3.3.1 Đề xuất lựa chọn công nghệ áp dụng cho xử lý nước thải axít mỏ than Na Dương 65 3.3.2 Đề xuất quy trình điều chế dung dịch PAFS từ nước thải axít mỏ than Na Dương 67 CHƢƠNG KẾT LUẬN .69 TÀI LIỆU THAM KHẢO .70 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Hình ảnh moong khai thác ô nhiễm nƣớc thải mỏ than Na Dƣơng Hình 1.2 Hàm lƣợng cặn lơ lửng nƣớc thải khu vực Đơng Triều – ng Bí Hình 1.3 Hàm lƣợng sắt tổng số nƣớc thải khu vực Đơng Triều -ng Bí Hình 1.4 Sơ đồ quy trình xử lý nƣớc thải mỏ phƣơng pháp chủ động .9 Hình 1.5 Quy trình xử lý nƣớc thải HDS 10 Hình 1.6 Sơ đồ xử lý nƣớc thải phƣơng pháp sinh học 12 Hình 1.7 Sơ đồ cơng nghệ xử lý nƣớc thải lắng trọng lực 14 Hình 1.8 Hệ thống xử lý nƣớc thải cửa lò giếng +27 – mỏ than Quang Hanh 14 Hình 1.9 Sơ đồ hệ thống xử lý nƣớc thải khu –25 +30 Mạo Khê 15 Hình 1.10 Sơ đồ hệ thống xử lý nƣớc thải đá vôi 16 Hình 1.11 Sơ đồ cơng nghệ xử lý nƣớc thải –51 Hà Lầm 17 Hình 1.12 Độ hòa tan hyđrơxít kim loại theo giá trị pH dung dịch 25 Hình 1.13 Điện tích hạt keo giải thích thuyết lớp 28 Hình 1.14 Giảm điện tích thực hạt rắn (a), giảm điện tích thực hạt rắn thêm ion trái dấu hóa trị III 29 Hình 1.15 Sơ đồ q trình keo tụ, tạo bơng sử dụng tác nhân đơng tụ, trợ lắng 31 Hình 2.1 Đƣờng chuẩn xác định hàm lƣợng sắt tổng 36 Hình 2.2 Đƣờng chuẩn xác định hàm lƣợng Mangan 37 Hình 2.3 Đƣờng chuẩn xác định hàm lƣợng Nhôm 39 Hình 2.4 Đƣờng chuẩn xác định hàm lƣợng PO43- 40 Hình 2.5 Đƣờng chuẩn xác định hàm lƣợng P-tổng 42 Hình 3.1 Giá trị pH, độ đục, TSS nƣớc thải sau xử lý PAFS 57 liều lƣợng khác 57 Hình 3.2 Giá trị BOD, COD nƣớc thải sau xử lý PAFS 59 liều lƣợng khác 59 Hình 3.3 Sự giảm nồng độ lân hòa tan lân tổng sử dụng PAFS liều lƣợng khác 61 Hình 3.4 Một số tiêu nhiễm trƣớc sau xử lý không sử dụng chất keo tụ sử dụng loại keo tụ phèn nhôm, phèn sắt poly nhôm sắt sunphát 64 Hình 3.5 Hình ảnh số mẫu nƣớc thải đƣợc dùng làm nguyên liệu điều chế dung dịch keo tụ PAFS 65 Hình 3.6 Quy trình cơng nghệ xử lý nƣớc thải axít mỏ than Na Dƣơng 67 Hình 3.7 Quy trình điều chế dung dịch PAFS từ nƣớc thải mỏ 68 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Kết phân tích nƣớc thải mỏ than Na Dƣơng 2014-2015 22 Bảng 1.2 Kết phân tích nƣớc thải mỏ than Na Dƣơng năm 2012-2013 23 Bảng 2.1 Bảng dãy dung dịch chuẩn làm việc xác định hàm lƣợng sắt tổng số 35 Bảng 2.2 Bảng dãy dung dịch chuẩn làm việc xác định hàm lƣợng Mangan 37 Bảng 2.3 Bảng dãy dung dịch chuẩn làm việc xác định hàm lƣợng Nhôm 38 Bảng 2.4 Bảng dãy dung dịch chuẩn làm việc xác định hàm lƣợng PO43- 40 Bảng 2.5 Bảng dãy dung dịch chuẩn làm việc xác định hàm lƣợng P-tổng 41 Bảng 3.1 Kết xử lý nƣớc thải sữa vôi chất trợ keo tụ PAM 46 Bảng 3.2 Kết xử lý nƣớc thải sữa vôi kết hợp Na2CO3 48 chất trợ keo tụ PAM 48 Bảng 3.3 Kết thử nghiệm xử lý nƣớc dung dịch NaOH 50 chất trợ keo tụ PAM 50 Bảng 3.4 Thành phần nƣớc thải mỏ than Na Dƣơng thành phần dung dịch keo tụ Poly-nhôm-sắt-sunphat (PAFS) điều chế đƣợc 52 Bảng 3.5 Thành phần, đặc điểm nƣớc thải trƣớc xử lý với PAFS 56 Bảng 3.6 Kết thí nghiệm khảo sát pH, TSS độ đục nƣớc thải nhà hàng Quảng Đông xử lý dung dịch keo tụ Poly-nhôm-sắt-sunphat 57 Bảng 3.7 Kết thí nghiệm khảo sát BOD5, COD nƣớc thải nhà hàng Quảng Đông xử lý dung dịch keo tụ Poly-nhôm-sắt-sunphat 58 Bảng 3.8 Kết thí nghiệm khảo hàm lƣợng phốt hòa tan phốt tổng số xử lý dung dịch keo tụ Poly-nhôm-sắt-sunphat 60 Bảng 3.9 Kết thí nghiệm so sánh hiệu xử lý nƣớc thải PAFS điều chế đƣợc với phèn nhôm phèn sắt………………………………………………… …63 DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu viết tắt Tiếng anh Tiếng Việt Abs Absorbance Độ hấp thụ quang ALD Anoxic limestone drains Mƣơng đá vơi yếm khí BOD Biochemical oxygen demand Nhu cầu ôxy sinh học BTNMT - Bộ Tài nguyên Mơi trƣờng COD Chemical oxygen demand Nhu cầu ơxy hố học NXB - Nhà xuất PAFS Poly aluminium ferric Poly nhôm sắt sunphat sulphate PAM Poly Acrylamide Poly acrylamit SM Standard Method Phƣơng pháp tiêu chuẩn TDS Total Dissolved Solids Chất rắn hòa tan tổng số TSS Total Suspended Solids Chất rắn lơ lửng tổng số QCVN - Quy chuẩn Việt Nam XLNT Treatment of Wastewater Xử lý nƣớc thải MỞ ĐẦU Đồng hành với phát triển nhanh kinh tế, năm gần đây, nhu cầu ngày cao dùng than để sản xuất tiêu dùng Các quốc gia giới tiến hành khai thác than với sản lƣợng ngày lớn, kéo theo số lƣợng lớn chất thải mỏ khai thác đất đá thải nƣớc thải mỏ thành phần gây nhiễm mơi trƣờng khu vực khai khống Tại Việt Nam trình khai thác than diễn nhiều năm, chất lƣợng môi trƣờng số vùng than trọng điểm nhƣ Đông bắc, Quảng ninh bị tác động mạnh, đa dạng sinh học suy giảm nhanh vòng 20 năm trở lại đây, nhiều nguồn tài nguyên môi trƣờng bị khai thác cạn kiệt, gây bồi lấp dòng sơng, suối; hoạt động vận tải, sàng tuyển khai thác than loại khống sàng khác gây nguồn nhiễm nguồn nƣớc lớn, tăng sức ép lên vùng sinh thái nhạy cảm Hoạt động ngun nhân làm suy thối tài ngun, mơi trƣờng, ảnh hƣởng trực tiếp đến tiềm phát triển kinh tế xã hội đời sống Phần lớn hoạt động kinh tế - xã hội, có du lịch thuỷ sản phụ thuộc nhiều vào chất lƣợng nguồn tài nguyên môi trƣờng Mục đích nghiên cứu đề tài tìm phƣơng pháp xử lý nƣớc thải mỏ than phù hợp để thu đƣợc nƣớc sau xử lý có tiêu đạt yêu cầu theo quy chuẩn xả thải hành tái sử dụng lại khu mỏ Bên cạnh đó, nghiên cứu tái sử dụng nguồn nƣớc thải axit mỏ điều chế dung dịch keo tụ phục vụ cho xử lý nƣớc giải pháp khoa học kinh tế cho vấn đề giải ô nhiễm mơi trƣờng Do u cầu phát triển công nghệ tái chế trở thành giải pháp quan trọng xử lý chất thải mỏ than tiết kiệm lƣợng độ đục, Fe, Pb, nƣớc nguồn Nhƣ kết khảo sát đạt đƣợc phù hợp với tài liệu tham khảo Bảng 3.9 Kết thí nghiệm so sánh hiệu xử lý nước thải PAFS điều chế với phèn nhôm phèn sắt Liều Thông số Phèn Nhôm Poly-nhôm-sắt-sunphat Phèn Sắt lƣợng Đầu Đầu vào 0,4 146,0 53,0 0,5 153,0 0,6 Độ Hiệu Hiệu Đầu Đầu vào Hiệu Đầu Đầu vào 63,7 146,0 45,3 69,0 146,0 97,80 33,0 50,0 67,3 153,0 44,37 71,0 153,0 97,15 36,5 160,0 48,0 70,0 160,0 40,80 74,5 160,0 101,0 36,5 0,4 120,0 42,0 65,0 120,0 36,0 70,0 120,0 80,4 33,0 đục 0,5 122,0 39,7 67,5 122,0 31,72 74,0 122,0 76,9 37,0 (NTU) 0,6 124,0 34,7 72,0 124,0 31,0 75,0 124,0 79,36 36,0 BOD 0,4 132,0 52,0 60,6 132,0 51,5 61,0 132,0 54,78 58,5 0,5 136,5 49,0 64,1 136,5 48,5 64,5 136,5 53,24 61,0 0,6 141,0 51,5 63,5 141,0 52,0 63,0 141,0 53,58 62,0 COD 0,4 281,0 89,9 68,0 281,0 84,3 70,0 281,0 112,4 60,0 (mg 0,5 285,0 68,4 76,0 285,0 71,25 75,0 285,0 109,72 61,5 O2/l) 0,6 289,0 73,70 74,5 289,0 69,36 76,0 289,0 112,71 61,0 0,4 4,71 2,355 50,0 4,71 2,12 55,0 4,71 2,04 56,7 0,5 4,82 1,687 65,0 4,82 1,66 65,5 4,82 1,63 66,0 0,6 4,93 1,71 65,3 4,93 1,73 65,0 4,93 1,77 64,0 0,4 8,10 3,807 53,0 8,10 3,85 52,5 8,10 3,80 53,0 0,5 8,25 2,55 69,0 8,25 2,72 67,0 8,25 2,81 66,0 0,6 8,40 2,77 73,0 8,40 2,35 72,0 8,40 2,18 74,0 (mM) suất (%) suất (%) suất (%) TSS (mg/l) (mg O2/l) PO43(mg/l) Tổng phốt (mg/l) 63 Q trình khảo sát thí nghiệm khả xử lý nƣớc dung dịch PAFS điều chế đƣợc từ nƣớc thải axit mỏ than Na Dƣơng có kết ý nghĩa lớn vấn đề xử lý ô nhiễm môi trƣờng nói chung đặc biệt môi trƣờng nƣớc Kết cho thấy nguồn nƣớc thải mỏ vừa đƣợc kết hợp hai phƣơng pháp thu hồi xử lý lại tạo nguồn nguyên liệu có ý nghĩa kinh tế Hình 3.4 Một số tiêu ô nhiễm trƣớc sau xử lý không sử dụng chất keo tụ sử dụng loại keo tụ phèn nhôm, phèn sắt poly nhơm sắt sunphát điều chế đƣợc 64 Hình 3.5 Hình ảnh số mẫu nƣớc thải đƣợc dùng làm nguyên liệu điều chế dung dịch keo tụ PAFS 3.3 Đề xuất lựa chọn công nghệ áp dụng 3.3.1 Đề xuất lựa chọn công nghệ áp dụng cho xử lý nƣớc thải axít mỏ than Na Dƣơng Qua phân tích đặc điểm công nghệ khảo sát phƣơng án xử lý bao gồm cơng đoạn chính: Điều hồ, kiểm sốt lƣu lƣợng đặc tính nguồn thải; trung hồ hố chất; ơxi hố làm kết tủa ion kim loại dạng hoà tan; lắng cặn hyđrơxít kim loại chất rắn lơ lửng khác; loại bỏ bùn cặn Đề xuất quy trình cơng nghệ xử lý cho nƣớc thải axít mỏ than Na Dƣơng nhƣ sơ đồ hình 3.6 Mơ tả quy trình: Nƣớc thải bơm từ moong khai thác đƣợc thu gom dẫn vào hồ điều hòa lƣu lƣợng Tiếp theo đƣợc bơm lên bể trung hòa, nƣớc thải đƣợc cấp thêm dung dịch trung hòa tác nhân kiềm NaOH 5% kết hợp với khuấy trộn thổi khí để đƣa pH lên 8,0÷ 8,5 Nƣớc sau trung hòa đƣợc lắng sơ sau đƣa qua bể keo tụ Tại bể keo tụ dung dịch polime N208 (1‰) đƣợc đƣa vào để keo tụ đƣợc dẫn sang bể lắng Lamen, nƣớc đƣợc thu gom máng tràn đƣa sang bể 65 lọc cát Nƣớc từ bể lắng lamen đƣợc dẫn vào 05 ngăn lọc cát hoạt động song song, Fe, Mn đƣợc loại bỏ tối đa đáp ứng quy chuẩn, nƣớc sau bể lọc cát mangan đƣợc dẫn vào bể chứa nƣớc sạch, phần đƣợc tái sử dụng để cấp pha dung dịch hóa chất mục đích khác, phần lại đƣợc dẫn vào hồ lắng thứ cấp để lƣu (tối thiểu 24 giờ) để lắng cặn Nƣớc sau lƣu hồ lắng thứ cấp khoảng 1,5 ngày đáp ứng theo yêu cầu QCVN 40:211/BTNMT (B) dùng cho mục đích tái sử dụng phù hợp xả thải mơi trƣờng 66 Hình 3.6 Quy trình cơng nghệ xử lý nƣớc thải axít mỏ than Na Dƣơng Tiếp theo bùn cặn thu đƣợc từ bể lắng sơ cấp, bể lắng lamen đƣợc bơm bùn bơm bể chứa bùn Tại hồ lắng thứ cấp dùng phà bơm bùn để bơm cặn lắng lên bể chứa bùn Dùng bơm bùn bơm từ bể chứa bùn vào máy vắt bùn li tâm để vắt khơ bùn sau vận chuyển bùn đổ thải bãi thải 3.3.2 Đề xuất quy trình điều chế dung dịch PAFS từ nƣớc thải axít mỏ than Na Dƣơng Từ kết điều chế phòng thí nghiệm thu đƣợc dung dịch poly-nhơmsắt-sunphát có khả ứng dụng xử lý nƣớc, đề xuất quy trình điều chế theo hình 3.7 sau: Mơ tả quy trình: Nƣớc thải axit mỏ sau đƣợc kiểm tra pH đƣợc điều chỉnh dung dịch NaOH 4M pH khoảng 2,5÷3,0 24 để chuyển tồn Fe2+ thành Fe3+ Sau tiếp tục điều chỉnh pH dung dịch đƣợc tăng lên thêm dần dung dịch NaOH nồng độ mol/lít trì pH = 5,0 (Dùng máy đo pH tự động kiểm soát) Tiếp theo phân tách hydroxit từ nƣớc thải ly tâm máy vắt ly tâm khoảng 3000 vòng/phút Chất kết tủa đƣợc rửa ly tâm lần Cuối hòa tan kết tủa thu đƣợc axít sunfuric 49% để đƣợc dung dịch PAFS 67 Hình 3.7 Quy trình điều chế dung dịch PAFS từ nƣớc thải mỏ 68 CHƢƠNG KẾT LUẬN Trong trình nghiên cứu thực luận văn tốt nghiệp chúng tơi thu đƣợc kết nhƣ sau: Đã nghiên cứu hiệu sử dụng dung dịch Ca(OH)2; Ca(OH)2+ Na2CO3; NaOH kết hợp với chất trợ keo tụ PAM xử lý nƣớc thải mỏ than Na Dƣơng Các điều kiện thích hợp cho q trình xử lý nƣớc thải dung dịch NaOH 5%, polyme trợ lắng keo tụ N208 (1‰) với khoảng pH thích hợp cho q trình kết tủa, = 8,0 ÷8,5 thời gian 30 phút Nƣớc thải đầu sau trình xử lý đáp ứng đƣợc quy chuẩn QCVN 40 (B): 2011/BTNMT đƣợc tái sử dụng cho sản xuất mục đích khác Đã nghiên cứu tái sử dụng nƣớc thải axít mỏ cách thu hồi sắt nhôm để chế tạo chất keo tụ Poly-Nhôm-Sắt sunphát (PAFS) Quy trình thích hợp pH nƣớc thải ban đầu khoảng 2,5÷3,0 Điều chỉnh pH dung dịch H2SO4 0,1 N NaOH 4M pH = 5,0; thời gian tiếp xúc thống khí 24 giờ; Dung dịch Poly-Nhôm-Sắt sunphát 8,0% sản xuất từ nƣớc thải mỏ than có khả xử lý nƣớc thải có hàm lƣợng rắn lơ lửng, độ đục, hàm lƣợng chất hữu cơ, phốt hòa tan phốt tổng số cao Đã nghiên cứu thử nghiệm xử lý nƣớc thải sinh hoạt dung dịch PolyNhôm-Sắt sunphát thành phần 8,0% điều chế đƣợc cho thấy với liều lƣợng 0,6 mM (Fe, Al) hiệu suất xử lý cao TSS 70%; Độ đục đạt đƣợc 72%; PO43-là 65,3%; P-tổng số 73% Tại liều lƣợng 0,5 mM (Fe, Al): Hiệu suất xử lý BOD 64,1%; COD 76% Đã đề xuất phƣơng án xử lý nƣớc thải mỏ than phù hợp mỏ than Na Dƣơng khả áp dụng cho loại hình nƣớc thải khai thác mỏ tƣơng tự để giải ô nhiễm môi trƣờng giảm thiểu nguồn nƣớc thải phải xử lý đem lại lợi ích kinh tế cụ thể cho mỏ than 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: Lê Văn Cát (2007), Xử lý nước thải giàu hợp chất Nitơ Phospho, NXB Khoa Học Tự nhiên Công nghệ Hà Nội, Hà Nội Hồ Sỹ Giao (2010), Bảo vệ môi trường khai thác mỏ lộ thiên, Đại học Mỏ Địa chất, NXB từ điển Bách Khoa, Hà Nội Trần Đức Hạ (2002), Cơ sở hoá học trình xử lý nước thải, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật Hà Nội, Hà Nội Hoàng Huệ (1996), Xử lý nước thải, Nhà Xuất Bản Xây Dựng, Hà Nội Phạm Luận (2004), Cơ sở lý thuyết phương pháp phân tích phổ hấp thụ quang phân tử UV-Vis, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội, Hà Nội Trần Văn Mô (1993), Kỹ thuật môi trường, NXB Xây Dựng Hà Nội, Hà Nội Trần Hiếu Nhuệ(1978), Xử lý nước thải, NXB Khoa họckỹ thuật Hà Nội, Hà Nội Trần Văn Nhân Ngô Thị Nga (1999), Công nghệ xử lý nước thải, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Văn Hữu Tập (2015), Nghiên cứu xử lý nâng cao nước thải hầm lò mỏ than để tái sử dụng cho mục đích cấp nước sinh hoạt, trích kỷ yếu hội nghị mơi trƣờng tồn quốc lần thứ IV, Bộ tài ngun Mơi trƣờng, Hà Nội, 29/09/2015 Website: môi trƣờng việt.edu.vn 10 Lê Hoàng Việt Nguyễn Võ Châu Ngân (2014), Kỹ thuật xử lý nước thải, NXB Đại học Cần Thơ, Cần Thơ Tiếng Anh: 11 A.Akcil, S.Koldas, Acid mine drainage (AMD) (2006), “Causes, treatment and case studies”, J.Clean Product, 14, pp.1139-1145 12 ASTM - American Society for testing and materials (1995), Standard practice for Coagulation-Flocculation jar test of water, Annual book of ASTM D 19.03, 11(02) 13 Auvray F, Van Hullebusch ED, Deluchat V (2006), “Laboratory investigation of the phosphorus removal (SRP and TP) from eutrophic lake water treated with 70 aluminium”, Water Research, 40 (14), pp 2713-2719 14 Bratby J (2006), Coagulation and Flocculation in water and wastewater treatment, IWA publisher, London 15 Brown Melanie, Barley Bob, Haney word (2002), Mineral water treament technology, application & policy , IWA publisher, London 16 Charerntanyarak L (1999), “Heavy metals removal by chemical coagulation and precipitation”, Water Science & technology, 39(10), pp.135-138 17 Crites, R.W, Middle brooks, E.J, Reed (2005), Natural wastewater treatment systems, published by CRC Press, Boca Raton, Florida 18 Eaton, A.D ( 2012), Standard methods for the Examination of Water and Waste Water, 22nd, published by American Public Health Association,Washington 19 Ebeling Jame M, Philip L.Sribrell (2003), “Evaluation of chemical coagulation flocculation aids for the removal of suspended solids and phosphorus from intensive recirculating aquaculture effluent discharge”, Aquacultural Engineering, Volume 29, Issues 1-2, pp 23-42 20 Fauquer G D, L.L.Barton(Ed) (1995), “Sulphate-Reducing-Bacteria”, Biotechnology Handbooks, 8, published plenum press, New York, pp 217 21 Grady C P Leslie Jr, Glen T Daigger, Henry C Lim (2013), Biological Wastewater Treatment, Marcel Dekker publisher, New York 22 Hammer D A & Bastian, R.K (1989), Wetland Ecosystems natural water purifier in constructed wetlands for water treament municipal Industrial & agricultural, lewis publiser, Inc., Michigan, pp.6-20 23 Hedin RS, George R Watzlaf, and Robert w.wairn (1994), “Passive treament of Acid Mine Drainage with Lime stone” J.Environ, 23, pp.1338-1345 24 Johnson D B, K.B.Hallberg (2005), “Acid mine drainage remediation options: a review”, Sci Total Environ, 38, pp.3-14 25 Liu Haibin, Liu Zhenhing (2010), “Recycling utilization patterns of coal mining waste in china resources”, conservation & recycling, 54, pp.13311340 71 26 Menezes J C S S , R A Silva, I S.Arce (2010), “Production of a poly-aluminoiron sulphate coagulant by chemical precipitation of a coal mining acid drainage”, Minerals Enginering, 23, pp 249-251 27 Metcalf, & Eddy, Inc., Revised by Tchobananoglous, G & Burton, F.L (1991), Wastewater engineering: treatment, disposal and reuse, McGraw-Hill series in water resources and environmental engineering, New York, New York 28 Nguyen Phu Vu, Le Ngoc Ninh, Doan Trung Sy (2009), “Research on Systerm of treating mining waste water by KABENILIS compound to protect mining enviroment”, Proceedings of Workshop on Mining environmental Problems and protection Future Collaboration Vietnam – Thailan, Hanoi, pp 94-98 29 Once M S, A.Muhas, E.Demirbas, M.Kobya (2013), “A comparative study of chemical precipitation and electrocoagulation for treatment of coal acid drainage wastewater”, Journal of Environmental chemical engineering , pp 989-995 30 Rao S R, Gehr, R.,Rindeau, M., Lu,D., Finch, J.A (1992), “Acid mine drainage as a coagulant”, Minerals Engineering, 5(9), pp.1011-1020 31 Reynolds Tom D – Texas A&M University & Paul A Richards – University of Southwestern Louisiana (1996), Unit Operations Processes in environmental Engineering, Cengage learning publisher, Boston 32 Singh RN, Dharmappa HB, Sivakumar M (1996), “Wastewater quality management in coal mines in the Illawarra region”, International conference on Mining and the Environment, Bandung, Indonesia, pp.9.1-9.16 33 US Army Corps of Engineers (2001) “ Engineering and design: Precipitation/Coagulation/ Flocculation”, EM 1110-1-4, pp 8-2 -8-3 34 Wei, X, Viadero, R.C., Buzby, K.M (2005), “Recovery of iron and aluminum from acid mine drainage by selective precipitation”, Environmental Engineering Science , 22, pp.745-755 35 Wingrove K (1996), Wastewater management in Illawarra coal mines, BE thesis, University of Wollongong publisher, Wollongong, Australia 36 Younger Paul L, Steven A, Banwart & Robert S Hedin (2002), Mine water : Hydrology, pollution, remediation, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht 72 PHỤ LỤC Kết phân tích nƣớc thải cho xử lý nƣớc thải mỏ than Na Dƣơng QCVN (B) TT Thơng số Đơn vị tính 40: Nƣớc moong mỏ than Na Dƣơng 2011/BTN MT pH - 2,42 2,36 2,30 2,10 2,64 5,5 -9 Độ Cứng mg/l 733 730 1280 1300 1420 - BOD5 mg/l 27,5 27 20,7 20,5 15,7 50 COD mg/l 45,47 43,9 32 31,39 73,0 150 NO2 -N mg/l 0,212 0,206 0,253 0,301 0,256 - NO3 mg/l 0,55 0,51 0,26 0,67 0,64 - NH+4 mg/l 0,97 0,97 0,98 0,98 - - TDS mg/l 5300 5270 4950 5780 1256 - TSS mg/l 65 68 54 60 102 100 10 SO42- mg/l 5.108 5.059 4.455 4.502 4.560 - 11 Fe mg/l 462,41 473,36 477,24 498,05 186,43 12 Mn mg/l 9,64 9,79 7,67 8,23 15,59 14 PT mg/l 0,061 0,058 0,051 0,059 0,054 - 15 Hg mg/l 0,0002 0,0003 0,0002 0,0003 0,0046 0,01 16 Cd mg/l 0,0064 0,0057 0,006 0,0068 0,0053 0,01 17 Pb mg/l 0,0035 0,0039 0,0051 0,0047 0,0042 0,5 18 As mg/l 0,0064 0,0059 0,0071 0,0066 0,0068 0,1 Nguồn: Viện Khoa học Công nghệ Mỏ - Vinacomin 73 Hình ảnh dung dịch PAFS điều chế đƣợc (a), nƣớc thải mỏ trƣớc xử lý (b), dung dịch sắt, nhơm hyđrơxít (c) (a) (b) 74 (c) Quy chuẩn kỹ thuật Quốc Gia nƣớc thải công nghiệp: QCVN 40:2011/BTNMT QCVN 40:2011/BTNMT Ban soạn thảo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lƣợng nƣớc biên soạn thay QCVN 24:2009/BTNMT, Tổng cục Môi trƣờng, Vụ Khoa học Công nghệ, Vụ Pháp chế trình duyệt đƣợc ban hành theo Thơng tƣ số 47/2011/TT-BTNMT ngày 28 tháng 12 năm 2011 Bộ trƣởng Bộ Tài nguyên Môi trƣờng QUY CHUẨN KỸ THUẬT QUỐC GIA VỀ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP National Technical Regulation on Industrial Wastewater Giá trị C thông số ô nhiễm nƣớc thải công nghiệp Thông số TT Đơn vị Giá trị C A B oC 40 40 Pt/Co 50 150 - đến 5,5 đến Nhiệt độ Màu pH BOD5 (20oC) mg/l 30 50 COD mg/l 75 150 Chất rắn lơ lửng mg/l 50 100 Asen mg/l 0,05 0,1 Thuỷ ngân mg/l 0,005 0,01 Chì mg/l 0,1 0,5 10 Cadimi mg/l 0,05 0,1 11 Crom (VI) mg/l 0,05 0,1 12 Crom (III) mg/l 0,2 13 Đồng mg/l 2 14 Kẽm mg/l 3 15 Niken mg/l 0,2 0,5 75 16 Mangan mg/l 0,5 17 Sắt mg/l 18 Tổng xianua mg/l 0,07 0,1 19 Tổng phenol mg/l 0,1 0,5 20 Tổng dầu mỡ mg/l 10 khoáng 21 Sunfua mg/l 0,2 0,5 22 Florua mg/l 10 23 Amoni (tính theo mg/l 10 N) 24 Tổng nitơ mg/l 20 40 25 Tổng phốt mg/l mg/l 500 1000 (tính theo P ) 26 Clorua (khơng áp dụng xả vào nguồn nƣớc mặn, nƣớc lợ) 27 Clo dƣ mg/l 28 Tổng hoá chất bảo mg/l 0,05 0,1 mg/l 0,3 vệ thực vật clo hữu 29 Tổng hoá chất bảo vệ thực vật phốt hữu 30 Tổng PCB mg/l 0,003 0,01 31 Coliform vi khuẩn/100ml 3000 5000 32 Tổng hoạt độ Bq/l 0,1 0,1 Bq/l 1,0 1,0 phóng xạ α 33 Tổng hoạt độ phóng xạ β 76 Cột A Bảng quy định giá trị C thông số ô nhiễm nƣớc thải công nghiệp xả vào nguồn nƣớc đƣợc dùng cho mục đích cấp nƣớc sinh hoạt; Cột B Bảng quy định giá trị C thông số ô nhiễm nƣớc thải công nghiệp xả vào nguồn nƣớc khơng dùng cho mục đích cấp nƣớc sinh hoạt; Mục đích sử dụng nguồn tiếp nhận nƣớc thải đƣợc xác định khu vực tiếp nhận nƣớc thải 77 ... NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TRẦN THỊ THIÊN HƢƠNG NGHIÊN CỨU CÁC ĐIỀU KIỆN THÍCH HỢP ĐỂ XỬ LÝ VÀ TÁI SỬ DỤNG NƢỚC THẢI MỎ THAN NA DƢƠNG Ngành: Hóa học Chun ngành: Hóa mơi trƣờng Mã số:... CHƢƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 45 3.1 Nghiên cứu xử lý nƣớc thải axít mỏ than Na Dƣơng sử dụng Ca(OH) 2, Na2 CO3, NaOH kết hợp với chất trợ keo tụ PAM 45 3.1.1 Nghiên cứu sử dụng sữa vôi... kết hợp với chất trợ keo tụ PAM 45 3.1.2 Nghiên cứu sử dụng sữa vôi (CaOH)2 Na2 CO3 kết hợp với chất trợ keo tụ PAM xử lý nước thải axit mỏ 47 3.1.3 Nghiên cứu sử dụng NaOH kết hợp