Mục đích nghiên cứu trên mô hình phòng thí nghiệm đối với nước nước thải hầm lò mỏ than (HLMT) -75m Công ty than Hà Lầm và Công ty than Mông Dương là đánh giá khả năng xử lý (tách) Fe và Mn bằng màng với đặc tính kỹ thuật riêng; đồng thời, đánh giá sự tích tụ các chất ô nhiễm lên màng và khả năng loại bỏ các chất này bằng các hóa chất rửa màng. Kết quả nghiên cứu trên mô hình phòng thí nghiệm với loại màng MF sợi rỗng cho thấy, màng lọc MF có thể loại bỏ được sắt, mangan, một số kim loại nặng và vi khuẩn trong nước thải hầm lò mỏ than sau khi xử lý đạt mức A của QCVN 40:2011/BTNMMT để đạt được nước đầu ra đủ tiêu chuẩn một số chỉ tiêu chính cho mục đích cấp nước sinh hoạt cho công nhân mỏ. Chỉ tiêu độ cứng của nước CaCO3 và hàm lượng Clo dư thì màng MF không giải quyết được triệt để. Về mặt an toàn an toàn, cần tính toán áp dụng một loại màng vừa có khả năng loại bỏ độ cứng của nước và làm giảm độ mặn của nước thải hầm lò mỏ than do khai thác sâu để tái sử dụng cấp cho sinh hoạt.
Mở đầu
Màng được định nghĩa là một pha hoạt động như một hàng rào chắn đối với dòng chảy của một hỗn hợp gồm chất lỏng và các cấu tử trong đó. Qua đó, sự tách các chất được thực hiện trên cơ sở khác biệt về sự thẩm thấu của các chất dưới ảnh hưởng của các động lực khác nhau. Mục đích của quá trình màng là nhằm tách các tạp chất ra khỏi môi trường nước.
Công nghệ màng lọc MF/UF được nghiên cứu để xử lý nước thải HLMT do quá trình MF và UF có thể có độ thấm cao hơn với áp suất sử dụng nhỏ hơn so với quá trình NF và RO. Hơn nữa, với cơ chế tách loại, màng áp suất thấp (MF và UF) có thể hình dung như một cái rây lọc nên dẫn đến lỗ rỗng lớn hơn, trong khi màng lọc áp suất cao (NF và RO) không đơn thuần chỉ phân loại dựa theo kích thước và chất lượng nước đầu ra đảm bảo yêu cầu tái sử dụng cho mục đích cấp nước sinh hoạt. Nước sau xử lý có thể được tái sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau trong công trình. Do đó, trong bài báo này, tác giả tập trung nghiên cứu xử lý nước thải hầm lò mỏ than để làm nước cấp cho sinh hoạt.
Phương pháp nghiên cứu
Trong nghiên cứu này, các mẫu nước thải chưa qua xử lý được lấy tại các hầm lò. Các thông số chất lượng nước được phân tích bao gồm: pH, tổng lượng chất rắn hòa tan (TSS), kim loại nặng, các chất hữu cơ, các chỉ tiêu vi sinh.
Công nghệ màng lọc MF được sử dụng để xử lý nước thải hầm lò mỏ than ở quy mô phòng thí nghiệm và công nghệ màng lọc UF được sử dụng để xử lý nước thải ở ngoài hiện trường.
Mô hình màng lọc MF được vận hành từ tháng 8/2019 đến tháng 12/2020 tại trạm XLNT hầm lò -75m, mỏ than Hà Lầm. Bơm hút nước qua màng có lưu lượng 1,4 L/h để đạt thông lượng qua màng là 20 L/m2/h. Mỗi ngày hoạt động một mẻ với thời gian mỗi mẻ là 5 h. Lượng nước sử dụng cho một mẻ là 7 L. Như vậy, với thời gian vận hành mô hình từ ngày 26/8/2019 đến 12/2/2020 (20 tuần) là 375 h, tổng lượng nước bơm qua màng là 525 L. Mỗi tuần lấy mẫu phân tích các chỉ tiêu: Hàm lượng Fe, Mn,… trước và sau modul màng một lần. Kết quả phân tích chất lượng nước trước và sau màng lọc MF mô hình PTN tại trạm XLNT hầm lò -75m Công ty.
Mô hình màng lọc UF được vận hành từ tháng 5/2014 đến tháng 7/2014. Nước thải thí nghiệm là nước thải đầu ra của trạm XLNT công ty 790 sau khi được xử lý tiếp tục bằng hệ thống đĩa lọc Arkal tại bồn chứa 1. Bơm hút nước qua màng có lưu lượng 1,05 L/h để đạt thông lượng qua màng là 15 L/m2.h. Mỗi ngày hoạt động một mẻ với thời gian mỗi mẻ là 5 h. Lượng nước sử dụng cho một mẻ là 5,2 L. Như vậy, với thời gian vận hành mô hình từ ngày 3/5/2014 đến 9/7/2014 (10 tuần) là 250 h, tổng lượng nước bơm qua màng là 260 L. Mỗi tuần lấy mẫu phân tích các chỉ tiêu: Hàm lượng Fe, Mn,… trước và sau modul màng một lần.
Kết quả nghiên cứu và thảo luận
Mô hình MF để xử lý nước thải ở quy mô phòng thí nghiệm
Kết quả phân tích chất lượng nước trước và sau màng lọc MF mô hình PTN tại trạm XLNT hầm lò -75m Công ty. Than Hà Lầm được thể hiện trên các Hình 1 và Hình 2.
Hình 1. Hiệu suất xử lý sắt của màng lọc MF mô hình PTN đối với nước thải hầm lò -75m Công ty Than Hà Lầm.
Sau xử lý theo quá trình keo tụ - lắng - lọc, hàm lượng sắt trong nước thải đầu vào modul màng dao động trong khoảng từ 0,5 đến 2 mg/L. Sau lọc màng MF hàm lượng sắt luôn nhỏ hơn 0,5 mg/L (trung bình là 0,35 mg/L), đáp ứng yêu cầu sử dụng cho mục đích cấp nước sinh hoạt là 0,5 mg/L theo QCVN 02:2009/BYT - QCKT quốc gia về nước sinh hoạt. Do hầu hết sắt trong nước thải HLMT được oxy hóa và tạo thành sắt III dạng không hòa tan nên các quá trình lắng - lọc cát - lọc màng giữ lại tương đối “triệt để” các phần tử này. Hiệu suất xử lý Fe của màng vi lọc MF tương đối cao, từ 70 đến 88, phụ thuộc vào nồng độ và trạng thái sắt trong nước thải trước màng lọc.
Hình 2. Hiệu suất xử lý mangan của màng lọc MF mô hình PTN đối với nước thải hầm lò -75m Công ty Than Hà Lầm
Hàm lượng Mn trong nước thải đầu vào modul màng MF dao động từ 0,6 đến 2,2 mg/L. Sau khi qua màng, hàm lượng Mn trong nước giảm còn lại từ 0,12 mg/L đến 0,64 mg/L và trung bình là 0,4 mg/L. Do nước thải qua quá trình lọc cát mangan nên Mn được oxy hóa và các phần tử không hòa tan được giữ lại hầu hết trên màng lọc. Hiệu quả tách mangan của màng lọc MF trong trường hợp này tương đối cao, từ 55 đến 85. Trong QCVN 02:2009/BYT không quy định thông số Mn cho nước cấp sinh hoạt, nhưng thấy rằng với hàm lượng Mn sau lọc màng MF thấp, phần lớn dưới 0,6 mg/L, nước sau màng MF có thể sử dụng cho mục đích tắm rửa cũng như các sinh hoạt khác của công nhân. Kết quả phân tích mẫu nước lấy ngày 4/11/2019 được nêu trong Bảng 1.
Bảng 1. Hiệu quả tách các chất ô nhiễm trong nước thải HLMT Hà Lầm sau xử lý keo tụ - lắng - lọc bằng màng MF trên mô hình PTN
Ghi chú: Các mẫu nước được lấy vào ngày 4/11/2019. Kết quả phân tích trong Bảng1 cho thấy giá trị các chỉ tiêu này đều nằm trong ngưỡng cho phép đối với nước sinh hoạt theo QCVN 02:2009/BYT. Nguyên nhân có thể do trong nước thải hầm lò có tồn tại một số hợp chất dầu và các chất này dính bám lên bề mặt màng, việc bổ sung các chất hoạt động bề mặt vào quá trình rửa màng giúp loại bỏ hoàn toàn các chất gây tắc nghẽn trên màng lọc và giúp phục hồi gần như hoàn toàn màng lọc.
Mô hình UF để xử lý nước thải ở quy mô ngoài hiện trường
Kết quả phân tích chất lượng nước trước và sau màng lọc MF mô hình PTN tại trạm XLNT hầm lò mỏ than Mông Dương Cẩm Phả thuộc Công ty 790 được thể hiện trên các Hình 3 và Hình 4.
Hình 3. Hiệu suất xử lý sắt của màng lọc UF mô hình phòng thí nghiệm đối với nuớc thải HLMT Công ty 790.
.png)
Nước thải sau xử lý tại trạm XLNT công ty 790 và xử lý tiếp tục trên hệ thống đĩa Arkan, hàm lượng sắt trong nước thải đầu vào modul màng dao động trong khoảng từ 0,45 đến 0,96 mg/L. Sau lọc màng UF hàm lượng sắt luôn ở mức 0,06 mg/L, đáp ứng yêu cầu sử dụng cho mục đíchcấp nước ăn uống là 0,3 mg/L theo QCVN 01:2009/BYT - QCKT quốc gia về nước ăn uống. Do hầu hết sắt trong nước thải HLMT được oxy hóa và tạo thành sắt (III) dạng không hòa tan nên các quá trình lắng - lọc đĩa Arkan - lọc màng UF giữ lại hầu hết các phần tử này. Hiệu suất xử lý Fe của màng UF tương đối cao, từ 90 đến 92.
Hình 4. Hiệu suất xử lý mangan của màng lọc UF mô hình phòng thí nghiệm
Hàm lượng Mn trong nước thải đầu vào modul màng UF dao động từ 0,51 đến 1,05 mg/L. Sau khi qua màng, hàm lượng Mn trong nước giảm còn lại 0,08 mg/L
Do nước thải qua quá trình lọc đĩa Arkan như đã nêu nên các phần tử Mn không hòa tan được giữ lại hầu hết ở đây. Hiệu quả tách mangan của màng lọc UF trong trường hợp này tương đối cao, từ 84 đến 91. Theo QCVN 01:2009/BYT hàm lượng mangan trong nước ăn uống không được vượt quá 0,3 mg/L. Như vậy, màng UF tách được Mn để đảm bảo nồng độ của nó đảm bảo quy định đối với nước ăn uống và sinh hoạt.
Mẫu nước cũng được lấy để đánh giá khả năng giữ lại chất rắn lơ lửng, muối canxi, kim loại nặng và coliform của màng siêu lọc UF. Kết quả phân tích mẫu nước lấy ngày 01/6/2020 được nêu trong Bảng2.
Bảng 2. Hiệu quả tách các chất ô nhiễm trong nước thải HLMT sau khi xử lý tại trạm XLNT Công ty 790 và bằng màng UF trên mô hình tại hiện trường.
(Ghi chú: Các mẫu nước được lấy vào ngày 01/6/2020).
(1). QCVN 01:2009/BYT
(2). QCVN 02:2009/BYT
Kết quả phân tích cho thấy giá trị các chỉ tiêu chính này đều nằm trong ngưỡng cho phép đối với nước sinh hoạt theo QCVN 02:2009/BYT. Đối với nước ăn uống, các chỉ tiêu phân tích đều cho giá trị thấp hơn nồng độ giới hạn nêu trong QCVN 01:2009/BYT, tuy nhiên các vi khuẩn coliform vẫn còn xuất hiện trong một số mẫu nước sau lọc UF. Quá trình lấy và lưu giữ mẫu có thể ảnh hưởng đến kết quả phân tích.
Tóm tắt: Bài báo nghiên cứu giải pháp xử lý chất thải rắn sinh hoạt (CTRSH) bền vững cho Việt Nam thông qua tích hợp công nghệ vi sinh (phân hủy sinh học) và nhiệt phân. Trước áp lực gia tăng rác đô thị và yêu cầu phát triển kinh tế tuần hoàn, phương pháp này được đề xuất nhằm tận dụng tài nguyên từ rác, giảm chôn lấp và phát thải.
Nếu ở Kỳ 1, độc giả đã thấy những định hướng chiến lược và công nghệ xanh mở ra lối đi mới cho nông nghiệp Việt, thì đến Kỳ 2, điểm nhấn lại nằm ở những giải pháp cụ thể. Từ phòng thí nghiệm, nhiều nghiên cứu khoa học đã bước ra thực tiễn, đồng hành cùng doanh nghiệp, tạo nên các mô hình thành công: từ công nghệ bảo quản mới, chế biến cà phê hiện đại, đến kinh tế tuần hoàn phụ phẩm tôm và nâng tầm sản phẩm truyền thống như nước mắm. Đây chính là những hạt nhân giúp nông sản Việt gia tăng giá trị và chinh phục thị trường quốc tế.
Cao chloroform của Bí kỳ nam (Hydnophytum formicarum Jack.) được sắc ký cột với các hệ dung môi có độ phân cực khác nhau và kết hợp với kỹ thuật sắc ký lớp mỏng để thực hiện quá trình phân lập và tinh sạch các hợp chất. Cấu trúc của các hợp chất được xác định bằng phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân và kết hợp so sánh với tài liệu tham khảo. Ba hợp chất được tinh sạch và xác định cấu trúc bao gồm luteolin (1), quercetin (2) và quercitrin (3).
Hoạt tính xua đuổi hiệu quả của p-menthan-3,8-diol (PMD) đã được chứng minh là hiệu quả an toàn cho sức khỏe, tuy nhiên, hợp chất này vẫn chưa được sử dụng phổ biến ở Việt Nam. Đã có một số công trình nghiên cứu khảo sát tổng hợp PMD chủ yếu sử dụng xúc tác acid H2SO4 loãng với các điều kiện phản ứng khác nhau về thời gian và nhiệt độ.
Cháy nổ trong sinh hoạt dân dụng vẫn là một vấn đề nhức nhối tại Việt Nam, gây ra những thiệt hại nặng nề về người và tài sản do sự bất cẩn hoặc lỗi thiết bị điện. Các hệ thống cảnh báo cháy truyền thống thường có độ trễ cao, chỉ phản ứng khi cháy đã xảy ra rõ ràng, dễ gây báo động giả và thiếu khả năng cảnh báo từ xa.
Khu vực đảo Palawan (Philippine), Sempoma SABAH (Malaysia) nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa với hai mùa mưa, mùa khô rõ rệt. Tại Palawan, trung bình năm nhiệt độ không khí 28,50C, độ ẩm trung bình 58,4%, tổng lượng mưa 2.920 mm, tổng số giờ nắng trong khoảng 2,180 - 2,307h, nhiệt độ nước biển 29,30C và độ muối nước biển 33,3‰.
