5 Xu hướng công nghệ xử lý chất thải áp dụng trên thế giới

Toàn thế giới tạo ra hơn 2 tỷ tấn chất thải rắn đô thị hàng năm, với ít nhất 33% trong số đó không được quản lý theo cách an toàn với môi trường. Dự kiến con số này sẽ tăng lên 3,4 tỷ tấn vào năm 2050, cao hơn gấp đôi mức tăng dân số so với cùng kỳ. Những con số đáng báo động và rất cần những giải pháp cũng như các xu hướng công nghệ xử lý chất thải phù hợp để kiểm soát tình hình ô nhiễm và biến đổi khí hậu do các khí nhà kính từ rác thải tạo ra.

Trong bài viết dưới đây, RX Tradex tổng hợp 5 xu hướng công nghệ xử lý chất thải áp dụng trên thế giới để tối ưu quy trình quản lý rác thải.

Top 5 xu hướng công nghệ xử lý chất thải tiên tiến đang áp dụng trên thế giới.

1. Internet rác thải IoW (Internet of Waste).

IoW là một ứng dụng của Internet vạn vật (IoT) trong quản lý rác thải, giúp giảm đáng kể tình trạng thiếu hiệu quả trong khâu thu gom, vận chuyển chất ô nhiễm. IoW sử dụng các cảm biến giám sát mức độ lấp đầy trong các thùng rác thông minh và thông báo khi lượng chất thải gần đầy, đảm bảo các cơ sở đến thu gom kịp thời. Điều này hỗ trợ tối ưu hóa nguồn nhân lực và quy trình thu gom rác từ công việc định kỳ sang xử lý khi nào rác đầy.

IoW còn tạo ra những chiếc thùng rác thông minh đến mức có thể nhận diện và phân loại rác thải thành bốn loại: Nhựa, giấy, thủy tinh và kim loại. Chưa kể IoT trong quản lý rác thải này còn phát triển xa hơn, tạo ra một chuỗi xử lý và tái chế chất thải liên kết với nhau, cho phép người dùng có thể tương tác thông qua ứng dụng, bao gồm: Xe tự lái, thùng chứa rác, phần mềm,… Ngoài ra IoW còn cho phép theo dõi phương tiện, lộ trình di chuyển, đảm bảo không có sai sót, hỏng hóc hoặc tắc nghẽn giao thông vào giờ đi thu gom rác, chưa kể có thêm cảm biến nhiệt độ dựa trên IoT để ngăn ngừa cháy nổ. Với những tiến bộ này và xa hơn nữa, IoT có thể nói là trụ cột cho hệ thống quản lý chất thải thông minh, một sự hỗ trợ đắc lực cho việc xây dựng thành phố thông minh và tiến tới một nền công nghiệp xanh, kinh tế xanh tuần hoàn.

Xem thêm: Công nghệ tái chế giấy hàng đầu ngày nay.

2. Sự kết hợp của trí tuệ nhân tạo AI, học máy và rô-bốt phân loại, tái chế rác.

Phân loại rác thủ công là một quá trình tốn nhiều thời gian, công sức, lại kém hiệu quả và còn làm tăng lượng chất thải đến các bãi chôn lấp. Do đó, các đơn vị quản lý chất thải đã cải tiến quy trình này bằng việc sử dụng rô-bốt công nghiệp, cùng các loại cảm biến, thị giác máy tính và trí tuệ nhân tạo AI nhằm tự động hóa và tăng hiệu quả các hoạt động phân loại rác thải, xử lý triệt để từng loại vật liệu cụ thể. Các thuật toán thị giác máy tính và học máy (ML) cũng tạo điều kiện thuận lợi cho việc phân loại thông minh bằng cách xác định loại và kích cỡ khác nhau của các chất gây ô nhiễm. Nhờ vậy làm tăng độ chính xác và tốc độ phân loại, hỗ trợ rất lớn cho các công ty tái chế nhựa, sản xuất nhựa tái chế.

Các giải pháp dựa trên AI giúp tạo ra lộ trình tối ưu cho xe chở rác, tiết kiệm chi phí nhiên liệu và giảm ùn tắc giao thông. Hơn nữa, xe chở rác tự lái do AI điều khiển cũng sẽ hạn chế nguy cơ tai nạn nghề nghiệp cho các tài xế. Ngoài ra phối hợp với rô-bốt sử dụng cánh tay vận động nhanh và mạnh hơn so với tay người nên nhặt được nhiều rác và vật nặng hơn kể cả nhựa từ các bãi biển và trên đại dương. Chưa kể các loại máy bay không người lái giám sát các bãi chôn lấp để phát hiện nếu có bất kỳ rò rỉ chất độc hoặc phóng xạ nào, đồng thời cũng theo dõi lượng khí thải carbon và mức độ ô nhiễm xung quanh để có thể chủ động quản lý rác thải.

3. Biến chất thải thành năng lượng bằng công nghệ khí hóa Plasma.

Một phương pháp chuyển rác thành năng lượng phổ biến là đốt chất thải bằng nhiệt độ thông thường, nhưng đã dần lỗi thời bởi các hệ quả xấu cho môi trường khi các loại khí độc phụ phẩm không được xử lý triệt để. Vì vậy, thế giới đang dần chuyển sang các xu hướng công nghệ xử lý chất thải tiến bộ và hiệu quả như khí hóa Plasma.

Với giải pháp khí hóa Plasma, rác thải được thiêu đốt ở nhiệt độ cao hơn 2000 độ C nhờ khí nóng từ đầu đốt plasma hoặc hồ quang, phá vỡ các liên kết hóa học của chất bẩn và chuyển chúng thành khí tổng hợp. Thành phần chủ yếu của đầu ra này là CO và H2 – những khí nguyên liệu cơ bản để sản xuất phân bón, hóa chất, hoặc được dẫn đến tuabin khí, đốt hơi nước trong quá trình sản xuất điện. Nhờ đó các loại rác độc hại cũng trở thành nhiên liệu khí hữu ích, còn chất vô cơ được nung chảy chuyển sang dạng xỉ không độc hại, có thể dùng làm vật liệu trong xây dựng. Nhược điểm hiếm hoi ở đây là dioxin vẫn được tạo ra khi khí tổng hợp nguội đi. Tuy nhiên dù sao chúng cũng ít độc hơn đáng kể so với dioxin và furan được hình thành tại các nhà máy đốt rác truyền thống. Và do đó, đây chính là một xu hướng công nghệ xử lý chất thải trong tương lai, vì vừa hiệu quả vừa ít gây ô nhiễm.

4. Công nghệ phân hủy các loại chất thải.

Cùng với sự tăng lên của dân số và quá trình đô thị hóa thì rác và các loại khí thải nhà kính mà chủ yếu là metan cũng gia tăng chóng mặt, đẩy tình hình nóng lên của trái đất trở nên nghiêm trọng hơn bao giờ hết. Vậy liệu có thể làm gì để biến rác thành nguyên liệu nào đó hữu ích thay vì cứ thải ra các bãi chôn lấp đang dần quá tải? Công nghệ phân hủy tiên tiến chính là một trong những giải pháp biến chất thải thành năng lượng, hướng tới tuần hoàn hóa dây chuyền sản xuất cùng với việc giảm tác động tiêu cực cho cách thức chôn rác truyền thống, bằng cách biến các loại rác dạng khí, lỏng, rắn thành nhiệt hoặc nhiên liệu hữu ích.

Các công nghệ phân hủy sử dụng các cơ chế tự nhiên để biến các vật liệu thành các sản phẩm hữu ích. Phương pháp thường thấy là ủ phân có kiểm soát làm chuyển đổi chất thải hữu cơ thành các dạng đơn giản hơn bằng cách sử dụng vi khuẩn hoặc nấm. Phân bón thu được làm giàu đất với các chất dinh dưỡng có lợi và ngăn ngừa xói mòn đất, đảm bảo tái sử dụng chất hữu cơ, làm giảm lượng chất thải rắn tại các bãi chôn lấp. Ngoài ra còn có phương pháp chuyển đổi sang nhựa sinh học hoặc các vật liệu cải tiến có thể phân hủy để giảm ô nhiễm rác thải nhựa, dẫn đến việc không còn chất thải ra môi trường nữa.

5. Cacbon hóa thủy nhiệt (HTC).

HTC là quá trình nhiệt hóa biến chất thải hữu cơ thành cacbon có cấu trúc tương tự nhiên liệu hóa thạch – phải mất hàng triệu năm để hình thành một cách tự nhiên. Phương pháp này xử lý nguyên liệu ướt, kết hợp với chất xúc tác axit và áp suất ở nhiệt độ 180-250 độ C để tạo ra hydro-char – một sản phẩm giống như nhiên liệu hóa thạch có hàm lượng cacbon cao. Hydro-char không chỉ có thể được sử dụng để làm nhiên liệu, thậm chí thay thế cho than đá, tránh đi các ảnh hưởng tiêu cực từ việc khai thác than; hoặc dùng để làm giàu đất hay khí hóa.

Ưu điểm lớn của HTC so với các công nghệ nhiệt hóa khác là không yêu cầu sấy khô nguyên liệu trước khi xử lý, giúp quá trình này diễn ra nhanh hơn rất nhiều. Hiệu quả sinh thái của công nghệ cacbon hóa thủy nhiệt vẫn đang tiếp tục được nghiên cứu nhằm tìm ra thêm nhiều lợi ích và ứng dụng xa hơn cho phương pháp tiên tiến này.

Tổng kết.

Như vậy RX Tradex vừa chia sẻ top 5 xu hướng công nghệ xử lý chất thải áp dụng trên thế giới cùng các ưu điểm và tác động tích cực của chúng đối với môi trường sống và sự tiện lợi cho con người. Tuy nhiên công nghệ không phải là liều thuốc chữa bách bệnh mà rất cần ý thức và hành động phối hợp của mỗi người để hỗ trợ cho các công cụ này hoạt động hiệu quả và phù hợp với từng loại hình doanh nghiệp. Tại Triển lãm Công nghệ xử lý và Tái chế chất thải được tổ chức năm 2024, doanh nghiệp sẽ có cơ hội tiếp cận nhiều xu hướng công nghệ xử lý chất thải tiên tiến và được lắng nghe chia sẻ, tư vấn phù hợp. Ngoài ra, thêm nhiều giải pháp, máy móc, công nghệ khác thuộc lĩnh vực điện tử, gia công kim loại và công nghiệp hỗ trợ tại các Triển lãm Quốc tế Vietnam Manufacturing Expo, METALEX Vietnam, và NEPCON Vietnam được RX Tradex Vietnam tổ chức năm 2023 sẽ đáp ứng mong đợi của quý doanh nghiệp.

Xem thêm:

• Vai trò của công nghệ tái chế rác thải trong chuỗi cung ứng khép kín
• Vai trò của trí tuệ nhân tạo trong công nghệ xanh