Các công nghệ xử lý rác thải tiên tiến trên thế giới

Theo báo cáo của Tổ chức Tài chính Quốc tế (IFC) và Ngân hàng Thế giới, Việt Nam lãng phí gần 3 tỷ đô la mỗi năm vì không tái chế hết rác thải nhựa. Chất thải hữu cơ lãng phí hơn 30 tỷ đô la khi gần 70% không được tái chế. Đặc biệt lượng rác này gây ô nhiễm môi trường và hệ sinh thái nghiêm trọng, làm gia tăng hiệu ứng nhà kính gây biến đổi khí hậu nặng nề. Sức khỏe và đời sống con người bị ảnh hưởng, khả năng lao động giảm, chi phí sản xuất gia tăng. Chính vì thế các công nghệ xử lý rác thải tiên tiến trên thế giới ra đời nhằm góp phần bảo vệ môi trường sống đồng thời biến rác thải thành tiền. Cùng RX Tradex tìm hiểu rõ lợi ích của top 5 các công nghệ này trong bài viết dưới đây.

Vì sao công nghệ xử lý rác thải ra đời?

Tình trạng ô nhiễm môi trường do rác thải đang là vấn nạn nghiêm trọng trên toàn cầu, kéo theo các hệ lụy gia tăng gây ảnh hưởng sâu rộng đến mọi mặt đời sống và cả sức khỏe con người. Các quốc gia đều đang đau đầu và tìm kiếm nhiều phương án nhằm giải quyết ráo riết thực trạng này.

Trong bối cảnh đó, có những quốc gia đã tạo ra các công nghệ đột phá hoặc giải pháp tối ưu, không chỉ xử lý tốt rác thải ra mà còn biến rác thành nguyên liệu phục vụ cho tái sản xuất. Điển hình như: Tại Bỉ chỉ còn 25% chất thải chôn lấp, Thụy Điển có 1% chôn lấp, thậm chí đất nước này còn nhập khẩu rác về tái chế làm năng lượng khí đốt. Các công nghệ xử lý rác thải ra đời nhằm hỗ trợ cho việc xử lý và tái chế chất thải từ các hoạt động sản xuất, sinh hoạt một cách hiệu quả, triệt để, tiết kiệm tài nguyên và giảm nguy cơ ô nhiễm môi trường.

Các lợi ích của công nghệ xử lý rác thải tiên tiến.

Các công nghệ xử lý rác thải đem lại rất nhiều lợi ích không chỉ cho quốc gia mà còn cho các doanh nghiệp và mỗi người dân trên trái đất này:

• Lợi ích cho môi trường: Xử lý triệt để từng loại rác trước khi đổ ra ngoài bằng cách phân loại và dùng phương pháp riêng để tái chế. Thành phẩm và năng lượng tạo ra được tái sử dụng cho các mục đích khác, còn phụ phẩm cũng được xử lý để giảm độc tố. Các quá trình này giúp làm giảm ô nhiễm môi trường tối đa.
• Lợi ích về xã hội: Khi đa số rác được xử lý bằng công nghệ, lượng chất thải đem chôn lấp giảm rất nhiều, đồng nghĩa hạn chế thải lượng rác khổng lồ ra môi trường gây ô nhiễm không khí, nguồn nước, ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe và đời sống người dân.
• Lợi ích về kinh tế: Tận dụng rác tái chế như một nguồn nguyên liệu cho các quá trình khác. Rất nhiều quốc gia trên thế giới đã sử dụng triệt để lượng rác thải sau quá trình xử lý và tái chế để làm nguyên vật liệu sản xuất. Đây chính là hướng tới tạo ra một nền kinh tế xanh tuần hoàn, khi mà lượng rác thải ra được xử lý và đưa vào lại cho sản xuất.

Top 5 công nghệ xử lý rác thải tiên tiến trên thế giới.

Hiện nay rất nhiều giải pháp tiến bộ đã ra đời trên toàn cầu nhằm ứng phó với tình trạng rác thải và ô nhiễm môi trường. Mỗi công nghệ sẽ tác động đến một hoặc nhiều loại chất thải khác nhau như: Nước thải, rác hữu cơ, thực phẩm, chất thải rắn sinh hoạt, rác thải có thể tái chế, chất thải công nghiệp,… Đồng thời mỗi phương pháp sẽ có cơ chế hoạt động và ưu điểm riêng để giải quyết từng nhóm chất thải: Xử lý cơ học, hóa học, nhiệt học, khí hóa, vật lý, hóa lý,…

Trong khuôn khổ bài viết này, RX Tradex xin giới thiệu top 5 công nghệ xử lý chất thải tiêu biểu trên thế giới hiện nay:

Công nghệ sinh học tái chế nhựa PET của Áo.

Rất nhiều quốc gia phải đau đầu với vấn nạn rác thải nhựa, một loại rác khó phân hủy, chiếm nhiều diện tích lại tàn phá môi trường tự nhiên, chưa kể các hạt nhựa phân rã từ đó lại tổn hại lớn đến sức khỏe con người. Tuy nhiên tại Áo, một quốc gia tuy nhỏ nhưng lại làm được điều lớn lao trong việc xử lý loại chất thải nhựa này.

Chúng ta có thể hiểu đơn giản rằng PET là một loại nhựa nhiệt dẻo, thường được tái chế bằng cách đốt chảy hoặc nghiền nhỏ, do đó sản phẩm tạo ra từ chúng thường có chất lượng rất kém. Một công ty ở Áo đã sử dụng enzyme của một loại nấm để tái chế nhựa PET. Dưới tác dụng của enzyme này, nhựa sẽ bị phân hủy thành phân tử nhỏ rồi biến đổi thành nhựa chất lượng cao. Các ưu điểm nổi trội của phương pháp tái chế nhựa sinh học này như sau:

• Giúp giảm thiểu lượng rác nhựa thải ra môi trường, gây tiêu tốn tiền bạc, công sức để xử lý, góp phần lớn kiến tạo một nền kinh tế xanh tuần hoàn.
• Mang lại giá trị kinh tế lớn bằng các sản phẩm tái chế chất lượng cao hơn, chưa kể còn tạo ra một ngành kinh doanh mang lại lợi ích cho đất nước.
• Enzyme không có chất độc, dễ phân hủy và sản xuất số lượng lớn. Do đó, đây được coi là một bước đột phá trong việc tái chế rác thải nhựa.

Công nghệ đốt rác phát điện và nhiệt của Thụy Điển.

Có thể nói Thụy Điển chính là một quốc gia đi đầu và mẫu mực nhất về việc xử lý rác thải. Với 47% lượng rác được tái chế, 52% chất thải được đốt để phát điện và nhiệt, Thụy Điển chỉ chôn lấp 1% lượng rác thải và 50% điện năng đất nước sử dụng đến từ quá trình tái tạo năng lượng này, đây là các con số thấp nhất thế giới và thực sự rất ấn tượng.

Mặc dù công nghệ điện rác được ứng dụng ở rất nhiều quốc gia nhưng Thụy Điển lại thiết lập được một mạng lưới đốt chất thải hiệu quả nhất. Hệ thống đốt rác này được bố trí đến từng hộ gia đình để sưởi ấm trong mùa đông. Phương pháp đốt rác phát điện và nhiệt đã mang lại các lợi ích cho đất nước này và môi trường như:

• Tận dụng tối đa tài nguyên rác, ngoài việc giảm ô nhiễm môi trường, tiết kiệm chi phí cho việc quản lý rác thải, Thụy Điển còn được trả tiền để xử lý chất thải cho các quốc gia khác.
• Biến rác thành tài nguyên và năng lượng để phục vụ nhu cầu điện và nhiệt lượng sưởi của người dân cả nước. Đây là một trong những quốc gia hiếm hoi phải nhập khẩu rác cho các nhu cầu này.
• Giúp Thụy Điển trở thành một quốc gia được bầu chọn xanh sạch và đáng sống nhất thế giới.

Công nghệ lò hơi tầng sôi tuần hoàn CFB của Nhật.

Tuy không phải là quốc gia đi đầu về tái chế chất thải như các nước Châu, Âu nhưng Nhật Bản là đất nước dẫn đầu về ý thức phân loại rác thải và xử lý rác thải triệt để. Công nghệ CFB xử lý chất thải hiệu quả bằng cách vùi rác trong một lớp cát, rồi dùng lưu lượng không khí trong quá trình nung lò cùng một số hóa chất khác để tiêu hủy rác. Một số nước đã nhập khẩu công nghệ xử lý rác thải tiên tiến này của Nhật như: Thái Lan, Trung Quốc và Singapore. Các lợi ích mà công nghệ CFB mang lại như sau:

• Lượng khí thải ra thấp nên không cần hệ thống xử lý các chất phụ phẩm, điển hình như: Giảm lượng khí SOx bên trong lò bằng cách đưa đá vôi vào, còn khí thải NOx ít được phát sinh nhờ nhiệt độ lò thấp (khoảng 800 độ C) và quá trình đốt cháy theo giai đoạn.
• Điều kiện đốt cháy lý tưởng trên toàn bộ hạ tầng của hệ thống lò nhờ sự tiếp xúc giữa khí tốc độ cao và chất rắn tuần hoàn, tạo ra một dòng chảy mạnh trong lò, dẫn đến tốc độ truyền nhiệt và truyền khối cao.
• CFB có thể đốt cháy cả những chất liệu khó xử lý nhất ở tốc độ nhanh nhờ thời gian lưu trú dài, đạt được bằng cách tuần hoàn chất rắn trong các dòng đối lưu lốc xoáy.
• Công nghệ CFB có giá thành rẻ hơn nhiều cách khác, chưa kể nhiệt lượng tỏa ra có thể dùng để sản xuất điện.

Công nghệ oxy hóa nhiệt Thermolis HTFB của Veolia Mỹ.

Veolia cung cấp các công nghệ oxy hóa nhiệt để loại bỏ mùi hôi và giảm bùn thải thành một lượng tro trơ ít hơn nhiều so với trọng lượng ban đầu (thấp nhất là 7%). Việc đốt chất lỏng tầng sôi đang được chấp nhận rộng rãi để xử lý bùn bền vững, giúp giảm ô nhiễm không khí, tiết kiệm tài nguyên và bảo vệ môi trường giữa bối cảnh đất đai trở nên khan hiếm và các quy định quản lý chất thải này ngày càng nghiêm ngặt hơn. Thermolis HTFB là quá trình oxy hóa nhiệt đã được chứng minh, an toàn và thân thiện với môi trường nhờ các lợi ích như:

• Sử dụng mái vòm uốn cong và hộp gió được lót bằng vật liệu chịu lửa cho phép thu hồi nhiệt tối đa và đốt cháy tự sinh.
• Hao hụt cát tối thiểu với lò phản ứng hình giọt nước làm giảm tốc độ khí đốt, tách cát ra và tối ưu hóa quá trình đốt cháy.
• Hiệu quả cao nhờ bùn được đưa vào trong tầng đối lưu giúp tăng cường quá trình đốt cháy và giảm phát thải chất gây ô nhiễm.
• Thời gian khởi động ngắn và mức sử dụng nhiên liệu thấp nhờ đầu đốt nóng được lắp đặt trong hộp gió, cho phép khởi động lạnh (cold start) mang lại hiệu quả về chi phí.
• Phát điện, thu hồi nhiệt thông qua nồi hơi nhiệt thải hoặc bộ tiết kiệm dầu nóng (hot oil) để tạo ra điện bằng cách sử dụng tuabin hơi nước hoặc chu trình Rankine hữu cơ (Organic Rankine Cycle – ORC). Ở đây ORC là một mô hình được sử dụng để dự đoán hiệu suất của các hệ thống tuabin hơi nước cũng như nghiên cứu hiệu suất của động cơ hơi nước.

Công nghệ xử lý nước thải AOP.

Công nghệ xử lý nước thải AOP là phương pháp xử lý triệt để các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy trong nước thải công nghiệp và sinh hoạt. Công nghệ này sử dụng quá trình oxy hóa nâng cao bằng cách tạo ra một chất oxy hóa thứ cấp mạnh – gốc hydroxit (OH), xử lý chất hữu cơ cho đến khi các chất ô nhiễm này được khoáng hóa hoàn toàn thành carbon dioxide (CO2), nước (H2O) và các acid vô cơ khác,… Các ưu điểm của phương pháp xử lý nước thải này như sau:

• Gốc hydroxit có khả năng oxy hóa cao và phản ứng nhanh hơn ít nhất 1 triệu lần so với Ozone (O3) hoặc hydro peroxide (nước oxy già), nhờ đó thời gian tiếp xúc và lưu lại nhỏ hơn.
• Gốc hydroxit có khả năng phân rã không chọn lựa các chất hữu cơ dù là cứng đầu nhất, các chất này sẽ được phân mảnh và chuyển đổi nhanh chóng, hiệu quả thành các phân tử vô cơ nhỏ.
• Phương pháp này thường dùng để xử lý nước thải và các vật liệu độc hại về mặt sinh học hoặc khó phân hủy như: PCBs, nitrophenol, dioxin và furans, thuốc trừ sâu, thuốc nhuộm, chất thơm, chất hoạt động bề mặt, các thành phần dầu mỏ,…

Tổng kết.

Qua nội dung chia sẻ ở trên, RX Tradex hy vọng đã cung cấp các thông tin hữu ích liên quan đến các công nghệ xử lý rác thải tiên tiến trên thế giới. Việc ứng dụng các công nghệ tiến bộ sẽ giúp việc xử lý chất thải hiệu quả và bền vững hơn. Điều này không chỉ giúp bảo vệ sức khỏe con người và môi trường sống mà còn giảm đi nỗi lo tồn đọng rác thải, tốn thời gian, tiền bạc xử lý chất thải và giảm uy tín doanh nghiệp, chưa kể đến việc biến rác thành tài nguyên và hàng hóa. Ngoài ra sẽ còn rất nhiều các công nghệ, máy móc, thiết bị hiện đại hỗ trợ cho sản xuất công nghiệp sẽ có mặt tại các Triển lãm Quốc tế Vietnam Manufacturing Expo, METALEX Vietnam, NEPCON Vietnam và Waste and Recycling Vietnam trong năm 2023.