Đâu là những công nghệ xử lý chất thải tiềm năng?
Quá trình đô thị hóa diễn ra như một xu hướng tất yếu của mỗi quốc gia, mang đến cuộc sống văn minh, hiện đại cho con người nhưng cũng kéo theo hệ lụy cho môi trường và sức khỏe con người bởi ô nhiễm do lượng rác khổng lồ thải ra mỗi ngày. Theo một báo cáo của OECD, thế giới đang tạo ra lượng rác thải nhựa gấp đôi so với hai thập kỷ trước, với phần lớn rác được đưa vào bãi chôn lấp, đốt hoặc rò rỉ ra môi trường, và chỉ 9% được tái chế thành công. [1] Rất nhiều giải pháp mới đã ra đời để hỗ trợ giải quyết tình trạng này, một số trong đó vẫn đang trong quá trình nghiên cứu để khai thác tối đa hiệu quả. Cùng RX Tradex tìm hiểu đâu là những công nghệ xử lý chất thải tiềm năng để ứng dụng trong tương lai.
1. Top những công nghệ xử lý chất thải tiềm năng trong tương lai tại Việt Nam và thế giới.
1.1. Năng lượng lỏng dendro DLE (Dendro liquid energy).
Công nghệ năng lượng lỏng dendro hứa hẹn sẽ là một giải pháp chuyển đổi chất thải thành năng lượng gần như không tạo ra phụ phẩm, được sử dụng để xử lý chất thải sinh học. Các nhà máy DLE hoạt động ở nhiệt độ vừa phải, từ 150-250 độ C, giúp tạo ra điện hiệu quả hơn khoảng 4 lần so với quá trình phân hủy kỵ khí và các giải pháp điện rác (WTE) khác. [2] Phương pháp này tiện lợi vì hoạt động với cả chất thải khô và ướt, không cần phải sấy để tạo ra nhiên liệu sạch như khí Hydro và carbon monoxide (CO).
Ngoài ra, DLE tiết kiệm chi phí vì công nghệ này không bao gồm quá trình đốt cháy nên hạn chế tạo ra hắc ín và khí thải độc hại với môi trường. Do đó, doanh nghiệp không cần đầu tư trang bị máy móc đắt tiền để xử lý các loại sản phẩm phụ.
1.2. Công nghệ chuyển chất thải thành PHA.
Phương pháp này chuyển đổi chất thải hữu cơ hỗn hợp thành PHA (Polyhydroxyalkanoate), được biết đến là một loại nhựa sinh học giá rẻ, bằng cách sử dụng thuật giả kim nhờ các vi khuẩn đặc biệt. PHA là một polime tự nhiên có đặc tính vật liệu tương tự các loại nhựa có nguồn gốc từ dầu mỏ, có thể phân hủy, không độc hại và phù hợp để thể thay thế nhựa tái chế hiện nay.
Không giống các công nghệ nhựa sinh học khác, phương pháp này sử dụng quy trình tự nhiên để chuyển đổi các nguyên liệu hỗn hợp thành các sản phẩm rắn và có thể tùy chỉnh được mà không tốn đất canh tác, cây trồng hay vi khuẩn GMO để tạo ra PHA. Đây là giải pháp thay thế ít cacbon, chi phí thấp, tiết kiệm nguyên liệu.
1.3. Cacbon hóa thủy nhiệt HTC (Hydrothermal Carbonization).
Cacbon hóa thủy nhiệt là quá trình cacbon hóa nước ở nhiệt độ từ 180-250 độ C, dưới áp suất tự sinh, với thời gian lưu trữ nguyên liệu từ 0,5-8 giờ, để chuyển đổi các chất thải hữu cơ ướt thành hydrochar – một chất giống nhiên liệu hóa thạch có hàm lượng cacbon cao. [3] Hydrochar có thể được sử dụng để làm nhiên liệu, thậm chí thay thế cho than đá, giúp giảm bớt các ảnh hưởng tiêu cực từ việc khai thác mỏ than hoặc dùng để làm giàu đất.
Ưu điểm chính của phương pháp cacbon hóa thủy nhiệt HTC so với các kỹ thuật nhiệt hóa khác là có thể xử lý chất thải hữu cơ ướt như: Phụ phẩm nông nghiệp, thủy sinh, rác công nghiệp, động vật,… mà không cần phải tốn thời gian và chi phí để sấy khô vật liệu trước. Ngoài ra, hydrochar có tính kỵ nước, giúp vật liệu này giữ được trọng lượng trong quá trình vận chuyển, không bị ẩm mốc gây thối rữa khi bảo quản. Chất này cũng có nhiều dinh dưỡng thiết yếu cho cây nên được sử dụng làm phân bón nông nghiệp. Đặc biệt, HTC hạn chế gây tác động xấu cho môi trường vì công nghệ này thu hồi nhiều năng lượng nhưng thải ra ít chất ô nhiễm hơn so với các phương pháp đốt, chôn lấp và ủ phân truyền thống.
1.4. Công nghệ nhựa hóa lỏng PTL (Plastic to liquid).
PTL là quá trình chuyển đổi nhiệt hoặc dùng xúc tác nhiệt biến chất thải nhựa thành dạng lỏng có giá trị, một dạng hydrocacbon có hàm lượng lưu huỳnh thấp. Ở đây, tất cả các loại nhựa đều có thể làm nguyên liệu đầu vào, thậm chí là nhựa không thể tái chế, với nguyên tắc rất đơn giản là làm nóng vật chất để phân hủy thành các phân tử nhỏ hơn. Sau đó, lắp ráp các phần nhỏ lại thành sản phẩm có giá trị, chưa kể loại bỏ hết tạp chất trộn lẫn trong đó. Thông thường quá trình tách nhựa và làm sạch này rất tốn kém, dễ bị bỏ qua.
Trong tiến trình đó, có thể thêm chất xúc tác vào để tăng khả năng sản xuất nhanh hơn. Một số lò phản ứng được dùng cho phương pháp này là: Lò phản ứng quay, phản ứng tầng sôi hay lò dạng tầng hình nón,…
1.5. Công nghệ khí hóa thủy nhiệt xúc tác HTG (Hydrothermal gasification).
Công nghệ HTG sử dụng quá trình khí hóa thủy nhiệt xúc tác để chuyển đổi nhiều loại chất thải thành các nguồn tài nguyên giá trị, có thể tái sử dụng theo cách bền vững và tiết kiệm chi phí, chẳng hạn như: Nước sạch, khí tái tạo giàu metan, các khoáng chất bao gồm phốt pho, nitơ và kali. Các loại chất này ngoài việc tái sử dụng còn có thể được kinh doanh như một phần của nền kinh tế tuần hoàn.
Ngoài ra, phương pháp HTG có ưu điểm làm giảm khí thải nhờ chuyển đổi 99% lượng cacbon hữu cơ của bất kỳ chất thải nào thành khí metan, không gây ô nhiễm. [4] Khí này còn có thể được sử dụng để cung cấp năng lượng cho xử lý chất thải tuần hoàn hoặc dùng cho các quy trình công nghiệp khác, giúp thay thế việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch, nhờ đó giảm thiểu biến đổi khí hậu.
1.6. Công nghệ chuyển đổi ethanol từ sinh khối xenlulo.
Ethanol xenlulo, còn được gọi là “etanol 2G”, “cồn thế hệ 2” hoặc nhiên liệu sinh học tiên tiến, một loại ethanol được sản xuất từ một loại xơ sợi thực vật có tên là xenlulo. Theo dự đoán, ethanol xenlulo trong tương lai sẽ trở thành nguồn nguyên liệu lý tưởng vì tận dụng được toàn bộ phụ phẩm từ nông nghiệp, cho hiệu quả cao, giảm phát thải khí nhà kính. Đồng thời, loại nhiên liệu sinh học này có thể được sử dụng trong hầu hết các động cơ đốt trong mà không cần hoặc ít phải xử lý thêm. Hiện nay, Ethanol và dầu diesel sinh học đã trở thành chất phụ gia hoặc hợp thay thế phổ biến trong cơ sở hạ tầng nhiên liệu dầu mỏ.
Công nghệ sản xuất ethanol từ xenlulo thường phù hợp với khu vực có nền nông nghiệp hoặc lâm nghiệp phát triển, đất đai rộng và chưa bị ô nhiễm nhiều. Trên thực tế, nguyên liệu ethanol 2G được gọi là “lignocellulose” (lignin + xenlulo), thường có nhiều sau khi thu hoạch trồng trọt, cần các phương pháp chuyên biệt để xử lý. Nguyên nhân là do thành phần hóa học phức tạp của lignocellulose đòi hỏi một số giai đoạn chuyển đổi sinh khối thực vật thành ethanol xenlulo như:
- Tiền xử lý bằng quá trình cơ học, nhiệt, hóa học, sinh học hoặc kết hợp.
- Thủy phân phá vỡ các liên kết hóa học giữa các monome trong xenlulo, lignin và giải phóng đường.
- Lên men vi sinh cho đường glucose.
- Chưng cất và khử nước để sản xuất ethanol.
2. Tổng kết.
RX Tradex vừa cung cấp các thông tin cho câu hỏi “Đâu là những công nghệ xử lý chất thải tiềm năng?”, cùng các đặc điểm, lợi ích và hiệu quả của từng giải pháp. Hy vọng qua những gì chia sẻ trên đây, doanh nghiệp có thêm ý tưởng để ứng dụng công nghệ xử lý chất thải trong tương lai, hoặc tìm hướng đi mới đối với lĩnh vực quản lý rác thải và môi trường. Ngoài ra, tại Triển lãm Công nghệ xử lý và Tái chế chất thải, doanh nghiệp quan tâm trong lĩnh vực này có cơ hội tiếp cận thêm nhiều giải pháp tiên tiến về môi trường đến từ các thương hiệu đầu ngành, cũng như các sự kiện quốc tế Vietnam Manufacturing Expo, METALEX Vietnam, và NEPCON Vietnam với nhiều máy móc, thiết bị hiện đại về gia công kim loại, điện tử và công nghiệp hỗ trợ.
Chú thích:
[1] Thực trạng rác thải trên thế giới.
Danh mục tin tức
Tin mới nhất
