Công nghệ đột phá 'biến' rác thành nước, khí đốt sạch
Một nhóm kỹ sư người Việt vừa nghiên cứu thành công công nghệ xử lý rác '3 không': Không đốt, không chôn, không phát thải mà vẫn có thể biến thành nguyên liệu sạch như nước, khí đốt, dầu, than sinh học...
Hệ thống xử lý rác với công nghệ "3 không"
Từ tháng cuối năm 2023, tại khu vực tập kết rác tại phường Yên Dũng, tỉnh Bắc Ninh "mọc" lên một nhà máy xử lý rác do Công ty Cổ phần Môi trường Năng lượng Xanh Asian Bắc Giang vận hành. Chính thức hoạt động từ cuối năm 2024, với công suất trung bình 80–120 tấn/ngày đêm, đến nay hệ thống đã xử lý hoàn toàn hơn 10.000 tấn rác tồn lưu và trên 9.000 tấn rác sinh hoạt phát sinh mới của địa phương.
Dự án có tổng mức đầu tư làng trăm tỷ đồng, bao gồm cả chi phí thiết kế thiết bị đặc thù, xây dựng kết cấu lò phản ứng, và hệ thống thu hồi – xử lý khí – dầu – than – nước đạt chuẩn.
Điểm đáng chú ý là toàn bộ dây chuyền công nghệ, nhà xưởng và hạ tầng kỹ thuật đều được doanh nghiệp đầu tư bằng nguồn vốn tự có, không sử dụng nguồn hỗ trợ từ ngân sách, tín dụng ưu đãi hay các quỹ đổi mới sáng tạo hoặc người dân.
Rác không phân loại không còn là rào cản, mà được xem là nguyên liệu đầu vào. Hệ thống có thể vận hành ổn định, không bị tắc nghẽn nhờ cơ chế loại bỏ vật liệu trơ từ đầu và kiểm soát độ ẩm tốt trước khi đưa vào lò phân hủy.
Điểm đặc biệt của hệ thống xử lý rác này, đó là công nghệ phân hủy nhiệt xúc tác áp suất tùy biến. Đây là công nghệ "3 không": Không đốt - không chôn - không phát thải. Khác với các phương pháp truyền thống, hệ thống không cần phân loại rác từ đầu nguồn, vẫn đảm bảo xử lý rác hỗn hợp hiệu quả và sạch sẽ.
Hệ thống vận hành khép kín, tự động hóa, gồm 6 phân khu chính: Tiếp nhận và tiền xử lý rác, lò phân hủy nhiệt xúc tác áp suất tùy biến, bộ thu hồi và xử lý khí dầu sinh học, hệ thu hồi và làm mát than sinh học, cụm xử lý nước ngưng tuần hoàn, cụm điều khiển giám sát tự động hóa theo thời gian thực. Hệ thống được giám sát theo thời gian thực, không sử dụng nhiên liệu hóa thạch. Mỗi ngày, mỗi hệ thống được thiết kế với giải công suất khác nhau có thể xử lý 60–160 tấn rác, lắp đặt trên diện tích chỉ khoảng 400–500m², phù hợp cả ở thành thị lẫn nông thôn.
Nếu như công nghệ đốt truyền thống sử dụng lò đốt ở nhiệt độ cao trên 800 độ C, sinh ra khói, bụi, dioxin và nhiều khí thải độc hại, thì công nghệ mới này không đốt rác. Thay vào đó, hệ thống vận hành trên nguyên lý phân hủy nhiệt khô có kiểm soát, tức là dùng nhiệt độ vừa phải (280–320 độ C) để "bẻ gãy" các liên kết hữu cơ trong rác, không có oxy (môi trường yếm khí), nhằm ngăn cản phản ứng cháy. Rác đầu vào sẽ được phân hủy thành các cấu trúc nhỏ hơn mà không sinh ra dioxin, furan hay bụi mịn – những chất gây ung thư thường xuất hiện trong công nghệ đốt truyền thống.
Kết quả là toàn bộ rác được chuyển hóa thành 4 dòng sản phẩm có giá trị sử dụng cao: Khí đốt sạch (syngas) dùng để duy trì nhiệt cho chính lò xử lý. Dầu sinh học có thể đốt lò hơi hoặc dùng trong công nghiệp. Than sinh học làm nguyên liệu đốt, cải tạo đất. Và nước sạch thu hồi đạt chuẩn để phục vụ hoạt động cho hệ thống. Tất cả sản phẩm đầu ra đều được kiểm định độc lập tại Viện Khoa học Công nghệ Năng lượng và Môi trường (Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam), kết quả cho thấy đạt tiêu chuẩn sử dụng trong công nghiệp, không gây độc hại cho môi trường hoặc con người.
Bà Nguyễn Thị Phương Liên, Tổng giám đốc Công ty Cổ phần Môi trường Năng lượng Xanh Asian cho biết: Công nghệ đang được vận hành tốt và kiểm soát chất lượng đầu ra của sản phẩm, đáp ứng yêu cầu xử lý rác thải không phát thải.
Công nghệ phân hủy nhiệt không phát thải áp suất tùy biến xử lý rác thải tích hợp, hoạt động trong môi tường kín.
Khi rác "biến" thành nguyên liệu sạch
Tác giả của công nghệ xử lý rác không phát thải này là nhóm kỹ sư tại Công ty Cổ phần Môi trường Năng lượng Xanh Asian. Ông Bùi Quốc Dung, Trưởng nhóm Nghiên cứu chia sẻ: "Từ trăn trở tìm một giải pháp không chỉ dọn rác mà còn phục hồi hệ sinh thái, chúng tôi đã nghiên cứu nhiều phương pháp trên thế giới nhưng thấy không thể phù hợp với rác thải ở Việt Nam. Bởi tính chất vùng miền và thói quen sinh hoạt, nên để phân loại triệt để là không thể, hoặc rất lâu nữa mới làm được. Do đó chúng tôi đã phải tìm tòi để đưa ra một bài toán lớn lý được vấn đề này".
Việt Nam hiện nằm trong top 20 quốc gia có lượng rác thải sinh hoạt lớn nhất thế giới, với khoảng 60.000 tấn rác thải mỗi ngày, trong đó 60% đến từ các đô thị, thành phố lớn. Hơn 70% lượng rác này đang được xử lý bằng biện pháp chôn lấp, nhưng chỉ khoảng 20% trong số đó tuân thủ quy định về vệ sinh môi trường. Điều đáng lo ngại là nhiều bãi rác tại các đô thị lớn và vùng ven đã "vỡ trận", bốc mùi nồng nặc, thẩm thấu nước rỉ độc hại xuống mạch nước ngầm, gây ảnh hưởng nghiêm trọng tới sức khỏe cộng đồng.
Và hệ thống xử lý rác dựa trên công nghệ phân hủy nhiệt xúc tác áp suất tùy biến đã ra đời, đáp ứng mong muốn: không cần phân loại rác từ đầu nguồn, vẫn đảm bảo xử lý rác hỗn hợp hiệu quả và sạch sẽ.
Để tăng hiệu quả phân hủy, nhóm nghiên cứu đã phát triển bộ xúc tác đặc chế, có khả năng thúc đẩy quá trình phân giải các cấu trúc carbon phức tạp thành các hợp chất đơn giản hơn mà không cần tiêu tốn quá nhiều năng lượng.
Ông Nguyễn Văn Tú, Trưởng phòng nghiên cứu và Phát triển Viện KHCN Năng lượng và Môi trường cho biết: Công nghệ nhiệt phân với hỗ trợ của xúc tác trong điều kiện áp suất nhất định đã được nghiên cứu và ứng dụng rất nhiều trong đời sống mà chúng ta thường thấy như quá trình sản xuất xăng từ dầu thô. Tuy nhiên, nhiệt phân với hỗ trợ của xúc tác trong trong môi trường áp suất tùy biến thực sự là hướng đi mới cho xử lý rác chưa được phân loại như rác ở Việt Nam.
Cũng theo ông Tú, nước trong quá trình tách chiết dầu được tái quay vòng sử dụng. Khí sinh ra trong quá trình nhiệt phân được quay lại là nhiên liệu để cung cấp cho lò nhiệt phân rác, khí nóng được quay vòng sử dụng để sấy rác đưa vào lò. Cả quá trình xử lý nhiệt độ không quá 350oC nên không có quá trình đốt cháy, không thải các khí độc hại.
"Công nghệ phân hủy tất cả các loại rác hữu cơ hỗn tạp tạo ra sản phẩm có thể tái sử dụng như khí, than và dầu thực sự hữu ích. Rác không còn là nỗi lo mà là nhiên liệu cho quá trình sản xuất khác", ông Tú nói và nhấn mạnh: Trong bối cảnh đất nước đang cần các giải pháp về năng lượng và môi trường tối ưu thì công nghệ này rất phù hợp giải bài toán bền vững.
"Ấn tượng của tôi là đi vào nhà máy xử lý rác, khu xử lý rác mà không cảm giác là đang ở gần rác. Hi vọng công nghệ sẽ được tạo điều kiện để nhân rộng", ông Tú nhận xét.
Chia sẻ với PV Báo Xây dựng, ông Phạm Quốc Hùng, Chủ tịch Công ty Cổ phần Môi trường Năng lượng Xanh Asian cho biết thêm: Rác thải sinh hoạt rất đa dạng, mỗi nơi một khác nhau, vậy nên nếu dùng công nghệ mang tính chất đồng đều thì không xử lý được. Điều này "đặt hàng" nhóm phải nghiên cứu đưa ra một chương trình lập trình thông minh, để biến thiên theo tính chất của rác thải.
"Chúng tôi xác định xử lý rác không chỉ là một hoạt động sản xuất – kinh doanh, mà còn là sứ mệnh xã hội nhằm cải thiện môi trường sống, nâng cao sức khỏe cộng đồng và kiến tạo mô hình đô thị không rác. Tuy nhiên, nếu không nhận được sự tiếp sức kịp thời từ các cơ chế, chính sách hỗ trợ của nhà nước, thì việc duy trì mô hình xử lý miễn phí dài hạn sẽ gặp rất nhiều khó khăn".
Theo đó, trong bối cảnh Đảng và Chính phủ đang đẩy mạnh chuyển đổi xanh và phát triển kinh tế tuần hoàn, doanh nghiệp kỳ vọng sẽ được tạo điều kiện thuận lợi để tiếp cận các chính sách có giá trị thực tiễn như: Tín dụng xanh với lãi suất ưu đãi dành cho công nghệ môi trường; Nguồn vốn từ Quỹ đổi mới sáng tạo quốc gia và các chương trình KH&CN cấp Nhà nước; Cơ chế hỗ trợ doanh nghiệp xanh theo tinh thần của Nghị quyết số 57-NQ/TW về đột phá phát triển khoa học, công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số quốc gia và Nghị quyết số 68/NQ-TW của Bộ Chính trị về về phát triển kinh tế tư nhân.
