Xử lý chất thải rắn bằng công nghệ điện phân

Đốt và chôn lấp đã lỗi thời

Với khối lượng rác thải như hiện nay, Chính phủ và chính quyền địa phương đang kiếm tìm một công nghệ phù hợp với các nguyên tắc, tiêu chí mà các văn bản luật đã đưa ra. Đó là, lựa chọn công nghệ xử lý chất thải rắn phải tiếp cận với những công nghệ tiên tiến và những kinh nghiệm trong xử lý CTR ở trong và ngoài nước; công nghệ đơn giản nhưng không lạc hậu, bảo đảm xử lý có hiệu quả, an toàn và không gây ô nhiễm môi trường; giá thành có thể chấp nhận trong điều kiện của địa phương; cố gắng tận thu những giá trị của CTR để tái tạo tài nguyên.

Theo Quy chuẩn Xây dựng Việt Nam về Quy hoạch đô thị (QCXDVN 01/2008) khuyến khích áp dụng các công nghệ tiên tiến, phát triển công nghệ sạch, các công nghệ do trong nước nghiên cứu chế tạo, ưu tiên tái sử dụng, tái chế CTR, hạn chế tối đa khối lượng CTR chôn lấp (<15%), đặc biệt là với các đô thị thiếu quỹ đất làm bãi chôn lấp.

Những văn bản pháp quy về viêc lựa chọn công nghệ xử lý chất thải rắn đã có nhưng chúng ta vẫn chưa tìm được một công nghệ đáp ứng được những yêu cầu đặt ra. Theo thống kê Bộ TN&MT, hiện nay, CTR phần lớn được xử lý bằng phương pháp chôn lấp, điển hình Hà Nội 95%, TP. HCM 76% và một phần được xử lý bằng phương pháp đốt. Cả 2 phương pháp này đều không đem lại hiệu quả về môi trường - kinh tế. Bởi nó gây lãng phí nguồn tài nguyên đất, ngân sách Nhà nước; lãng phí phần rác có giá trị tái chế, gây ô nhiễm thứ cấp môi trường lâu dài.

Công nghệ thay thế: Nhiệt phân

Các nhà khoa học cho rằng, Việt Nam có thể sử dụng các phương pháp mà thế giới đang có xu hướng lựa chọn là công nghệ đốt phát điện và công nghệ nhiệt phân. Đây là 2 giải pháp tối ưu để thu hồi được những giá trị từ rác thải và giảm ô nhiễm môi trường hiệu quả. Hai công nghệ này sẽ mang lại nhiều giá trị và lợi ích lâu dài cho sự phát triển của các khu công nghiệp, khu đô thị tại Việt Nam.

Theo ông Nguyễn Thành Tài, Giám đốc Công ty New Technology Limited, đối với Việt Nam phương pháp nhiệt phân phù hợp hơn cả bởi công nghệ này vốn đầu tư và chi phí vận hành thấp, hiệu quả môi trường cao. Trong khi đó, đốt phát điện lại đòi hỏivốn và chi phí cao. Công nghệ này rất phù hợp với xử lý rác thải nhựa. Ông Tài nhấn mạnh: Chất thải nhựa khó phân huỷ gây nhiều vấn đề môi trường như mất đất do chôn lấp, thời gian phân huỷ kéo dài gây ô nhiễm môi trường, chi phí xử lý tốn kém… nhưng nó là nguồn năng lượng tái tạo khi sử dụng công nghệ nhiệt phân để tái chế thành dầu. Dựa vào thành phần, cấu tạo, đặc tính của rác nhựa, các tổ chức môi trường trên thế giới đánh giá công nghệ nhiệt phân thuộc nhóm công nghệ nhiệt - hoá, là một trong những giải pháp công nghệ tốt nhất hiện tại và khuyến cáo sử dụng thay thế cho các phương pháp xử lý khác.

Trong bối cảnh rác thải nhựa đang gia tăng, đây là phương pháp xử lý tối ưu. Công nghệ này cho phép tái chế rác nhựa hỗn tạp, rác thải nhựa chưa được làm sạch và bị nhiễm bẩn như: Nhựa thu hồi từ rác sinh hoạt, nhựa từ rác công nghiệp. Đồng thời, có thể tái chế rác nhựa với các kích thước khác nhau, đặc biệt là xử lý rác nhựa kích thước lớn như ở dạng cuộn hoặc kiện… Quá trình nhiệt phân những loại nhựa có thành phần Cl (như PVC) sẽ không tạo ra dioxin như phương pháp đốt.

Quy trình xử lý rác bằng công nghệ nhiệt phân

Một số ý kiến cho rằng, ứng dụng công nghệ nhiệt phân tái chế rác nhựa vừa giải quyết bài toán môi trường vừa giải quyết bài toán “năng lượng tái tạo” khi cung cấp cho xã hội những sản phẩm “năng lượng xanh” như dầu và than nhiên liệu. Quá trình nhiệt phân polyme (nhựa, cao su…) sinh ra các chất khí (syngas), lỏng (tar), và chất rắn (char). Những sản phẩm này có thể được làm nhiên liệu, chất hoá dầu và các monome.

Với phương pháp này, nguyên liệu được đưa vào trong lò quay cùng với xúc tác nhiệt phân theo tỷ lệ quy định. Lò đốt cấp nhiệt sử dụng dầu nhiệt phân và khí gas từ hệ thống để đốt gia nhiệt gián tiếp cho lò quay. Dưới tác dụng của tác nhân nhiệt và xúc tác trong môi trường yếm khí, nhựa sẽ bị cracking triệt để chuyến thành thể khí rồi chuyển sang bộ ngưng tụ. Phần rắn còn lại là than bột sẽ được tháo ra khỏi lò quay bằng vít tải kín.

Trong quá trình nhiệt phân, lò quay luôn được tạo áp suất âm nhờ thiết bị hút chân không được đặt cuối hệ thống sau bộ ngưng tụ. Phần hydrocarbon hoá khí từ lò quay cracking yếm khí được chuyển qua bộ ngưng tụ 3 cấp nhờ thiết bị hút chân không và được giải nhiệt gián tiếp bằng nước lạnh.

Khi nhiệt độ được hạ xuống dưới 35^oC phần lớn các khí hydrocarbon sẽ ngưng tụ chuyển từ thể khí sang thể lỏng (dầu nhiệt phân) và tách ra khỏi dòng khí. Phần khí không ngưng còn lại sẽ được chuyển qua lò đốt cấp nhiệt.

Lò đốt cấp nhiệt sử dụng 2 đầu đốt dầu tự động Olympia (Nhật) để đốt dầu nhiệt phân, khởi động gia nhiệt gián tiếp cho lò quay cracking. Khi trong lò quay cracking xảy ra quá trình cracking thì khí gas (khí không ngưng) sẽ được sinh ra, tuần hoàn và được đốt bằng 2 đầu đốt gas tự động Olympia để tiếp tục cấp nhiệt cho lò quay cracking cho đến hết chu trình nhiệt phân. Trong quá trình tháo than, đầu lò được lắp thiết bị thu hồi bụi bằng lọc bụi tay áo, giúp quá trình tháo than được sạch sẽ.

Công nghệ xử lý tái chế thân thiện môi trường, được áp dụng theo mô hình khép kín, tự động hoá cao, tiêu hao năng lượng thấp. Công nghệ không phát thải những khí độc như dioxin và furan, sử dụng những hoá chất thân thiện môi trường, toàn bộ chất thải được tái chế 100% không thải chất thải ra môi trường.