Giới thiệu

Vấn đề chất thải toàn cầu đang trở nên cấp bách hơn bao giờ hết. Các bãi chôn lấp đã quá tải, đại dương ngập tràn nhựa và lượng khí thải độc hại phát ra từ việc xử lý chất thải không đúng cách. Để đối phó với cuộc khủng hoảng ngày càng gia tăng này, các chiến lược quản lý chất thải đã tiến hóa, và một trong những khung làm việc hiệu quả nhất là hệ thống phân cấp xử lý chất thải. Hệ thống phân cấp này là một mô hình kim tự tháp ưu tiên các phương pháp xử lý chất thải từ tối ưu nhất đến kém ưu tiên nhất. Trong hệ thống này, nhiệt phân đã nổi lên như một quá trình quan trọng, đặc biệt khi thế giới tìm kiếm những cách thức để quản lý chất thải bền vững và hiệu quả. Trong bài viết này, chúng ta sẽ khám phá cách nhiệt phân phù hợp với khung làm việc của hệ thống phân cấp xử lý chất thải và lý do tại sao nó đóng vai trò then chốt trong quản lý chất thải hiện đại.

Hiểu về hệ thống phân cấp xử lý chất thải

Hệ thống phân cấp xử lý chất thải được thiết lập để quản lý chất thải theo cách thân thiện với môi trường nhất có thể. Nó sắp xếp các lựa chọn xử lý chất thải từ ưu tiên cao nhất đến thấp nhất:

1. Phòng ngừa: Ưu tiên cao nhất là ngăn chặn chất thải được tạo ra ngay từ đầu. Điều này bao gồm việc thiết kế sản phẩm để có thể tái sử dụng hoặc tái chế và khuyến khích hành vi tiêu dùng giảm thiểu chất thải.
2. Giảm thiểu: Nếu không thể hoàn toàn ngăn ngừa chất thải, phương án tốt nhất tiếp theo là giảm thiểu lượng chất thải phát sinh. Điều này có thể bao gồm tối ưu hóa quy trình sản xuất để giảm sản phẩm phụ hoặc khuyến khích sử dụng vật liệu bền vững.
3. Tái sử dụng: Khi chất thải đã được tạo ra, cần nỗ lực tái sử dụng các vật dụng thay vì vứt bỏ chúng. Ví dụ, tái mục đích các vật liệu để kéo dài tuổi thọ của chúng.
4. Tái chế: Nếu không thể tái sử dụng vật dụng, nó nên được tái chế để thu hồi tài nguyên và vật liệu có giá trị, giảm nhu cầu sử dụng tài nguyên nguyên thủy.
5. Thu hồi năng lượng: Điều này bao gồm chuyển đổi chất thải thành năng lượng thông qua các quy trình như đốt, tiêu hóa kỵ khí hoặc nhiệt phân.
6. Xử lý: Lựa chọn ít được ưu tiên nhất là chôn lấp chất thải hoặc thiêu hủy mà không thu hồi năng lượng, vì các phương pháp này có tác động tiêu cực lớn nhất đến môi trường.

Nhiệt phân chủ yếu phù hợp với danh mục thu hồi năng lượng nhưng cũng đóng góp vào nỗ lực tái chế, cung cấp một cầu nối giữa tái chế và xử lý bằng cách cung cấp một giải pháp thay thế cho thiêu hủy.

Vai trò của Nhiệt phân trong hệ thống phân cấp xử lý chất thải

Nhiệt phân là một quá trình nhiệt phân hóa học phân hủy các vật liệu hữu cơ ở nhiệt độ cao trong điều kiện thiếu oxy. Nó đóng vai trò quan trọng trong việc quản lý chất thải không thể dễ dàng tái sử dụng hoặc tái chế, khiến nó trở thành một yếu tố chủ chốt trong giai đoạn thu hồi năng lượng của hệ thống phân cấp xử lý chất thải. Dưới đây là cách sử dụng công nghệ nhiệt phân phù hợp và nâng cao các nguyên tắc của hệ thống phân cấp xử lý chất thải:

1. Cung cấp giải pháp thay thế cho bãi chôn lấp và thiêu hủy

Theo cách thức truyền thống thì một lượng lớn chất thải, đặc biệt là nhựa không thể tái chế và các vật liệu hữu cơ sẽ kết thúc vòng đời của nó tại các bãi chôn lấp. Các bãi chôn lấp không chỉ chiếm diện tích đất có giá trị, mà chúng còn phát thải các khí nhà kính độc hại, chẳng hạn như methane, khi chất thải phân hủy. Một số phương pháp xử lý phổ biến khác như đốt chất thải ở nhiệt độ cao, dẫn đến việc giải phóng carbon dioxide và các chất ô nhiễm khác

Nhiệt phân cung cấp một giải pháp thay thế thân thiện với môi trường hơn. Nó xử lý các vật liệu lẽ ra phải được chuyển đến bãi chôn lấp hoặc thiêu hủy, biến chúng thành các sản phẩm hữu ích như dầu sinh học, khí tổng hợp và than sinh học. Bằng cách chuyển hướng chất thải khỏi các bãi chôn lấp và tránh đốt cháy trực tiếp liên quan đến thiêu hủy, nhiệt phân giúp giảm phát thải khí nhà kính và thu nhỏ tác động môi trường của việc xử lý chất thải.

2. Tăng cường nỗ lực tái chế

Tái chế là một bước quan trọng trong hệ thống phân cấp xử lý chất thải, nhưng không phải tất cả các vật liệu đều dễ tái chế theo cách thông thường. Ví dụ, nhiều loại nhựa, đặc biệt là nhựa hỗn hợp hoặc bị ô nhiễm, không thể xử lý tại các cơ sở tái chế tiêu chuẩn. Đây là nơi công nghệ nhiệt phân phát huy tác dụng.

Nhiệt phân cho phép tái chế hóa học các loại nhựa khó quản lý. Thông qua quá trình này, nhựa hỗn hợp có thể được phân hủy thành các thành phần hóa học và chuyển đổi thành nhiên liệu hoặc nguyên liệu thô cho các sản phẩm nhựa mới. Điều này không chỉ chuyển hướng rác thải nhựa khỏi bãi chôn lấp mà còn giảm nhu cầu sử dụng nhiên liệu hóa thạch để sản xuất nhựa nguyên sinh, giúp công nghệ nhiệt phân trở thành mảnh ghép phù hợp với các nguyên tắc của nền kinh tế tuần hoàn.

3. Hỗ trợ thu hồi năng lượng và tạo tài nguyên

Thu hồi năng lượng là một khía cạnh thiết yếu của hệ thống phân cấp xử lý chất thải, đặc biệt đối với các loại chất thải không thể tái chế hoặc tái sử dụng. Nhiệt phân chính là chìa khóa trong giai đoạn này bằng cách chuyển đổi chất thải thành các nguồn năng lượng và sản phẩm có giá trị. Ví dụ:

• Dầu sinh học: Một loại nhiên liệu lỏng có nguồn gốc từ vật liệu hữu cơ thông qua quá trình nhiệt phân, có thể được sử dụng để sưởi ấm hoặc tinh chế thành biodiesel.
• Khí tổng hợp (syngas): Một hỗn hợp gồm hydro và carbon monoxide có thể được sử dụng để sản xuất điện hoặc làm nguyên liệu cơ bản cho sản xuất hóa chất và nhiên liệu.
• Than sinh học (biochar): Một loại chất rắn giàu carbon có thể được sử dụng để cải thiện chất lượng đất, giữ carbon và giảm phát thải khí nhà kính trong nông nghiệp.

Bằng cách tạo ra năng lượng từ chất thải, nhiệt phân giúp giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch và thúc đẩy thu hồi tài nguyên có giá trị. Bước này không chỉ phù hợp với hệ thống phân cấp xử lý chất thải mà còn hỗ trợ các mục tiêu bền vững rộng hơn.

Các lợi ích môi trường tới môi trường nhờ công nghệ nhiệt phân

‍Công nghệ nhiêt phân trong hệ thống phân cấp xử lý chất thải, mang lại nhiều lợi ích môi trường:

1. Giảm phát thải khí nhà kính

Một trong những mối quan tâm chính về môi trường trong quản lý chất thải là phát thải khí nhà kính. Các bãi chôn lấp phát ra khí methane, một loại khí nhà kính mạnh, trong khi quá trình thiêu hủy thải ra carbon dioxide. Ngược lại, nhiệt phân hoạt động trong môi trường có kiểm soát mà không cần oxy, do đó làm giảm đáng kể phát thải khí. Quá trình này thậm chí có thể trung hòa carbon hoặc tiêu cực về carbon, đặc biệt khi than sinh học (biochar) được tạo ra và sử dụng như một chất cải tạo đất, giúp cô lập carbon trong thời gian dài.

2. Giảm thiểu ô nhiễm nhựa

Ô nhiễm nhựa là một cuộc khủng hoảng ngày càng gia tăng, đặc biệt là ở các đại dương và hệ sinh thái, nơi gây tổn hại nghiêm trọng cho động vật hoang dã. Các phương pháp tái chế truyền thống gặp khó khăn trong việc quản lý sự đa dạng và mức độ ô nhiễm của chất thải nhựa. Nhiệt phân cung cấp giải pháp bằng cách phân hủy nhựa thành các thành phần hóa học của chúng, giúp tái sử dụng những vật liệu này thay vì để chúng tích tụ trong môi trường. Quá trình này góp phần giảm thiểu ô nhiễm nhựa và hỗ trợ các nguyên tắc của nền kinh tế tuần hoàn.

3. Đóng góp vào sản xuất năng lượng tái tạo

Các nhiên liệu được tạo ra từ quá trình nhiệt phân, chẳng hạn như dầu sinh học và khí tổng hợp, có thể đóng vai trò là các nguồn năng lượng tái tạo. Bằng cách chuyển đổi chất thải hữu cơ và nhựa thành các loại nhiên liệu có thể sử dụng được, nhiệt phân không chỉ tái chế vật liệu mà còn góp phần vào sự chuyển dịch khỏi nhiên liệu hóa thạch, giúp các quốc gia và ngành công nghiệp hướng tới các giải pháp năng lượng bền vững hơn.

Những thách thức và hạn chế của Công nghệ Nhiệt phân

‍Mặc dù nhiệt phân mang lại nhiều lợi ích và phù hợp với hệ thống phân cấp xử lý chất thải, nó cũng gặp phải một số thách thức. Một số vấn đề chính bao gồm:

• Chi phí vận hành cao: Các cơ sở sử dụng công nghệ nhiệt phân đòi hỏi khoản đầu tư vốn lớn và chi phí bảo trì cao. Để làm cho chúng khả thi về mặt kinh tế, chính phủ và các ngành công nghiệp cần hợp tác để cung cấp các chính sách khuyến khích và mở rộng quy mô hoạt động một cách hiệu quả.
• Kiểm soát chất lượng sản phẩm đầu ra: Chất lượng của các sản phẩm tạo ra từ quá trình nhiệt phân, chẳng hạn như dầu sinh học, có thể khác nhau tùy thuộc vào nguyên liệu đầu vào và điều kiện của quy trình. Việc phát triển các phương pháp tiêu chuẩn hóa và cải thiện công nghệ là cần thiết để tối ưu hóa hiệu suất và chất lượng sản phẩm.
• Nhận thức của công chúng và sự hỗ trợ chính sách: Mặc dù có tiềm năng lớn, công nghệ nhiệt phân vẫn chưa được hiểu rộng rãi hay chấp nhận như các phương pháp truyền thống như tái chế hoặc ủ phân. Giáo dục công chúng và chính sách hỗ trợ là cần thiết để khuyến khích việc áp dụng nhiệt phân như một phần tiêu chuẩn của hệ thống quản lý chất thải.

Tương lai của Nhiệt phân trong quản lý chất thải

‍Để nhiệt phân có thể đóng một vai trò lớn hơn trong quản lý chất thải, các tiến bộ công nghệ và đầu tư vào cơ sở hạ tầng là rất cần thiết. Chính phủ và các công ty tư nhân phải hợp tác để mở rộng việc sử dụng nhiệt phân, tích hợp nó vào các kế hoạch quản lý chất thải và phát triển các quy định khuyến khích áp dụng công nghệ này.

Ngoài ra, khi thế giới tiếp tục hướng tới nền kinh tế tuần hoàn, công nghệ nhiệt phân chắc chắn sẽ trở thành một công cụ ngày quan trọng để tái chế những vật liệu không thể xử lý thông qua các phương pháp truyền thống. Bằng cách chuyển đổi chất thải không tái chế được thành các nguồn năng lượng và tài nguyên có giá trị, nhiệt phân giúp thu hẹp khoảng cách giữa những hạn chế trong quản lý chất thải hiện tại và mục tiêu cuối cùng là không có chất thải.

Kết luận

‍Nhiệt phân đóng vai trò quan trọng trong hệ thống phân cấp xử lý chất thải, đặc biệt là như một giải pháp cho việc thu hồi năng lượng và tái chế hóa học. Bằng cách chuyển hướng chất thải khỏi bãi chôn lấp, giảm thiểu khí thải, và biến đổi các vật liệu không thể tái chế thành các tài nguyên có giá trị, nhiệt phân hỗ trợ hệ thống quản lý chất thải bền vững và hiệu quả. Khi công nghệ phát triển và nhận thức ngày càng được nâng cao, nhiệt phân có thể trở thành nền tảng của các nỗ lực toàn cầu nhằm quản lý chất thải bền vững, giảm ô nhiễm và chuyển đổi sang nền kinh tế tuần hoàn.

Tài liệu tham khảo

1. Bedding Stewardship. Understanding the Waste Hierarchy. Available at: https://www.beddingstewardship.org.au/understanding-the-waste-hierarchy/
2. GEGAN. What is Pyrolysis and What is it Used For? Available at: https://gegan.co.uk/what-is-pyrolysis-and-what-is-it-used-for/
3. MDPI. 2020. A Review of the Environmental and Economic Impacts of Pyrolysis. Energies, 17(12), pp. 2852. Available at: https://www.mdpi.com/1996-1073/17/12/2852
4. PHS. Demystifying the Waste Hierarchy. Available at: https://www.phs.co.uk/resources/demystifying-the-waste-hierarchy/
5. ResearchGate. Pyrolysis of Plastic Wastes Towards Achieving a Circular Economy: An Advanced Chemistry and Technical Approach. Available at: https://www.researchgate.net/publication/382577169_Pyrolysis_of_Plastic_Wastes_Towards_Achieving_a_Circular_Economy_An_Advanced_Chemistry_and_Technical_Approach
6. ScienceDirect. 2017. Waste Management and the Waste Hierarchy: A Review of the Current State of Knowledge. Waste Management, 69, pp. 21-35. Available at: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0301479717302992
7. ScienceDirect. 2017. The Role of Pyrolysis in Waste Management: An Overview. Waste Management, 69, pp. 267-274. Available at: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2451904917300690
8. LinkedIn. Navigating Through the Waste Hierarchy: A Path to Sustainable Management. Available at: https://www.linkedin.com/pulse/navigating-through-waste-hierarchy-path-sustainable-management

Giới thiệu về DVA

DVA Renewable Energy là một công ty tiên phong tại Việt Nam trong lĩnh vực công nghệ nhiệt phân, chuyển đổi chất thải thành tài nguyên có giá trị kể từ khi thành lập vào năm 2012.

Với việc nâng cấp nhà máy vào năm 2022, áp dụng công nghệ độc quyền, chúng tôi đã củng cố vị thế là đơn vị tiên phong trong quản lý bền vững chất thải lốp xe. Gần đây, DVA đã nhận được chứng nhận ISCC PLUS và EU, khẳng định cam kết của chúng tôi đối với trách nhiệm môi trường và tuân thủ các tiêu chuẩn quốc tế.

Với thành tích đáng tin cậy trong việc xử lý hơn 46.500 tấn lốp xe và chất thải cao su mỗi năm, DVA cung cấp các giải pháp nhiệt phân tùy chỉnh, giải quyết các thách thức trong quản lý chất thải địa phương và thúc đẩy thực hành kinh tế tuần hoàn. Chúng tôi đang chuẩn bị cho việc mở rộng ra toàn cầu, với cam kết tạo ra một tương lai bền vững hơn cho các thế hệ mai sau

‍