Những công nghệ đời sống đã và đang làm cho đời sống của con người tốt đẹp và thoải mái hơn. Rác thải luôn là vấn đề đau đầu và cần phải tìm hướng giải quyết trong rất nhiều năm vừa qua. Xử lý rác thải bằng cách đốt chôn hay vùi lấp sẽ chỉ làm tăng thêm vấn đề ô nhiễm môi trường. Vì lẽ đó các nhà khoa học cần tìm ra giải pháp khác hiệu quả cho vấn đề xử lý rác thải. Công nghệ biến rác thải thành năng lượng xanh cũng vì thế mà ra đời. Đây hứa hẹn sẽ là một đột phá lớn trong công cuộc chế biến và xử lý rác của con người.
Mục Lục
Biến rác thải thành năng lượng xanh
Ý tưởng biến rác thải thực phẩm thành năng lượng được nhen nhóm từ năm 2017. Đó là khi người dân tại khu dân cư Ashok Meadows tận dụng rác làm “đầu vào” cho những máy phát điện.
Cách đây 4 năm, bà Savitri Bai Patil, 62 tuổi, sinh sống tại thành phố Pune, thuộc bang Maharashtra, miền Tây Ấn Độ, không nghĩ rằng môi trường sống xung quanh mình có thể trong lành đến thế. Vào thời điểm đó, bà luôn bị ảm ảnh bởi hàng đống rác thải cùng với mùi hôi thối bốc ra. Còn giờ đây đường phố xung quanh khu dân cư Ashok Meadows nơi cô đang sống lại trở nên trong sạch.
Ý tưởng của việc biến rác thải thành năng lượng
Họ tận dụng loại rác thải làm “đầu vào” cho những máy phát điện sử dụng biogas. Nó để cung cấp điện cho hệ thống đèn đường, các câu lạc bộ xã hội, phòng tập thể hình, hay công viên. Theo bà Bai Patil, đây là giải pháp “một mũi tên trúng hai đích”. Bởi người dân vừa có điện để dùng, vừa giải quyết tình trạng ô nhiễm do rác thải.
Thống kê cho thấy các máy phát điện bằng biogas như khu vực Ashok Meadows đang sử dụng, đã có mặt tại hơn 75 địa điểm trên khắp Ấn Độ. Máy phát điện bằng biogas nói trên có tên là hệ thống EnergyBin. Nó do công ty Xeon Waste Managers (XWM), có trụ sở tại Pune, phát triển. Mục đích là nhằm chuyển đổi rác thải thành năng lượng tái tạo. Chủ tịch XWM Jalaj Kumar Chaturvedi cho biết kể từ khi có hệ thống EnergyBin, các bãi chôn rác thải tại thành phố đã được giảm tải rất nhiều. Thậm chí không còn bãi chôn rác nữa.
Hệ thống EnergyBin này do chính cư dân tại Ashok Meadows quản lý và vận hành. Nhờ đó người dẫn có thể giải quyết được lượng rác thải lên đến gần 1 tấn/ngày của 550 hộ dân. Tránh nguy cơ mắc bệnh do ruồi muỗi và các côn trùng khác. Giá của mỗi máy phát điện này tuy khá cao, ở mức 2,3 triệu rupee (tương đương 31.000 USD). Song các chuyên gia cho rằng cũng “đáng đồng tiền bát gạo” để đổi lấy môi trường trong sạch.
Công nghệ chế biến rác được áp dụng như thế nào?
Theo người dân địa phương, mỗi ngày có khoảng 550 kg-600 kg rác thải thực phẩm. Chúng được thu gom và đưa vào máy phát điện. Khi chất hữu cơ bị phân hủy sẽ tạo ra một loại khí dễ cháy với hai thành phần chủ yếu là methane và CO2. Khí methane sau đó được điều áp. Sau đó được dẫn vào một máy phát điện đốt cháy để chuyển thành điện năng. Với khối lượng rác trên, khoảng 50 kWh điện được tạo ra mỗi ngày.
Trước khi có máy phát điện bằng biogas, người dân tại Ashok Meadows phải chi khoảng 550 rupee/ngày. (Tương đương 7,5 USD/ngày) để vận hành hệ thống đèn đường và các thiết bị khác. Bây giờ, nhờ có hệ thống năng lượng tái tạo này, khoản chi phí này không còn nữa. Trong khi người dân có thể tiết kiệm 6.000 rupee/tháng từ việc xử lý rác thải.
Theo Giáo sư kỹ thuật hóa học Jitendra S. Sangwai, thuộc Viện Công nghệ Madras tại Chennai, lợi ích lớn nhất của các máy phát điện khí biogas chính là giảm khí phát thải gây hiệu ứng nhà kính. Đặc biệt, bằng cách thu các khí gây hiệu ứng nhà kính. Các loại khí vốn thường được thải vào khí quyển khi chất hữu cơ phân hủy ngoài trời. Các máy phát điện bằng biogas có thể hạn chế phát thải khí methane. Đây vốn là tác nhân dẫn đến biến đổi khí hậu.
Công nghệ điện rác
Công nghệ điện rác cho phép chuyển hóa rác thải thành năng lượng. Tối ưu hóa sản phẩm đầu ra từ rác thải đã được định hình. Thông qua phương pháp nhiệt hóa đa nhiên liệu. Sử dụng nhiệt độ để bẻ gãy các mạch Hydrocabon trong điều kiện thiếu oxy. Từ đó để chuyển hóa các vật chất từ pha rắn sang pha khí, thành khí đốt tổng hợp làm nhiên liệu. Nó được sử dụng cho động cơ đốt trong để tạo ra điện.
Với công nghệ điện rác, sau khi đưa vào khu tập kết, rác đầu vào được cắt nhỏ rồi chuyển đến băng chuyền. Tại đây, dòng vật chất hữu cơ mô mềm nhanh phân hủy. Và nước trong hỗn hợp rác thải sẽ được tách riêng. Nó chuyển tự động theo đường ống dẫn xuống hầm sinh học để sản xuất khí metan. Phần còn lại là hỗn hợp xơ bã sẽ được sấy giảm ẩm 20 – 25%. Tiếp đó được ép thành viên hoặc kiện. Sau đó đưa vào lò khí hóa đa nhiên liệu để sản xuất khí tổng hợp.
Bản chất của công nghệ điện rác là xử lý, chuyển hóa tất cả các loại chất thải rắn thành năng lượng. Nguồn năng lượng xanh này được sử dụng như nhiên liệu cho động cơ đốt. Đặc biệt là trong phát điện hoặc cung cấp nhiệt cho các nồi hơi, lò nung dùng trong công nghiệp. Sản phẩm còn lại là một lượng than cacbon rất ít, được tro hóa sinh khối. Tận dụng nhiệt cho dây chuyền sấy và một ít dầu mỏ.