Giải pháp tái chế rác thải nhựa

quy trình tái chế rác thải nhựa
Rác thải nhựa đang là 1 vấn nạn lớn của toàn cầu, đe dọa đến môi trường, ảnh hưởng trực tiếp cuộc sống của con người. Cùng chính phủ các nước liên tục kêu gọi giảm tiêu thụ vật dụng bằng đồ nhựa, tăng cường xử lý rác thải. Nhiều cá nhân và doanh nghiệp đã thúc đẩy các sáng kiến sản xuất ra các vật dụng từ rác tái chế phục vụ cộng đồng, một giải pháp giúp làm sạch môi trường hiệu quả.

GIẢI PHÁP TÁI CHẾ RÁC THẢI NHỰA

Từ ngành công nghiệp thời trang…

Olga Kolkova (Nga) vừa ra mắt thương hiệu áo tắm từ nhựa tái chế vào mùa hè năm nay. Và câu chuyện sản xuất của Olga đã khích lệ người trẻ sáng tạo, khi chỉ trong vòng sáu tháng, từ mối quan tâm tới môi trường, Olga đã tạo ra những sản phẩm áo tắm từ nhựa tái chế đầu tiên của mình.
Olga du lịch tới đảo Bali (Indonesia), nơi cô yêu thích ở châu Á. Sau nhiều lần thăm thú, Olga nhận ra ô nhiễm môi trường từ rác thải nhựa đang là vấn đề nhức nhối của Bali. Cô bắt đầu nghĩ giải pháp để có thể giúp nơi này bằng tất cả kinh nghiệm liên quan đến ngành công nghiệp thời trang. Ý tưởng xuất hiện, Olga muốn làm áo tắm từ nhựa tái chế. “Tôi bắt đầu tìm kiếm các nhà máy xử lý rác thải. Tôi liên hệ với tất cả, và nghĩ rằng làm vậy ắt sẽ có người trả lời”, Olga nhớ lại. Sau khi không tìm thấy các nhà máy sản xuất sợi từ nhựa tái chế ở Nga, Olga tìm kiếm ở nước ngoài. Nhà máy đầu tiên cô tìm ra nằm tại Slovenia. Cô đặt hàng xử lý nhiều loại nhựa và nylon, chứ không chỉ chai nhựa. Các thợ lặn tham gia các chương trình tình nguyện thu gom nhựa, lưới đánh cá cũ tại Bali và nhiều nơi để chuyển đến nhà máy này.
Olga trải qua tuổi thơ yên bình tại một ngôi làng ở vùng Oryol, phía tây nam Thủ đô Moscow. Đầu những năm 90 của thế kỷ trước, ngôi làng của Olga không có nhiều vải, quần áo đẹp, nhưng có một cuốn tạp chí thời trang để cả làng ngắm nghía. Điều đó khiến cô gái trẻ thừa nhận rằng cô biết mình muốn làm gì khi lớn lên. Khoảng bảy, tám năm trước, Olga chuyển đến St. Petersburg và khởi động dự án đầu tiên của mình. Cô may áo nỉ, áo phông, váy và in lên đó những bức tranh của các họa sĩ. Một số người tiếp cận và đề nghị cô hợp tác để tránh việc cô đang làm có thể vi phạm bản quyền tác giả. Olga quyết định hợp tác với bảo tàng, phòng trưng bày. Công việc mang lại thu nhập, nhưng thấy việc hợp tác đã khiến các ý tưởng ban đầu của mình không còn rõ ràng, vì thế Olga quyết định nghỉ việc.
quy trình tái chế rác thải nhựa
quy trình tái chế rác thải nhựa
Trong xu hướng kêu gọi bảo vệ môi trường biển và hạn chế rác thải nhựa, trang mạng Batoko của Anh cũng giới thiệu các mẫu áo tắm được làm từ… rác thải nhựa 100% tái chế. Trong khi đó, nhãn hàng Patagonia đã trình làng các sản phẩm áo tắm cao cấp, cũng được sản xuất từ nhựa tái chế, hay các bộ áo tắm của nhãn hàng Auria của Anh được dệt thủ công với loại sợi được làm từ những chiếc lưới đánh cá bỏ đi.
Lưới nhựa, túi nylon được phân loại theo mầu sắc, sau đó được nghiền nát thành hạt và làm sạch dưới nhiệt độ cao. Các hạt nhựa được sử dụng để kéo sợi econyl (một loại sợi tổng hợp). Rồi từ Slovenia, các nguyên liệu thô được gửi đến Italia, nơi được xử lý thành loại vải chống mòn và chống giãn, cũng có khả năng chống kiềm, nước muối, và không phai dưới ánh nắng mặt trời. Việc may đồ bơi đang diễn ra ở Bali nhưng Olga lên kế hoạch mở các xưởng sản xuất tại Thủ đô Moscow của Nga. Sản phẩm của Olga đã được khách hàng đón nhận, và cô dự định sẽ sản xuất quần áo thể thao từ nhựa tái chế thời gian tới.
Sử dụng nhựa tái chế để sản xuất quần áo, giày dép cũng đang là chiến lược của nhiều hãng thời trang nổi tiếng, trong đó có Adidas. Mới đây hãng này cho biết đang nỗ lực nhằm thay thế 100% chất liệu trong sản xuất bằng các nguyên liệu polyester tái chế vào năm 2024. Adidas lên kế hoạch “chặn” các loại rác thải nhựa trước khi chúng trôi ra biển, tái chế thành các cuộn sợi và sử dụng sản xuất giày. Năm 2018, hãng thời trang thể thao này đã sản xuất hơn năm triệu đôi giày từ rác thải nhựa.

… đến ngành xây dựng và tiếp tục mở rộng

Làm đường, lấp “ổ gà” từ nhựa phế thải là một trong những hướng đi mới của ngành xây dựng, như một nỗ lực làm sạch môi trường. Công ty xây dựng MacRebur có trụ sở tại Scotland (Vương quốc Anh) đã thực hiện dự án biến chai nhựa thành đường đi, bằng cách chế tạo một hợp chất mới từ rác thải nhựa để thay thế nhựa đường. Công ty cũng đã kêu gọi các hộ gia đình phân loại chất thải, đồng thời cho biết công ty có thể sử dụng hầu hết các loại nhựa. Đại diện Công ty MacRebur chia sẻ, máy tạo hạt đã được sử dụng để biến rác thải nhựa thành những viên nhỏ không quá 5 mm, sau đó, các hạt nhựa được trộn bằng bộ kích hoạt. Hợp chất nhựa tái chế sẽ có tính kết dính như nhựa đường. Sản phẩm mà MacRebur tạo ra sẽ được dùng thay thế cho khoảng 20% lượng nhựa đường thường được trải trên bề mặt đường phố. Mỗi tấn nhựa đường kết hợp theo công thức này giúp “giải quyết” khoảng 20.000 chai nhựa hoặc khoảng 70.000 túi nylon sử dụng một lần.
Sáng kiến của Công ty MacRebur vừa giúp tiết kiệm chi phí vừa tạo ra một loại nhựa đường chất lượng, chỉ tan chảy ở nhiệt độ 120 độ C, đó là lý do để đại diện công ty khẳng định mặt đường sẽ không bị biến dạng khi nhiệt độ lên cao. Qua nghiên cứu và thử nghiệm, công ty cho biết, những con đường “thế hệ mới” này có tuổi thọ cao gấp ba lần so với đường được làm từ các vật liệu truyền thống. Các dự án của MacRebur đã có mặt ở Anh và các nước vùng Vịnh, ở Canada, Australia, New Zealand. Nhiều người tin rằng, trong tương lai không xa, rất nhiều nơi sẽ sử dụng loại nhựa đường này thay cho nhựa đường truyền thống.
Giới chức Bờ Biển Ngà và người dân nước này hoàn toàn có thể yên tâm về chất lượng các phòng học mới. Được sản xuất từ rác thải nhựa, các viên gạch có thể bảo đảm được tính chống cháy, nhẹ hơn 20% và có tuổi thọ dài hơn hàng trăm năm so với các vật liệu thông thường. Gạch tái chế cũng chống nước và cách nhiệt tốt. Theo thống kê, chỉ riêng tại Abidjan, trong số hơn 280 tấn chất thải nhựa được thải ra hằng ngày, chỉ có khoảng 5% được tái chế, 95% lượng chất thải chủ yếu “nằm lại” ở những bãi rác trong các cộng đồng dân cư có thu nhập thấp, gây ô nhiễm môi trường, vốn là tác nhân gây ra dịch sốt rét, tiêu chảy và viêm phổi ở trẻ em. Đại diện UNICEF khẳng định, sử dụng gạch tái chế để xây phòng học cũng góp phần làm giảm mạnh lượng rác nhựa thải ra môi trường, đồng thời giúp tăng thu nhập cho các gia đình “dễ bị tổn thương nhất”.
Trong khi đó, các viên gạch được sản xuất từ rác thải nhựa đang đặt nền móng cho giấc mơ được đến trường của trẻ em châu Phi, nơi có tỷ lệ học sinh bỏ học cao trên thế giới. Tại Bờ Biển Ngà, UNICEF (Quỹ Nhi đồng LHQ) cùng Công ty tái chế chất thải nhựa và cao-su Conceptos Plasticos đã hợp tác để sử dụng nhựa thu gom từ các khu vực ô nhiễm trong và chung quanh thành phố Abidjan, để sản xuất gạch phục vụ kế hoạch xây dựng 500 phòng học cho hơn 25.000 trẻ em trong hai năm tới.
Tận dụng rác thải nhựa để sản xuất cũng đang được các cơ sở sản xuất vật liệu, dịch vụ phục vụ đời sống hằng ngày quan tâm. Nhà máy đầu tiên trên thế giới sản xuất sáp từ chất thải nhựa vừa được đưa vào hoạt động tại Ireland. Nguyên liệu để sản xuất được cung cấp bởi chất thải nhựa. Dự kiến, từ hai tấn chất thải, công ty sẽ thu được một tấn sáp EnviroWax, nguyên liệu chính để sản xuất mỹ phẩm, nến, kẹo cao-su và các chất bôi trơn trong công nghiệp cơ khí. Trong ngành điện, các nhà khoa học từ Đại học Chester (Anh) đã tìm ra giải pháp biến các loại rác nhựa thành nhiên liệu hydro hoặc điện năng có thể dùng cho ô-tô hoặc các hộ gia đình. Cụ thể, quy trình gồm thu thập các mảnh nhựa rồi cắt chúng thành những dải nhỏ, sau đó nung chảy dưới nhiệt độ 1.000 độ C. Khí sinh ra trong quá trình sẽ được chuyển thành năng lượng. Dự kiến, công nghệ này sẽ sớm được áp dụng rộng rãi.

QUY TRÌNH TÁI CHẾ RÁC THẢI NHỰA

Quy trình mới này có thể biến các nhà máy nhựa ngày nay thành các nhà máy tinh chế, tái chế vật liệu phế thải, trong khuôn khổ cơ sở hạ tầng hiện có của họ.
Hệ thống công nghệ có thể quay vòng việc sử dụng nhựa, kết nối tất cả các vật liệu nền tảng carbon có nguồn gốc hóa thạch và sinh học.
“Chúng ta không nên quên rằng nhựa là một vật liệu tuyệt vời, nó mang lại cho chúng ta những sản phẩm mà chúng ta chỉ có thể mơ ước. Vấn đề là nhựa được sản xuất với chi phí thấp như vậy, cho nên nó rẻ hơn khi sản xuất mới từ dầu và khí hóa thạch so với tái sử dụng chất thải nhựa” – Giáo sư Henrik Thunman nói.
Thực tế là nhựa không bị phân hủy, từ đó mà tích tụ trong hệ sinh thái, trở thành một trong những vấn đề môi trường chính của chúng ta. Nhưng tại Chalmers, một nhóm nghiên cứu do Henrik Thunman, Giáo sư Công nghệ Năng lượng đứng đầu, coi khả năng phục hồi của nhựa là một tài sản. Thực tế là nó không làm giảm khả năng quay vòng sử dụng, tạo ra một giá trị thực sự cho nhựa đã sử dụng, và từ đó tạo một động lực kinh tế để thu thập nó.
Giờ đây, qua việc thử nghiệm thu hồi hóa chất thông qua quá trình cracking nhựa bằng hơi nước, các nhà nghiên cứu đã phát triển một quy trình hiệu quả để biến nhựa đã qua sử dụng thành nhựa có chất lượng như ban đầu.
“Qua việc tìm ra nhiệt độ phù hợp – khoảng 850 oC – và tốc độ gia nhiệt, thời gian thực hiện phù hợp, chúng tôi đã có thể chứng minh phương pháp này khi mà chúng tôi tiến hành ở quy mô biến 200 kg rác thải nhựa mỗi giờ thành hỗn hợp khí hữu ích. Sau đó có thể được tái chế ở mức độ phân tử để thành vật liệu nhựa mới có chất lượng trinh tiết” – Henrik Thunman nói.
Các thí nghiệm đã được tiến hành tại cơ sở Chalmers Power Central ở Gothenburg. Chalmers Power Central (CPC) là một cơ sở nghiên cứu tiên tiến tập trung vào thu hồi carbon và chuyển đổi sinh khối và chất thải. Nhà máy điện thu hút các nhà nghiên cứu và ngành công nghiệp từ khắp nơi trên thế giới, những người muốn đóng góp cho một tương lai bền vững.
Trong năm 2015, khoảng 350 triệu tấn chất thải nhựa đã được tạo ra trên toàn thế giới. Tổng cộng, 14% được thu thập để thu hồi vật liệu, trong đó có 8% được tái chế thành nhựa có chất lượng thấp hơn và 2% cho nhựa có chất lượng tương tự như ban đầu, còn khoảng 4% đã bị mất trong quá trình này.
Chalmers Power Central, cơ sở nghiên cứu tiên tiến tập trung vào thu hồi carbon và chuyển đổi sinh khối và chất thải. Người đứng trên nóc nhà là Giáo sư Henrik Thunman.
Phần còn lại, khoảng 60 % bị chôn lấp. Chỉ có khoảng 1 % bị bỏ mặc và bị rò rỉ vào môi trường tự nhiên. Mặc dù chỉ là một tỉ lệ nhỏ, nhưng là tiêu biểu cho một vấn đề môi trường quan trọng, vì lượng chất thải nhựa rất cao và do sự phân rã tự nhiên của nhựa rất chậm, nó tích lũy theo thời gian. Mô hình hiện tại để tái chế nhựa đang theo hướng gọi là “phân bậc chất thải”. Điều này có nghĩa là nhựa bị làm thoái hóa nhiều lần, xuống chất lượng thấp hơn và thấp hơn trước khi cuối cùng được đốt để phục hồi năng lượng và thải CO2 ra khí quyển.
Nhìn chung, khoảng 40% chất thải nhựa toàn cầu trong năm 2015 đã được xử lý sau khi thu gom, mà chủ yếu thông qua đốt để thu hồi năng lượng hoặc giảm thể tích lưu trữ. Việc này đã giải phóng carbon dioxide (CO2) vào khí quyển.
“Thay vì điều này, chúng tôi tập trung vào việc thu giữ các nguyên tử carbon từ nhựa và sử dụng chúng để tạo ra nhựa mới có chất lượng như ban đầu, có nghĩa là trở lại đỉnh của hệ thống phân bậc chất thải, tạo ra tính tuần hoàn thực sự” – Giáo sư Henrik Thunman nói.
Ngày nay, các loại nhựa hoàn toàn mới được tạo ra bằng cách phân mảnh thành phần dầu mỏ và gas bằng một thiết bị được gọi là “cracker” trong các nhà máy hóa dầu, từ đó các phân tử đơn giản được tạo ra. Chúng sau đó có thể được kết hợp trong nhiều cấu hình khác nhau, dẫn đến sự đa dạng lớn của nhựa mà chúng ta thấy.
Để làm được tương tự từ nhựa thu thập, các quy trình mới cần được phát triển. Những gì mà các nhà nghiên cứu của Chalmer trình bày là các khía cạnh kỹ thuật làm thế nào một quy trình như vậy có thể được thiết kế và tích hợp vào các nhà máy hóa dầu hiện có, theo hướng hiệu quả về chi phí. Cuối cùng, loại hình phát triển này có thể cho phép chuyển đổi cực kỳ quan trong của các nhà máy hóa dầu ngày nay thành các nhà máy lọc dầu tái chế trong tương lai. Hiện nay các nhà nghiên cứu đang tiếp tục công việc về quá trình này.
“Bây giờ chúng tôi tiếp tục từ các thử nghiệm ban đầu, nhằm chứng minh tính khả thi của quy trình, để tập trung vào phát triển sự hiểu biết chi tiết hơn. Kiến thức này là cần thiết để mở rộng quy trình từ xử lý vài tấn nhựa mỗi ngày lên hàng trăm tấn. Khi đó nó trở nên hấp dẫn về mặt thương mại” – Henrik Thunman nói.
Quá trình này được áp dụng cho tất cả các loại nhựa phát sinh từ hệ thống rác thải của chúng ta, bao gồm cả những loại đã được lưu trữ trong bãi rác hoặc trên biển.
Điều làm cho nó khả thi khi sử dụng nhựa được thu thập và phân loại trong các nhà máy hóa dầu quy mô lớn là một khối lượng vật liệu được thu thập đủ, có nghĩa là về mặt lý thuyết các nhà máy có thể duy trì cùng một sản lượng. Những nhà máy này cần khoảng 1-2 triệu tấn chất thải nhựa được phân loại mỗi năm để chuyển đổi cho phù hợp với mức sản xuất mà họ hiện đang nhận được từ dầu và khí hóa thạch. Tổng lượng chất thải nhựa của Thụy Điển trong năm 2017 là khoảng 1,6 triệu tấn. Chỉ có khoảng 8% trong số đó được tái chế thành nhựa có chất lượng thấp hơn.
Bởi vậy, các nhà nghiên cứu của Chalmer nhìn thấy cơ hội tạo ra việc quay vòng việc sử dụng nhựa trong xã hội, cũng như giải phóng chúng ta khỏi nhu cầu về dầu và khí hóa thạch để sản xuất các loại nhựa chất lượng cao.
“Quay vòng việc sử dụng sẽ làm cho nhựa đã qua sử dụng một giá trị thực sự, và theo đó là động lực kinh tế để thu thập nó ở bất cứ đâu trên trái đất. Đổi lại, điều này sẽ giúp giảm thiểu việc phát thải nhựa vào tự nhiên và tạo ra một thị trường cho việc thu gom nhựa vốn đã gây ô nhiễm môi trường tự nhiên”, Henrik Thunman nói.
Các vật liệu sinh học không còn giá trị sử dụng như Các vật liệu sinh học cuối đời như giấy, gỗ và quần áo cũng có thể được sử dụng làm nguyên liệu thô trong quá trình hóa học. Điều đó có nghĩa là chúng ta cũng giảm dần tỉ lệ nguyên liệu hóa thạch trong nhựa thành phẩm. Chúng ta cũng có thể tạo ra hệ thống không có khí thải nếu CO2 cũng bị giữ lại trong quy trình này. Tầm nhìn này là tạo ra hệ thống quay vòng, bền vững cho các vật liệu có nền tảng carbon.

CÁC MÔ HÌNH TÁI CHẾ RÁC THẢI NHỰA TRÊN THẾ GIỚI

tái chế rác thải

Công viên tái chế tại Rotterdam, Hà Lan

Công nghệ sinh học tái chế nhựa PET tại Áo

Con đường tái chế tại Rotterdam, Hà Lan

Mô hình MR6 tại Cumbira, Anh

Chính sách giúp Thụy Điển thành “Vua tái chế”

Nga áp dụng công nghệ biến rác thải thành xăng dầu

Nhật Bản biến rác thải thành quần áo và gạch lát đường

Bỉ áp dụng quy trình quản lý rác thải Ecolizer và Sự kiện xanh

Công nghệ “biến rác thành tiền” tại Nhật Bản

Mô hình “mượn chai nước” được áp dụng tại Na Uy

Bạn có thể xem thêm: công ty thu mua phế liệu và tái chế rác thải tại Việt Nam.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *