Công nghệ xử lý rác thải từ lâu đã được nhiều nước trên thế giới quan tâm và đăng ký sáng chế. Trước năm 1975, sáng chế về xử lý rác thải tập trung ở các nước phương Tây như Mỹ, Anh, Canada. Từ năm 1975 đến nay, lượng đăng ký sáng chế tập trung ở 3 quốc gia phát triển nhất châu Á là Nhật Bản, Trung Quốc và Hàn Quốc. Trong đó, 5 hướng nghiên cứu nhiều nhất là: B09B, B01D, C02F, F23G và B01J. Cụ thể, B09B là loại bỏ chất thải rắn trong xử lý bùn thải với 5806 sáng chế, chiếm 19,9%; B01D là nghiên cứu tách các chất rắn bằng các phương pháp như bốc hơi, chưng cất, kết tinh, lọc, lắng, hấp thụ,… với 3573 sáng chế, chiếm 12,2%; C02F là nghiên cứu xử lý bùn thải với 3374 sáng chế, chiếm 11,6%; F23G là nghiên cứu thiết bị thiêu hủy rác bằng phương pháp đốt với 2035 sáng chế, chiếm 7%; B01J là nghiên cứu các quá trình hóa lọc (quá trình xúc tác, hóa keo,…) với 1127 sáng chế, chiếm 3.9%.

Xử lý rác thải bằng phương pháp đốt (năm 1973) được nghiên cứu trễ hơn xử lý rác thải bằng phương pháp xúc tác hóa học (năm 1962) nhưng lại có lượng sáng chế nhiều hơn. Điều này cho thấy thế giới quan tâm nhiều về phương pháp đốt rác và hướng nghiên cứu thiết bị đốt rác chiếm tỷ lệ cao nhất. Từ năm 1985 bắt đầu xuất hiện phương pháp xử lý rác thải bằng thủy nhiệt và đây là một phương pháp xử lý rác thải rất mới đang được tập trung nghiên cứu trong những năm gần đây.

Qua các giai đoạn thì Nhật Bản luôn có lượng sáng chế cao nhất về xử lý rác thải nói chung và xử lý rác theo 2 phương pháp đốt và xúc tiến hóa học nói riêng.

Theo số liệu của Sở Tài Nguyên và Môi trường, hiện nay tại thành phố Hồ Chí Minh, số lượng chất thải nguy hại phát sinh lên đến 300 – 500 tấn/ngày và sẽ tăng khoảng 10 – 12% mỗi năm. Vì vậy, vấn đề xử lý rác thải chống ô nhiễm môi trường đã và đang được Nhà nước hết sức quan tâm. Ở nước ta, phương pháp xử lý rác thải chủ yếu là chôn lấp và đốt. Mới đây Bộ Xây dựng đã tổ chức thẩm định định công nghệ xử lý rác thải sinh hoạt bằng phương pháp đốt do Trung tâm Nghiên cứu ứng dụng công nghệ mới và Môi trường (ENVIC) nghiên cứu. Đây được đánh giá là công nghệ có khả năng giải quyết được những nhược điểm của phương pháp đốt rác, xử lý được các thành phần có tính nguy hại, giá thành đầu tư thấp, đặc biệt là không cần phân loại rác – một ưu điểm phù hợp với điều kiện rác thải chưa được phân loại ở Việt Nam.

Tuy nhiên, năng lực xử lý của các lò đốt chỉ giải quyết được một phần nhỏ, trong khi lượng rác thải ngày càng nhiều và ô nhiễm mội trường ngày càng trở nên trầm trọng. Điều này đòi hỏi chúng ta phải tìm ra những phương pháp mới có hiệu quả hơn. Việc ứng dụng công nghệ mới – khí hóa rác thải hiện đang được quan tâm bởi đây là phương pháp không chỉ xử lý được rác thải mà còn tạo ra được nguồn điện năng hữu dụng.

Ứng dụng công nghệ plasma – khí hóa rác thải là thực hiện một quá trình sử dụng điện để tạo ra cung hồ quang ở nhiệt độ cực cao nhằm biến các loại chất thải thành khí tổng hợp, hơi nước và chất xỉ. Công nghệ này có thể xử lý tất cả các loại chất thải: chất thải y tế, chất thải công ngiệp, lốp xe, các mảnh vụn xây dựng, dầu, nước, đất bị ô nhiễm,… Chất thải được đưa vào buồng phản ứng trục đứng, sau đó ngọn lửa plasma phun vào chất thải. Bên trong lò phản ứng là “ống đuốc plasma” là một ống tròn có chứa khí trơ và các điện cực. khi bật công tắc, dòng điện chạy qua ống, nung nóng các khí trơ đến nhiệt đột rất cao. Nhiệt độ rất cao này làm ion hóa các nguyên tử, tạo ra plasma. Nhiệt độ plasma từ 5.000 – 9.000 độ C có thể nung chảy chất vô cơ của rác thải ở đáy lò phản ứng. Dòng điện cung cấp liên tục sẽ duy trì đuốc plasma đủ lâu để phân hủy rác thành các thành phần khác. Đốt hỗn hợp khí tổng hợp sinh ra trong quá trình khí hóa rác thải sẽ tạo ra điện. Dòng khí này được dẫn ra khỏi lò phản ứng và trở thành nguyên liệu trong các công đoạn tạo thành năng lượng.

Phần lớn rác đi vào nhà máy xử lý rác thải dùng công nghệ plasma sẽ chuyển hóa thành điện. Quá trình khí hóa rác thải cũng tạo ra xỉ từ chất thải vô cơ có trong rác thải. Xỉ này có thể sử dụng làm vật liệu xây dựng hay các loại sản phẩm gốm sứ… Ngoài ra, các phụ phẩm khác của khí hóa rác thải như lưu huỳnh, kim loại, acid clohidric,… cũng có thể thu lại và tái chế hoặc đem bán. Hiện phương pháp xử lý khí hóa plasma đang ngày càng được sử dụng nhiều nơi trên thế giới vì công nghệ này được coi như là một công nghệ xanh. Tuy nhiên, công nghệ khí hóa rác thải plasma đòi hỏi chi phí đầu tư cao và cần lao động kỹ thuật cao cho các hoạt động vận hành máy.

Ngoài ra, xử lý rác thải đô thị bằng phương pháp ướt của một giáo viên về hưu tại Hải Phòng cũng được ghi nhận và được Cục sở hữu trí tuệ (Bộ Khoa học – Công nghệ) cấp bằng độc quyền giải pháp hữu ích.

>>Đánh giá hiện trạng công nghệ xử lý chất thải nguy hại tại Việt Nam