Cơ hội và thách thức

Tro xỉ là sản phẩm phụ của quá trình đốt than trong các nhà máy nhiệt điện, bao gồm hai thành phần chính: tro bay (fly ash) và xỉ đáy (bottom ash). Mặc dù lượng tro xỉ phát sinh rất lớn, nhưng hiện nay chỉ khoảng 20% trong số đó được tái sử dụng. Phần lớn còn lại phải được xử lý và chôn lấp, gây áp lực lên các bãi chôn lấp và tạo ra nguy cơ ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Trong khi đó, nếu được tái sử dụng đúng cách, tro xỉ không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm mà còn có thể mang lại nhiều lợi ích kinh tế và xã hội.

Một trong những ứng dụng phổ biến nhất của tro xỉ là trong ngành xây dựng, đặc biệt là sản xuất xi măng và bê tông. Tro bay, với các đặc tính hóa học đặc biệt, có thể thay thế một phần xi măng trong sản xuất bê tông, mang lại lợi ích kép: giảm chi phí sản xuất và tiết kiệm tài nguyên thiên nhiên. Một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng, tro bay có thể thay thế từ 15-30% xi măng trong sản xuất, giúp giảm phát thải CO2. Mỗi tấn xi măng sản xuất từ tro bay có thể giảm khoảng 0,8 tấn CO2 phát thải vào không khí. Đây là một con số đáng kể khi xét đến mức độ tiêu thụ xi măng toàn cầu, với sản lượng lên đến khoảng 70 triệu tấn mỗi năm chỉ riêng tại Việt Nam.

Ngoài ra, tro xỉ cũng được ứng dụng trong sản xuất bê tông và các vật liệu xây dựng khác với khả năng chống mài mòn và chống thấm cao hơn so với bê tông thông thường. Điều này không chỉ giúp nâng cao chất lượng các sản phẩm xây dựng mà còn đóng góp vào việc giảm thiểu lượng chất thải ra môi trường. Hơn nữa, tro xỉ cũng có thể được sử dụng để sản xuất gạch, một sản phẩm xây dựng thiết yếu trong quá trình đô thị hóa.

Trong lĩnh vực nông nghiệp, tro xỉ cũng đang dần được nghiên cứu và áp dụng. Các nghiên cứu từ Học viện nông nghiệp Việt Nam cho thấy tro bay chứa nhiều nguyên tố vi lượng như canxi, kali, magie, có lợi cho cây trồng. Nó có thể được sử dụng làm phân bón hoặc cải tạo đất, giúp cải thiện độ pH của đất và cung cấp thêm dưỡng chất cho cây trồng, không chỉ giúp giảm chi phí phân bón hóa học mà còn nâng cao hiệu quả sản xuất nông nghiệp, đặc biệt là ở những vùng đất chua.

Mặc dù việc tái sử dụng tro xỉ mang lại nhiều lợi ích, nhưng vẫn tồn tại không ít thách thức. Việc thiếu cơ sở hạ tầng và công nghệ xử lý tro xỉ đồng bộ, cùng với sự thiếu phối hợp giữa các cơ quan chức năng, đang cản trở quá trình tái chế hiệu quả. Hơn nữa, tiêu thụ tro xỉ trong ngành xây dựng cũng gặp khó khăn do yêu cầu kỹ thuật và tiêu chuẩn sản phẩm khá khắt khe.

Để giải quyết những vấn đề này, cần có những chính sách rõ ràng và hỗ trợ từ phía chính phủ nhằm thúc đẩy việc tái sử dụng tro xỉ. Bên cạnh đó, cần đẩy mạnh các nghiên cứu và phát triển công nghệ tái chế, cùng với việc xây dựng các tiêu chuẩn quản lý chất lượng sản phẩm từ tro xỉ, giúp đảm bảo an toàn và hiệu quả trong việc sử dụng nguồn tài nguyên này.

Việc tái sử dụng tro xỉ không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm mà còn góp phần vào phát triển bền vững nền kinh tế. Bằng cách tối ưu hóa công nghệ tái chế và thúc đẩy hợp tác giữa các cơ quan, tổ chức và doanh nghiệp, tro xỉ sẽ trở thành một nguồn tài nguyên quý giá, không phải là một chất thải cần phải xử lý. Đây là một bước đi quan trọng trong hành trình hướng tới một nền kinh tế xanh và bền vững cho Việt Nam và toàn cầu.

Hiện thực hóa biến tro xỉ lò đốt rác sinh hoạt thành tài nguyên cho ngành xây dựng

Cùng với quá trình đô thị hóa, lượng chất thải rắn sinh hoạt phát sinh tại Việt Nam ngày càng lớn, gây áp lực lên hệ thống xử lý chất thải hiện nay. Việc áp dụng các giải pháp xử lý bền vững vì vậy trở thành yêu cầu cấp thiết, trong đó công nghệ đốt rác sinh hoạt, nhất là đốt rác phát điện, được xem là giải pháp có nhiều ưu điểm trong giảm chôn lấp và thu hồi năng lượng.

Tuy nhiên, đi kèm với công nghệ này là lượng tro xỉ phát sinh sau đốt ngày càng lớn, đặt ra thách thức mới về xử lý và tái sử dụng an toàn. Trước thực tế đó, đề tài “Nghiên cứu sử dụng tro xỉ của lò đốt chất thải rắn sinh hoạt làm nguyên liệu sản xuất vật liệu xây dựng” do ThS. Cao Tiến Phú cùng các cộng sự tại Viện Vật liệu Xây dựng, Bộ Xây dựng thực hiện đã mở ra hướng tiếp cận mới, biến chất thải thành nguồn tài nguyên cho ngành xây dựng.

Xuất phát từ nhu cầu thực tiễn, nhóm nghiên cứu tập trung đánh giá khả năng sử dụng tro xỉ lò đốt chất thải rắn sinh hoạt làm cốt liệu cho gạch bê tông và bê tông. Việc thay thế một phần cốt liệu truyền thống bằng tro xỉ không chỉ giúp giảm áp lực khai thác tài nguyên mà còn góp phần giải quyết bài toán môi trường trong xử lý chất thải.

Trong quá trình nghiên cứu, nhóm tác giả đã tiến hành khảo sát, lấy mẫu và phân tích đặc tính vật lý, hóa học của tro xỉ phát sinh từ các lò đốt chất thải rắn sinh hoạt có quy mô khác nhau. Kết quả cho thấy tro xỉ, đặc biệt là tro đáy từ các lò đốt công suất lớn, có thành phần tương đối ổn định và có thể đáp ứng yêu cầu kỹ thuật làm nguyên liệu cho vật liệu xây dựng sau khi được xử lý phù hợp.

Ngược lại, tro đáy từ các thiết bị đốt quy mô nhỏ thường chứa nhiều tạp chất và vật liệu chưa cháy hết, chưa phù hợp để sử dụng trực tiếp. Đối với tro bay, do chứa các thành phần có nguy cơ gây ô nhiễm môi trường như kim loại nặng và muối hòa tan, nhóm nghiên cứu xác định cần áp dụng các biện pháp xử lý nghiêm ngặt nhằm đảm bảo an toàn trước khi đưa vào ứng dụng.

Trên cơ sở đánh giá đặc tính vật liệu, nhóm nghiên cứu đã đề xuất và thử nghiệm một số phương pháp xử lý tro xỉ như rửa để giảm hàm lượng clo, xử lý hóa học kết hợp đóng rắn bằng xi măng nhằm ổn định các thành phần nguy hại, cũng như xem xét giải pháp xử lý nhiệt. Trong đó, các phương pháp xử lý hóa - cơ học được đánh giá là phù hợp hơn với điều kiện sản xuất vật liệu xây dựng do chi phí hợp lý và khả năng áp dụng ở quy mô công nghiệp.

Sơ đồ lò đốt rác phát điện Cần Thơ

Kết quả thực nghiệm cho thấy tro đáy sau xử lý có thể được sử dụng làm cốt liệu thay thế cho cát, đá trong sản xuất gạch bê tông và bê tông. Các mẫu gạch bê tông sử dụng từ 30 đến 35% cốt liệu tro đáy vẫn đảm bảo các chỉ tiêu cơ lý theo quy định của tiêu chuẩn Việt Nam hiện hành, đáp ứng yêu cầu sử dụng trong xây dựng dân dụng và hạ tầng kỹ thuật. Đối với bê tông, việc thay thế khoảng 30% cốt liệu mịn bằng tro đáy cũng cho kết quả tích cực, khi cường độ chịu nén đạt mác M25, phù hợp với nhiều loại kết cấu thông dụng.

Những kết quả của đề tài cho thấy tiềm năng lớn của việc tái sử dụng tro xỉ lò đốt chất thải rắn sinh hoạt trong lĩnh vực vật liệu xây dựng. Không chỉ góp phần giảm lượng chất thải phải chôn lấp, giải pháp này còn giúp tiết kiệm tài nguyên thiên nhiên, giảm phát thải gián tiếp từ hoạt động khai thác cốt liệu và phù hợp với định hướng phát triển kinh tế tuần hoàn, sản xuất và tiêu dùng bền vững mà Việt Nam đang hướng tới.

Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu cũng chỉ ra rằng để kết quả nghiên cứu có thể được triển khai rộng rãi trong thực tiễn, cần có sự hỗ trợ đồng bộ về cơ chế, chính sách. Việc khuyến khích doanh nghiệp đầu tư dây chuyền xử lý tro xỉ và sản xuất vật liệu xây dựng ngay tại khu vực có nhà máy đốt rác sẽ giúp giảm chi phí vận chuyển và nâng cao hiệu quả kinh tế. Bên cạnh đó, việc rà soát, hoàn thiện hệ thống tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ thuật và các quy định pháp lý liên quan đến sử dụng tro xỉ sau xử lý cũng là yếu tố quan trọng nhằm tạo hành lang pháp lý thuận lợi cho ứng dụng công nghệ này.

Theo đánh giá, đề tài do ThS. Cao Tiến Phú và các cộng sự tại Viện Vật liệu Xây dựng thực hiện đã cung cấp những cơ sở khoa học và thực tiễn quan trọng cho việc tái sử dụng tro xỉ lò đốt chất thải rắn sinh hoạt. Đây không chỉ là một giải pháp kỹ thuật trong lĩnh vực vật liệu xây dựng mà còn là minh chứng rõ nét cho tư duy biến chất thải thành tài nguyên, góp phần thúc đẩy phát triển bền vững và giảm áp lực môi trường trong quá trình đô thị hóa của Việt Nam.

Đến nay, nhờ những nút thắt cơ chế được tháo gỡ, đặc biệt là sự quan tâm của Chính phủ, việc xử lý, tiêu thụ tro xỉ đã chuyển biến thuận lợi trông thấy. Cụ thể, trước đó, Chính phủ đã thông qua Quyết định 452/2017/QĐ-CP phê duyệt Đề án đẩy mạnh xử lý, sử dụng tro xỉ; hay Chỉ thị 08/CT-TTg ngày 26.3.2021 của Thủ tướng Chính phủ về việc đẩy mạnh xử lý, sử dụng tro xỉ, là nguyên liệu sản xuất vật liệu xây dựng và trong công trình xây dựng...

Những văn bản pháp lý này chính là "chìa khóa" tháo gỡ các rào cản, biến tro xỉ từ nỗi lo thành nguồn vật liệu được săn đón, nhất là trong bối cảnh hiện nay.

Cùng với tư duy khoa học của các chuyên gia, nhà khoa học, sự phát triển của khoa học công nghệ, việc tái sử dụng tro xỉ của các nhà máy nhiệt điện sẽ không chỉ dừng lại ở việc phối trộn làm vật liệu san lấp, xây dựng mà còn được kỳ vọng phát triển hơn nữa, áp dụng vào nhiều lĩnh vực, ngành nghề và mang lại giá trị kinh tế, xóa bỏ hoàn toàn cái mác “chất thải” đã mặc định từ lâu nay.