Luôn trăn trở làm thế nào để môi trường sạch hơn, người dân - đặc biệt ở những vùng sâu, vùng xa không bị ô nhiễm bởi nguồn rác thải là điều ThS Đàm Thị Lan - giảng viên Bộ môn Năng lượng và Môi trường Viện Khoa học kỹ thuật môi trường (trường ĐH Xây dựng Hà Nội) theo đuổi hàng chục năm.

Hiện lò đốt rác thải sinh hoạt và lò đốt rác thải công nghiệp, rác thải y tế của chị đã được áp dụng tại 30 tỉnh, thành và nhiều vùng hải đảo.

Khi còn học cao đẳng ngành kỹ thuật nhiệt lạnh, cô sinh viên Đàm Thị Lan đã ấp ủ áp dụng kiến thức được học để giải quyết vấn nạn ô nhiễm rác thải ở các vùng nông thôn. Đa số các địa phương chị đi qua vẫn chỉ thuần túy xử lý rác bằng cách chôn lấp, rất ít nơi có lò đốt. Ý tưởng thiết kế một lò đốt rác phù hợp cho bà con được chị không ngừng nung nấu, sau đó trở thành đề tài tốt nghiệp đại học.

Năm 2011, trong học kỳ cao học đầu tiên, chị Lan đặt vấn đề với thầy về việc tiếp tục triển khai đề nghiên cứu chế tạo thử nghiệm lò đốt rác thải sinh hoạt công suất 500kg/h, với việc ra đời được một sản phẩm cụ thể. Cũng trong năm đó, chồng chị - ThS Nguyễn Đức Quyền, giảng viên Viện Khoa học công nghệ Nhiệt Lạnh, Đại học Bách khoa Hà Nội, manh nha một ý tưởng riêng về nguyên lý hoạt động của lò đốt rác thải. Khi nhận được bản vẽ thiết kế của chồng, ThS Đàm Thị Lan nhận thấy kết cấu lò đốt rác của bản thiết kế này khả thi hơn nhưng để hoàn thiện phải ráp cả 2 mẫu thiết kế lại với nhau.

Sau khi hoàn thiện xong bản thiết kế, hai vợ chồng chị đứng trước lựa chọn: Tiền dành dụm để mua nhà hay làm lò đốt, bởi với số tiền 3 tỉ đồng nếu xây dựng thử nghiệm hai lò đốt rác cũng tốn không ít. Và rồi họ quyết định dành 1/3 số tiền đó để làm mô hình thử nghiệm, số còn lại gửi ngân hàng.

Lò đốt rác thử nghiệm đầu tiên (được làm theo tỉ lệ 1:1) được dựng lên ngốn của họ gần 1 tỉ - bằng đúng số tiền dự kiến ban đầu. Để lò có thể vận hành, chị phải ‘mua’ rác của toàn bộ trường Đại học Bách khoa với giá 60.000 đồng/xe (trọng lượng 300kg/xe rác chưa phân loại) và để đốt liên tục 10 tiếng trong mỗi đêm, chị phải mua ít nhất 10 xe rác.

Chị kể, vì lò chưa hoàn thiện nên thời điểm đó chị cùng mọi người phải phân loại rác, những thứ như cát, sỏi, chai, lọ đều không đốt được hay đồ ăn như cơm, vỏ dừa… cũng phải bỏ ra. Tính ra 10 xe sau khi phân loại cũng chỉ sử dụng được 6 xe, còn lại 4 xe lại phải mất 200.000 đồng thuê người chuyển đi. Như vậy mỗi tối, để cho lò vận hành được chị phải tốn ít nhất 800.000 đồng. Lò được thử nghiệm liên tục trong 3 tháng, chị nói vui rằng “mọi người làm thí nghiệm thì sạch còn tôi phải mua rác để làm thí nghiệm, tính ra tốn gần 80 triệu tiền vật liệu rác để thử nghiệm”.

ThS Đàm Thị Lan bên công trình lò đốt rác BD-Alpha 5.000 kg/h tại Vĩnh Long.
Ảnh: Văn Đăng

Sau thời gian chạy thử nghiệm, lò đốt rác thải sinh hoạt đầu tiên đã đáp ứng được hai vấn đề như ThS Lan mong đợi đó là lò cháy tốt, điều chỉnh được gió và độ hút của lò theo đúng thiết kế, đôi khi cũng bị dương lò (lửa bị đẩy ngược qua cửa lò) nhưng vẫn điều chỉnh được. Tuy nhiên vẫn còn hạn chế là quá trình gia nhiệt còn kéo dài, nghĩa là thời gian để sấy và nhóm lò lại (sau khi dừng hoạt động) dài, có khi mất 3-4 tiếng mới đạt được nhiệt độ cháy bình thường.

“Mặc dù lò đốt rác đầu tiên thành công đến 90% ngoài sức mong đợi của mình nhưng chưa đạt đến tầm phát triển tiếp theo. Quyết định nhanh thời điểm đó là chúng tôi phải làm cái thứ hai để hoàn thiện tất cả những thứ còn hạn chế để có thể tốt hơn nữa. Đã nhảy lên lưng hổ thì phải theo, đã mất gần 1 tỉ mà không làm cái thứ hai thì coi như công cốc” – chị Lan nói.

“Khi đó tôi quyết định rút tiền tiết kiệm để làm cái thứ hai. Tiền dành dụm mua nhà khi đó đã hết, thậm chí tôi còn phải vay thêm. Làm xong cái thứ hai, tôi mạnh dạn đem đi dự Techmart 2012 với mục đích ‘chào bán sản phẩm, để mọi người biết đến vì đã dành cả một đống tiền vào đó”.

Kết quả mang lại ngoài sức tưởng tượng của chị, chiếc lò đốt rác khi vận hành đã thu hút sự chú ý của nhiều khách tham quan. ThS Lan và cộng sự nhận được cúp vàng tại Techmart 2012. Từ thành công này, nhiều địa phương biết đến và mời chị về tư vấn. Đầu năm 2013, sản phẩm lò đốt rác thải rắn đầu tiên với công suất 500 kg/h đã được chị bán cho xã Hải Minh, huyện Hải Hậu, Nam Định.

Ưu điểm dễ thấy của lò BD- Alpha là nhỏ gọn, dễ lắp đặt, mặt bằng diện tích sử dụng ít, xây dựng nhanh và đơn giản, rất phù hợp với khu vực nông thôn, vùng sâu vùng xa, những nơi chưa có điều kiện xây dựng nhà máy xử lý rác quy mô lớn và cũng chưa có điều kiện tập kết thu gom rác thường xuyên.

Sản phẩm này đã giúp ThS Đàm Thị Lan và cộng sự giành được nhiều sự ghi nhận, ngoài cúp vàng tại Techmart 2012 còn có Giải thưởng Môi trường Việt Nam năm 2013, Bằng khen của Bộ Tài nguyên và Môi trường, Bằng khen của UBND TP Hà Nội về ý tưởng sáng tạo… Năm 2013 chị Lan được Trung ương Đoàn TNCS Hồ Chí Minh và Bộ Khoa học và Công nghệ trao Giải thưởng Khoa học Công nghệ Thanh niên Quả Cầu Vàng.

Cũng trong năm 2013, trên cơ sở thực tiễn áp dụng rất thành công của công nghệ lò đốt chất thải rắn sinh hoạt BD-Alpha, ThS Đàm Thị Lan và cộng sự đã nghiên cứu, phát triển và cho ra đời sản phẩm lò đốt chất thải rắn công nghiệp CONI, đốt chủ yếu là nilon và vải vụn công nghiệp, tận dụng nhiệt thải để cấp cho chính lò hơi trong các nhà máy giấy, nhà máy dệt may. Các mô hình đầu tiên đang được áp dụng thử nghiệm tại Nhà máy Giấy và bao bì Đồng Tiến (Bình Dương) và Nhà máy Giấy AFC (TP Hồ Chí Minh). Còn với lò đốt rác thải sinh hoạt, sản phẩm đến nay đã được áp dụng tại 30 tỉnh thành và nhiều vùng hải đảo với công suất hoạt động được cải tiến, nâng lên đạt 10.000kg rác/giờ.

Đó là thành quả chung xứng đáng cho cả hai vợ chồng chị Lan sau chặng đường dài dấn thân. Nói về chồng mình, ThS Nguyễn Đức Quyền, chị bày tỏ: “Nếu không có chồng tôi thì hệ thống của tôi vẫn có thể tồn tại và phát triển được nhưng nó không thể phát triển cao và xa như ngày hôm nay. Chồng là người truyền cảm hứng cho tôi ngay từ khi tôi còn học cao đẳng. Chồng cũng là người giúp mô hình lò đốt rác của tôi đạt đến trình độ công nghệ có thể tạo ra sản phẩm mang lại giá trị. Có thể nói, chồng tôi là trái tim của công nghệ còn tôi là người nuôi dưỡng, bảo vệ và nâng tầm nó”.

Công nghệ lò đốt dựa trên nguyên lý đốt đa vùng phân hủy nhiệt độ cao, đảm bảo đốt cháy hoàn toàn chất thải rắn sinh hoạt, lượng tro trợ còn lại cũng rất ít.

Điểm đặc biệt của lò là sử dụng dầu đốt, than hay khí gas để làm nhiên liệu đốt, chỉ cần chút lửa mồi ban đầu. Với thiết kế nhỏ gọn, không chiếm nhiều diện tích, lò đốt đã được cấp chứng nhận độc quyền kiểu dáng công nghiệp số 18405 ngày 4/7/2012 của Cục Sở hữu trí tuệ.

Về cấu tạo, lò gồm một buồng đốt sơ cấp, một buồng đốt thứ cấp, thiết bị giải nhiệt kiểu nước – khói thải, ống khói…

Rác sau khi được phân loại, có độ ẩm phù hợp sẽ được cấp vào lò đốt bằng phương pháp thủ công hoặc bán tự động bởi băng tải. Tại chế độ định mức, buồng đốt sơ cấp có nhiệt độ trên 650 độ C, rác vừa được sấy khô thêm một lần nữa, vừa được cháy một phần.

Ở buồng đốt thứ cấp nhiệt độ được duy trì trên 950 độ C. Tại đây các chất/sản phẩm cháy của buồng đốt sơ cấp sau khi chuyển sang sẽ được cháy hoàn toàn nhờ kết cấu đặc thù của buồng đốt. Đây cũng là nơi tách bụi trong khói thải (với khả năng tách 99%) và giảm nhiệt độ của khói xuống dưới 200 độ C trước khi phát thải vào môi trường.

Ngoài ra, lò đốt còn được trang bị thêm buồng lưu khí để tạo ra dòng đối lưu tự nhiên trong lò. Phía đuôi lò đốt được thiết kế đầy đủ các công đoạn xử lý khói thải: thiết bị giải nhiệt độ khói, tách bụi kiểu xyclon, thiết bị hấp thụ, thiết bị hấp phụ, đáp ứng đầy đủ quy chuẩn khí thải đối với lò đốt của chất thải rắn sinh hoạt QCVN 61-MT:2016/BTNMT. Toàn bộ lượng tro xỉ được cháy kiệt, có thể dùng làm phân bón cho đất nông nghiệp, phụ gia đóng gạch không nung, rải đường…