Biến rác thải thành vật liệu xanh

Để tận dụng triệt để việc thu hồi đá xít, tro xỉ, rác thải sinh hoạt, tiến sĩ Đặng Hoàng Thông, Trưởng Khoa CNTT, Giám đốc Trung tâm Sáng tạo Microsoft Hạ Long, Trường Đại học Hạ Long, đã có ý tưởng “Biến rác thải thành vật liệu xanh”. Đây cũng là một trong những ý tưởng được đánh giá xuất sắc trong đợt 1 của Cuộc thi Sáng tạo dịch vụ tỉnh lần I (2016-2017), bởi nó không chỉ giúp tiết kiệm được tài nguyên thiên nhiên mà còn giúp bảo vệ môi trường, tăng hiệu quả kinh tế.

Quảng Ninh có nhiều bãi thải mỏ với lượng đá xít lớn, đây là một trong những nguồn nguyên liệu để thực hiện ý tưởng “Biến rác thải thành vật liệu xanh”. Trong ảnh: Trồng cây phủ xanh bãi thải mỏ tại khai trường Cống Dương 45, Công ty Than Hòn Gai-TKV.

Tiến sĩ Đặng Hoàng Thông cho biết: Từ những vấn đề thực tế về môi trường của Quảng Ninh, tôi đã có ý tưởng tìm ra một công nghệ mới, đó là xử lý các chất thải công nghiệp cũng như rác sinh hoạt, tái sử dụng thành các vật liệu mới có tính chất tương đồng với các vật liệu tự nhiên (gọi là vật liệu xanh). Ý tưởng giải quyết hai vấn đề nóng của Quảng Ninh, đó là bảo vệ môi trường và tìm ra nguồn vật liệu mới thay thế cho tài nguyên khoáng sản tự nhiên ngày càng bị cạn kiệt.

Thực tế ở Quảng Ninh, các chất thải công nghiệp nhiều nhất là tro, xỉ thải từ các nhà máy nhiệt điện; đá xít từ nguồn khai thác khoáng sản. Nguồn chất thải này sẽ được tái sử dụng để làm: Gạch, ngói không nung, thay thế clinker trong sản xuất xi măng, trộn vào bê tông để sản xuất bê tông nhẹ. Đối với các chất thải sinh hoạt có nguồn gốc thực vật được nghiền nhỏ thành các bột gỗ, mùn cưa, tạo thành các vật liệu gỗ ép hoặc các vật liệu composit. Hoặc cho các bột thực vật vào vật liệu xây dựng như bê tông, gạch để tăng tính cách điện, cách nhiệt. Các chất thải sinh hoạt là các chất plastic (túi nylon), polymere độc hại được hòa tan trong các dung dịch, xử lý hóa học và tái tạo thành các vật liệu nhựa, PVC.

Theo tác giả, để triển khai ý tưởng vào thực tế cần kết hợp cùng lúc hai phương pháp thực hiện là nghiên cứu thí nghiệm và nghiên cứu mô phỏng trên phần mềm máy tính. Hai kết quả được so sánh với nhau nhằm tối ưu hóa thành phần của vật liệu. Nghiên cứu thí nghiệm là việc đánh giá các tính chất của vật liệu làm từ chất thải thông qua thực hiện thí nghiệm. Cụ thể, một máy thí nghiệm sẽ sử dụng để tiến hành kéo, nén, uốn, xoắn... và một hệ thống máy khác sử dụng các tính chất về vật lý như sóng, từ, quang, điện, nhiệt... để đo các tính chất của vật liệu khi mẫu thử chịu kéo, nén, uốn, xoắn.

Các tình nguyện viên trong chương trình “Hành động vì Hạ Long xanh” thu gom rác trên bãi biển khu vực Ánh Dù, Vịnh Hạ Long.   Ảnh: Tạ Quân

Nghiên cứu lập trình mô phỏng trên máy tính là việc thể hiện các thí nghiệm thực tế trên phần mềm, trong đó các mẫu thử được xây dựng có hình dạng, tính chất gần giống với vật liệu thực. Sau khi khẳng định tính đúng đắn của mô hình, chúng ta chỉ việc thay đổi một số thông số vật liệu để tối ưu hóa tính chất vật liệu mới.

Ý tưởng khi triển khai vào thực tế có hiệu quả kinh tế cao bởi Quảng Ninh đang trong thời kỳ tập trung xây dựng kết cấu hạ tầng đô thị, nên thị trường vật liệu xây dựng cần nguồn cung rất lớn. Thấy rõ tầm quan trọng của ngành công nghiệp này, UBND tỉnh đã phê duyệt Quyết định số 3010/QĐ-UBND ngày 02/10/2009 về “Quy hoạch phát triển vật liệu xây dựng đến năm 2020” nhằm định hướng cho việc sản xuất vật liệu xây dựng trong tỉnh. Tuy nhiên, nằm sát vùng Đông Nam của Trung Quốc, một khu vực đang phát triển sản xuất vật liệu xây dựng sôi động và với chính sách mở cửa, vật liệu xây dựng ở Quảng Ninh sẽ phải cạnh tranh với sản phẩm của các nước, nhất là Trung Quốc. Vì vậy, đòi hỏi chúng ta cần nghiên cứu nâng cao chất lượng và tạo ra các sản phẩm mới đáp ứng nhu cầu của thị trường, cũng như giảm giá thành sản phẩm để cạnh tranh. Ý tưởng sáng tạo về việc sử dụng các phế thải công nghiệp tại các nhà máy nhiệt điện, khai thác than để làm nguyên, nhiên liệu thay thế trong sản xuất xi măng và vật liệu không nung là phương cách giúp giảm giá thành đáng kể. Việc tạo ra các vật liệu ép composite, nhựa polymere trên cơ sở nghiên cứu thành phần các chất thải và cấu trúc vật liệu giúp chúng ta có thể tạo ra các sản phẩm có tính chất ưu việt như nhẹ, bền, dẻo, chống cháy, cách âm… cung cấp cho thị trường sản phẩm đa dạng, không độc hại, rẻ và cạnh tranh. Hơn nữa việc tạo ra các sản phẩm tái sinh từ chất thải giúp thay thế dần vật liệu thiên nhiên, cân bằng nguồn tài nguyên, khoáng sản, giúp xã hội phát triển bền vững.

Tường Vi