Nhật Bản phát triển công nghệ xử lý chất thải và thu hồi năng lượng từ sản xuất sinh học

Annie Nguyễn
Ngày 13 tháng 7 năm 2026

Viện Nghiên cứu Khoa học và Công nghiệp Quốc gia Nhật Bản (AIST) vừa công bố phát triển một thiết bị mới có tên "Bể phản ứng tích hợp khuấy trộn và dòng chảy ngăn kỵ khí" (ABCS) , có khả năng xử lý đồng thời chất thải rắn hữu cơ và nước thải hữu cơ nồng độ cao phát sinh từ quá trình sản xuất sinh học (bio-monozukuri), đồng thời thu hồi năng lượng dưới dạng khí methane.

Thách thức từ sản xuất sinh học

Sản xuất sinh học, sử dụng chức năng của vi sinh vật và enzyme để sản xuất hóa chất, đang được chú ý như một giải pháp giảm phụ thuộc vào tài nguyên hóa thạch. Tuy nhiên, quá trình này tạo ra chất thải rắn hữu cơ (như cặn đường hóa) và nước thải hữu cơ nồng độ cao. Các thiết bị lên men methane truyền thống gặp khó khăn trong việc xử lý hiệu quả do tích tụ chất rắn và hiện tượng axit hóa nước thải.

Công nghệ ABCS đột phá

Bể phản ứng ABCS được thiết kế với hai phần chính: một bộ phận khuấy trộn giúp phân hủy chất rắn và một phần dòng chảy có vách ngăn để tiếp tục phân hủy và tạo khí methane. Thiết kế này cho phép quá trình phân hủy chất rắn và tạo khí methane diễn ra theo từng giai đoạn, có trật tự bên trong một bể phản ứng duy nhất, đồng thời cấu trúc dốc nối giữa các ngăn ngăn cản sự tích tụ chất rắn.

Trong thử nghiệm kéo dài hơn 100 ngày, bể ABCS đã cho thấy hiệu suất vượt trội so với thiết bị dòng chảy ngăn truyền thống (ABR): tốc độ tạo khí methane cao gấp 1,62 lần, nhờ khả năng phân hủy chất rắn hữu cơ (như cellulose) hiệu quả hơn. Phân tích vi sinh vật cũng cho thấy bể ABCS có tỷ lệ vi khuẩn phân hủy cellulose và glucose cao hơn đáng kể.

Triển vọng ứng dụng

AIST sẽ tiếp tục mở rộng quy mô bể phản ứng để hướng tới ứng dụng thực tế và thử nghiệm khả năng xử lý các loại chất thải và nước thải khác, bao gồm cả chất thải từ quá trình tái chế hóa học nhựa. Mục tiêu là phát triển công nghệ xử lý nước thải bền vững, tận dụng vi sinh vật, có thể áp dụng rộng rãi.