Plasma là trạng thái của vật chất thu được bằng cách phá vỡ các nguyên tử thành các ion và electron bằng quá trình ion hóa. Plasma có thể dễ dàng đạt đến nhiệt độ 10.000 độ Celcius.

Công nghệ plasma cung cấp các giải pháp độc đáo để đáp ứng nhu cầu phi vật chất hóa ngày càng tăng trong thực tiễn đối với sự phát triển của các ngành công nghiệp nhạy cảm về mặt sinh thái như nhiệt độ cao, phản ứng hóa học cao, mật độ năng lượng cao và khả năng xử lý chất rắn, chất lỏng và khí. Trong nhiệt phân plasma, sự sinh nhiệt không phụ thuộc vào thành phần hóa học của vật liệu được sử dụng. Nó được làm nóng nhanh – 5000 độ Celcius có thể đạt được trong một phần nghìn giây bằng đầu phát plasma. Nó được làm nguội nhanh và tiêu thụ một lượng nhỏ khí. Lượng bức xạ cực tím cao tiêu diệt mầm bệnh trên các chất thải cần xử lý, có thể khô hoặc ướt. Có thể thu hồi năng lượng dưới dạng carbon monoxide và hydro.

Facilitation Centre for Industrial Plasma Technologies (FCIPT) của Viện nghiên cứu plasma, Gandhinagar, Gujarat, một viện được hỗ trợ của DAE, đã phát triển Hệ thống nhiệt phân để xử lý chất thải y tế. Đơn vị này đang hoạt động tại Viện nghiên cứu ung thư Gujarat ở Ahmedabad và công nghệ này đã được chuyển giao cho một doanh nhân tư nhân M/s Bhagwati Pyrotech Pvt. Ltd., Ahemdabad, Gujarat.

Nhiệt phân plasma cung cấp các giải pháp cho quá trình nhiệt phân hoàn toàn chất thải bệnh viện điển hình như băng polymer cellulose, túi máu polyvinyl clorua, găng tay cao su polyurethane và silicon và các chất thải khác làm từ polyetylen, polymethyl methacryit, cao su, thủy tinh, v.v… Hệ thống này cung cấp nhiệt độ cao với lượng bức xạ UV cao sẽ tiêu diệt hoàn toàn mầm bệnh.

Để xử lý chất thải y tế một cách an toàn, FCIPT của Viện Nghiên cứu Plasma đã phát triển lò nhiệt phân plasma thương mại để xử lý chất thải y tế (Hình 1).

Tóm tắt kỹ thuật của lò nhiệt phân plasma

Hệ thống nhiệt phân plasma kết hợp với “CASS” (Hệ thống an toàn tự động hoàn toàn) đảm bảo môi trường hoạt động, vượt qua mọi chỉ tiêu an toàn.

Chi phí lắp đặt, vận hành và bảo trì Hệ thống Nhiệt phân Plasma ngang bằng với các cơ sở đốt rác thông thường có công suất tương tự.

Sự đơn giản vốn có, không có các bộ phận chuyển động, tính dự phòng hệ thống, tự động hóa và tính ổn định đã được chứng minh của Hệ thống nhiệt phân plasma (Hình 2) đảm bảo độ tin cậy rất cao với thời gian dừng và bảo trì tối thiểu.

Yêu cầu về điện rất thấp. Nó ít hơn 1 kWh mỗi kg chất thải (xấp xỉ). Ngoại trừ khởi động và tắt, trường plasma thường đủ để duy trì nhiệt độ hoạt động. Với việc bổ sung máy tạo oxy và máy phát, chi phí vận hành thấp hơn nhiều so với hệ thống xử lý chất thải hoặc sản xuất năng lượng thông thường trên thị trường hiện nay.

Hệ thống xử lý chất thải y sinh đang được thử nghiệm thực tế tại Viện nghiên cứu ung thư Gujarat, Ahmedabad từ tháng 8 năm 2001. Nó đã được vận hành để xử lý chất thải y tế sinh học bị nhiễm bệnh bao gồm nhựa, bông, chất thải bệnh lý và mô. Các chất thải để xử lý như được thu thập từ bệnh viện mà không có sự phân tách hoặc xử lý trước. Hệ thống được chạy liên tục trong 4 đến 5 giờ mỗi ngày. Tốc độ xử lý là 18 – 20 kg/giờ. Vào tháng 12 năm 2001, hệ thống đã được thử nghiệm trong hơn 100 giờ với các điều kiện khác nhau của vật liệu thải và điều kiện vận hành. Hơn 500 kg chất thải y tế bị nhiễm bệnh đã được xử lý. Hệ thống được vận hành riêng đối với các mô người và chất thải bệnh lý. Trong các thử nghiệm, 100 kg mô đã được xử lý. Hệ thống được điều khiển bằng vi xử lý, cho phép một cá thể vận hành một hệ thống lò phản ứng xử lý, bao gồm điều khiển tải và nhiệt độ.