Il trattamento termico è molto spesso un termine che si riferisce a un metodo di trattamento dei rifiuti che non possono essere riciclati nel settore dei prodotti di consumo. Applicando calore ai rifiuti a livelli specifici, o, di fatto, incenerendoli, il volume dei materiali non recuperabili si riduce drasticamente e i materiali combustibili vengono bruciati per la termovalorizzazione di energia elettrica. Un campo correlato del trattamento termico è il trattamento del suolo o delle acque sotterranee contaminati per rimuovere gli inquinanti. L’obiettivo principale di tali trattamenti è separare idrocarburi e altri composti organici da materiali inorganici come metalli pesanti e sali metallici. Alcune delle industrie che si affidano al trattamento termico per l’efficienza economica e il rispetto delle leggi ambientali sono il settore della gestione dei rifiuti urbani, i forni da cemento e l’industria emergente della depolimerizzazione termica (TDP) che crea petrolio greggio dai rifiuti.
La gestione dei rifiuti attraverso il trattamento termico non è sempre una fase finale del processo per i rifiuti. In alcuni casi, il processo produce composti di scarto che rispettano le leggi ambientali e possono essere smaltiti in discarica. In situazioni in cui vengono prodotte elevate quantità di composti di metalli pesanti, questi materiali devono essere ulteriormente lavorati o spediti a strutture che possono utilizzare i rifiuti in una sorta di produzione industriale. Il costo per il trattamento dei rifiuti con metodi termici è tuttavia considerato abbastanza basso ed è principalmente un fattore di costo del lavoro.
Esistono due tipi principali di trattamento termico per i rifiuti a partire dal 2011. L’incenerimento viene utilizzato nei forni da cemento a temperature comprese tra 2,552° e 2,732° Fahrenheit (da 1,400° a 1,500° Celsius), dove i composti di idrocarburi vengono distrutti o bruciati come combustibile, e si applica anche a forme pericolose di rifiuti biologici come quello prodotto in campo medico. Altri approcci all’incenerimento includono la pirolisi che comporta la scomposizione di composti organici senza ossigeno presente e la gassificazione che fa reagire gli stessi composti con ossigeno e vapore per produrre syngas, un combustibile composto principalmente da monossido di carbonio e idrogeno.
Il desorbimento termico è il secondo metodo di trattamento termico disponibile a partire dal 2011, in cui i composti vengono vaporizzati ma non bruciati. La metodologia può essere utilizzata per trattare l’acqua e il suolo inquinati in loco, per rimuovere i composti organici volatili che vengono vaporizzati e raccolti per un ulteriore utilizzo o smaltimento. Il trattamento del suolo o dell’acqua in questo modo viene eseguito attraverso vari metodi, tra cui la resistenza elettrica e il riscaldamento a radiofrequenza o l’iniezione di composti caldi come aria, acqua o vapore. Il suolo e l’acqua che hanno livelli estremi di contaminazione, ad esempio dai rifiuti radioattivi, vengono trattati attraverso un processo di desorbimento termico noto come vetrificazione, in cui i materiali vengono riformati in un tipo di vetro che rimuove i composti organici e intrappola metalli e radionuclidi. La vetrificazione è un processo costoso, tuttavia, che deve essere condotto a temperature comprese tra 2,912° e 3,632° Fahrenheit (da 1,600° a 2,000° Celsius).
La depolimerizzazione termica è un’altra forma di trattamento termico dei rifiuti, che utilizza la materia prima della biomassa di scarto e della plastica in una versione accelerata del processo naturale che genera combustibili fossili. Pressione e calore vengono applicati ai rifiuti nel corso di diverse ore per scomporre la struttura molecolare dei composti in catene di idrocarburi più semplici. Inizialmente, la depolimerizzazione termica richiedeva più energia per creare il combustibile di quanta ne potesse fornire il combustibile stesso fino al 1996, quando i perfezionamenti del processo lo resero economicamente sostenibile.
Si stima che, a partire dal 2007, almeno 3,198,916 tonnellate di rifiuti solidi urbani (RSU) siano state convertite in energia su base annua dalle prime tre società occidentali del settore. Tuttavia, questa è solo una quantità molto piccola dei rifiuti solidi effettivamente prodotti in tutto il mondo ogni anno, con la sola Cina che ha prodotto circa 211,000,000 di tonnellate di rifiuti solidi urbani nel solo 2007. Si stima che dal 2007 il Giappone sia il leader mondiale nel trattamento termico dei rifiuti solidi urbani, dove sono state trattate oltre 40,000,000 di tonnellate. Il principale svantaggio del trattamento termico è che, nonostante i severi controlli, il processo genera quantità significative di inquinanti atmosferici altamente tossici, come composti di diossina, mercurio e monossido di carbonio.