يأكل وينام مع القمامة، مهندس فيتنامي يبتكر أول نظام لمعالجة النفايات بدون انبعاثات

(دان تري) - إن تكنولوجيا معالجة النفايات "3 لا": لا حرق، لا دفن، لا انبعاثات التي طورها الشعب الفيتنامي يمكنها تحويل النفايات إلى... ذهب أسود.

كانت منطقة جمع القمامة في منطقة ين دونج، باك جيانج (قديماً) ملوثة بشدة في السابق لأنها كانت مغمورة بعشرات الآلاف من الأطنان من القمامة المتبقية، وكانت ذات رائحة كريهة قوية، وكانت مليئة بالذباب مثل خلية النحل المكسورة.

الآن اختفى هذا المشهد.

وبدلاً من ذلك، فهو مصنع بلا دخان أو ضوضاء، وقليل من الناس يعتقدون أن بداخله دورة تحويل القمامة إلى "ذهب أسود".

يتم نقل النفايات عبر الناقل إلى الموضع العلوي للبرج الكيميائي الحراري.

تم هذا التحول بعد أكثر من ستة أشهر من تشغيل نظام معالجة النفايات "ثلاثي لا": لا حرق، لا دفن، لا انبعاثات، والذي قام ببحثه وتصميمه وتنفيذه فريق من المهندسين الفيتناميين. وهو أيضًا أول نظام معالجة نفايات خالٍ من الانبعاثات في فيتنام.

يعتمد هذا النظام على تقنية التحلل الحراري التحفيزي المتغير الضغط. فبدلاً من حرق النفايات في درجات حرارة عالية تتجاوز 950 ^درجة مئوية كما هو الحال في المحارق التقليدية (التي تُصدر غازات سامة كثيرة مثل الديوكسين والفوران)، تستخدم هذه التقنية درجات حرارة أقل بكثير (280-320 درجة مئوية) في بيئة لا هوائية (بدون أكسجين) لتفكيك الروابط في النفايات، مما يُساعد على تحللها ببطء دون احتراق.

إن جوهر النظام هو تقنية التحلل التحفيزي تحت الضغط المتغير.

لأنه لا يحترق، فإنه لا يُنتج دخانًا أو غبارًا ناعمًا أو غازات سامة. كما أنها تقنية معالجة لا تتطلب فرز النفايات من المصدر، وهو إنجاز مهم في ظلّ أن أكثر من 90% من النفايات المنزلية في فيتنام لا تزال نفايات مختلطة.

يستطيع النظام يومياً معالجة ما بين 60 إلى 160 طناً من النفايات، وهو ما يكفي لخدمة مجموعة من البلديات أو منطقة حضرية صغيرة دون الحاجة إلى بناء مكب نفايات.

تنقسم دورة معالجة النفايات إلى 6 مناطق تشغيل مغلقة:

1. الاستلام والمعالجة المسبقة: يتم تجريد النفايات الداخلة من المواد الخاملة ويتم موازنة الرطوبة.

2. فرن الهضم الحراري التحفيزي ذو الضغط المتغير: هنا، يتم وضع النفايات في تفاعل حراري لاهوائي مع المحفز.

٣. استخلاص ومعالجة الغاز الحيوي والزيت الحيوي: يُرشَّح الغاز الاصطناعي والزيت الحيوي، ويُفصلان، ويُنظَّفان. يُعاد تسخين الغاز والزيت إلى المفاعل دون استخدام الوقود الأحفوري.

4. استعادة الفحم الحيوي وتبريده: يشكل النفايات بعد التفاعل الفحم الحيوي، والذي يتم تبريده في حاوية مغلقة لضمان السلامة والجودة.

5. معالجة المكثفات: افصل المياه النظيفة من عملية التفاعل وأعد استخدامها.

6. مراقبة مجموعة التحكم: أتمتة النظام بأكمله، والتحكم في الوقت الحقيقي.

والأمر المميز هو أن الطاقة المولدة من النفايات سيتم إعادة تدويرها للحفاظ على الحرارة للمفاعل ويمكن بيعها إلى مجالات أخرى عندما يكون هناك فائض.

مشغل نظام معالجة النفايات.

يُستخدم الغاز النظيف (غاز التوليف) للحفاظ على حرارة فرن المعالجة. ويمكن تزويد الغلايات بالزيت الحيوي أو استخدامه في الصناعة. ويُستخدم الفحم الحيوي كوقود للحرق وتحسين التربة. وتُستعاد المياه النظيفة لتلبية المعايير اللازمة لتشغيل النظام.

جميع المنتجات تُختبر بشكل مستقل في معهد الطاقة وعلوم وتكنولوجيا البيئة التابع للأكاديمية الفيتنامية للعلوم والتكنولوجيا. وتُظهر النتائج أنها تُلبي المعايير الصناعية، وأنها غير ضارة بالبيئة أو الإنسان.

بفضل هيكلها المعياري المرن، يُمكن تطبيق هذه التقنية في أي مقاطعة أو مدينة، من المناطق الجبلية إلى المناطق الحضرية، دون الحاجة إلى نظام فرز نفايات مسبق. تعمل كل وحدة بشكل مستقل، وتتميز بسهولة الصيانة، وتوفير المساحة، وخفض تكاليف المعالجة.

مخاوف من جبال مكبات النفايات الملوثة للمنطقة بأكملها

إن الحصول على هذا النظام المتطور لمعالجة النفايات هو بمثابة فترة طويلة من "الأكل والنوم" مع النفايات من قبل مجموعة من المهندسين الفيتناميين من مختلف التخصصات، ولكنهم يتشاركون نفس الاهتمام بالمشاكل البيئية في البلاد.

تعتبر معالجة النفايات قضية صعبة.

يتذكر المهندس فام كووك هونغ - أحد أعضاء فريق البحث في نظام معالجة النفايات الخالية من الانبعاثات - رحلات العمل من الشمال إلى الجنوب قبل 10 سنوات، والتي أدت إلى قرار الفريق بالتعمق في أبحاث معالجة النفايات.

أينما ذهبنا، كانت مكبات النفايات تتراكم كالجبال وتلوثها. ذهبتُ إلى نام سون ( هانوي )، ثم دينه فو (هاي فونغ)، وكانت كل الأماكن مكتظة. في الأخبار آنذاك، لم يكن من الصعب رؤية أخبار عن أشخاص نصبوا خيامًا لعرقلة حركة المركبات بسبب الرائحة الكريهة، كما يتذكر المهندس هونغ.

توجهت المجموعة إلى مجال معالجة النفايات بهدف واضح: يجب أن يكون هناك حل جذري.

خلال البحث، أدركوا أن القمامة ليست مجرد نفايات، بل هي أيضًا نوع من الوقود. بعض أنواع النفايات المنزلية تحتوي على طاقة تعادل طاقة غبار الفحم في كوانغ نينه 6، حيث تصل إلى 3800-4200 سعر حراري/كجم.

أدركنا أن القمامة ليست مجرد مشكلة بيئية، بل هي طاقة وفرصة. إذا عالجنا القمامة بعناية، فلن تحل فيتنام مشكلة التلوث فحسب، بل ستُسهم أيضًا في حل مشكلة الطاقة، كما حلل المهندس هونغ.

نظام استيراد بمليارات الدولارات "عاجز" في مواجهة القمامة الفيتنامية

وتم تشكيل "مجلس علمي" مكون من أربعة أعضاء، كل منهم لديه خبرة مختلفة: التصميم - الأتمتة، والمعدات، والتكنولوجيا، والبتروكيماويات - الطاقة لإيجاد الحل.

وفقًا للمهندس هونغ، فإن أكبر صعوبة تواجهها نفايات فيتنام لا تكمن فقط في التكنولوجيا، بل يجب أن تكون هذه التكنولوجيا مناسبة لظروف النفايات في فيتنام. لدى الدول المتقدمة نظام لفرز النفايات من المصدر، مما يساعد على جعلها نظيفة وموحدة وسهلة المعالجة.

في فيتنام، تتكون النفايات المنزلية من خليط من كل شيء، من الطعام وأكياس النايلون إلى الطوب ونفايات البناء، وحتى النفايات الخطرة. تتميز هذه النفايات بانخفاض قيمتها الحرارية، وارتفاع رطوبة الهواء، وكثرة الشوائب، ما يُسبب انسدادات وتفاعلات حادة في الفرن. وإذا ما تم تطبيق تقنيات أجنبية مباشرةً، فسيكون من الصعب تشغيلها بكفاءة، مما يؤدي غالبًا إلى انسداد الفرن.

السؤال التالي: كيفية التعامل مع القمامة؟

بالرجوع إلى سلسلة من النماذج العالمية، مثل البلازما الأمريكية، واحتراق الطبقة المميعة الألمانية، والمعالجة اليابانية عالية الحرارة، انبهر فريق المهندسين بالتقنيات الحديثة. لكنهم سرعان ما أدركوا أن الاستثمار فيها مكلف للغاية، وأن تكلفة المعالجة أعلى.

تم وضع الوحدة الأمريكية قيد الاختبار من قبل الفريق.

قد تصل تكاليف معالجة النفايات في الولايات المتحدة إلى 100 دولار أمريكي للطن. أما في فيتنام، فمتوسط ​​تكلفة معالجة النفايات عادةً ما يتراوح بين 15 و20 دولارًا أمريكيًا للطن. في حال استخدام آلات أجنبية، فإن تكاليف التشغيل وحدها كفيلة بتدمير المشروع من البداية.

"إذا لم نتمكن من حل مشكلة النفايات غير المفروزة ولم نتمكن من تحمل التكلفة محليًا، فإن كل الحلول ستبقى حبرًا على ورق"، كما حلل المهندس هونج.

خلال عملية البحث، أنشأت المجموعة نموذجًا أوليًا لوحدة معالجة النفايات الخاصة بها. ولكن، نظرًا لعدم إيمانها بقدرتها على "ابتكار نفسها"، استثمرت المجموعة مليارات الدونغ في وحدة تستخدم تقنية أمريكية للاختبار المتوازي. في الواقع، كانت معظم الموارد والتوقعات في البداية موجهة لهذه التقنية الأجنبية.

ظننا أن الدول الأجنبية أكثر تطورًا، بل أفضل بالتأكيد، لذا أعطينا الأولوية للتكنولوجيا الأمريكية. في ذلك الوقت، لم نكن نثق بأنفسنا، ولم نكن نثق بالذكاء الفيتنامي. لكن عندما أدركنا الحقيقة، أدركنا أن التكنولوجيا الأمريكية حديثة وجيدة، لكنها لم تكن مناسبة للنفايات الفيتنامية، كما قال المهندس هونغ.

تم تشغيل النظام لاختبار معالجة النفايات في ين دونج (قديمًا) اعتبارًا من نهاية عام 2024، ولكن بعد بضعة أشهر فقط، أظهرت النفايات المحلية بسرعة تعقيدها و"صعوبة".

لا يوجد تصنيف، رطوبة عالية، شوائب كثيرة، قيمة حرارية منخفضة. الآلات مسدودة باستمرار، والتفاعل في الفرن غير مستقر.

نحن ندرك أن هناك مشاكل للشعب الفيتنامي يجب أن يحلها الشعب الفيتنامي. فليبحث الشعب الفيتنامي عن حلول له، قال المهندس هونغ.

تناول الطعام والنوم مع القمامة للبحث ومناقشة كل مسمار

وبعد فشلهم في تطبيق الخطة (أ)، التي استنفدت كل مواردهم تقريبا، قرر فريق البحث "البدء من جديد" مع فكرتهم المبتكرة.

نموذج ثلاثي الأبعاد لنظام معالجة النفايات الخالية من الانبعاثات.

يتذكر المهندس بوي كووك دونج - رئيس فريق البحث التكنولوجي - بوضوح فترة الأشهر العديدة التي كان فيها الأعضاء يأكلون وينامون في مساكن مؤقتة في مكب النفايات، للبحث والمناقشة والتجربة.

عندما وصلنا إلى هنا، كانت القمامة متراكمة بارتفاع 7-8 أمتار، وكانت العصارة سوداء اللون، والذباب يملأ المنطقة بأكملها. بشكل عام، كان الوضع سيئًا للغاية. أتذكر حينها أنني كنت أتناول الأرز اللزج على الفطور، لكنني لم أستطع الجلوس وتناوله، كنت أضطر للمشي أثناء الأكل حتى لا يعلق به الذباب.

المهندس بوي كووك دونج - رئيس فريق البحث التكنولوجي.

لكن المجموعة بأكملها عازمة على بذل كل جهودها في التجديد التدريجي، والعيش وتناول الطعام مع العمال،" كما شارك المهندس دونج.

ولتحسين وتطوير نظام معالجة النفايات، يواجه فريق البحث العديد من المشاكل الكبيرة التي يتعين عليه حلها.

تكمن المشكلة الأصعب في كيفية التعامل مع النفايات المختلطة. هذا هو السؤال الجوهري الذي أدى إلى فشل العديد من تقنيات معالجة النفايات غير المحروقة في فيتنام.

النظام الذي طورته المجموعة هو تقنية لتحويل النفايات باستخدام بيئة حرارية - تُعرف اختصارًا بالكيمياء الحرارية. يتمثل جوهرها في استخدام تفاعلات كيميائية في بيئة حرارية لتفكيك الروابط العضوية في النفايات. تحتوي كتلة النفايات على العديد من المكونات المعقدة، بعضها يصعب فصله، لذا من الضروري تهيئة ظروف تفاعل تُمكّن من التحلل إلى أقصى حد.

الهدف هو إنشاء ثلاث مراحل مميزة: صلب - سائل - غاز. الصلب هو الفحم، والسائل هو النفط، والغاز هو الغاز. ولتحقيق ذلك، يجب أن يعمل النظام في دورة دقيقة، من خلال العديد من خطوات المعالجة المتتالية.

أولاً، كيفية وضع النفايات في غرفة التفاعل. عند دخول النفايات إلى غرفة التفاعل، تُنتج العديد من المنتجات: الغاز، والبخار، والنفط، والفحم. يجب على المجموعة إيجاد طريقة لمعالجة هذه المواد الأربع جميعها لإنتاج منتجات صالحة للاستخدام تخدم حياة الإنسان بشكل جيد.

تبدأ عملية البحث بـ "تفكيك" كل مشكلة كبيرة.

قاموا بتقسيم القضايا المحددة: كيفية تحديد نفايات الإدخال مسبقًا، وكيفية التحكم في الرطوبة، وما هي المواد التي يمكنها تحمل الحرارة والتآكل، وكيف يعمل تدفق الهواء والزيت في الفرن، وأين تذهب المواد الصلبة، وأين تهرب السوائل والغازات، وكيفية جعلها محكمة الإغلاق وسهلة الصيانة...

ينقسم كل سؤال إلى العديد من الأجزاء الصغيرة، المتعلقة بالكيمياء والميكانيكا والهيدروليكا والمواد والطاقة والديناميكا الحرارية والأتمتة...

يتم إعادة تدوير المنتجات الناتجة كوقود لنظام المعالجة.

بدأت المجموعة من جديد كطلاب، يبحثون عن وثائق، ويعيدون الرسم من الرسم الأولي، ويحاكون كل تفاصيل غرفة التفاعل، ويعيدون تصميم مسارات الغاز والفحم والماء والنفط.

تُناقَش كلُّ قضيةٍ تُثار بِجدٍّ وشمول. على أصحاب الأفكار الجديدة الدفاع عن آرائهم، وللآخرين الحقُّ في مُناقشتها حتى النهاية. هناك مبادراتٌ تُناقَش لأسابيع، لكنها تُرَفَض في النهاية لعدم جدواها.

كانت هناك فترة كنا نعقد فيها اجتماعات فور أن نفتح أعيننا. كنا نتناقش باستمرار للوصول إلى الحل الأمثل لكل تفصيلة صغيرة، مثل: البراغي، والحشيات، والأختام، ونعومة الفرن، وانحداره..."، قال المهندس دونج.

ويصفها هذا الخبير بأنها "آلة مركبة من مئات الابتكارات"، والتي تشكلت من العديد من المشاكل التقنية وتجارب الحياة.

من الأمثلة النموذجية على ذلك مشكلة التعامل مع الغاز الاصطناعي. يتميز الغاز الناتج من النفايات بخصائص مختلفة عن الغاز التجاري. لا يوجد موقد في السوق قادر على حرق هذا الغاز، لذا اضطروا لتجربة مئات الفوهات لإيجاد مزيج الغاز المناسب. وكما هو الحال مع الزيت الحيوي، اضطر الفريق إلى تصميم فرن خاص بهم لتجنب الدخان وزيادة الطاقة إلى أقصى حد.

تُسبب النفايات المنزلية الفيتنامية التقليدية تآكلًا أسرع للمعدات، لاحتوائها على أحماض، وصلصة سمك، وملح، ومياه صرف صحي. يستخدم فريق البحث طلاءً مقاومًا للحرارة ومقاومًا للتآكل، ويجمع بين طبقات متعددة من المواد لإطالة عمره الافتراضي.

هناك مشاكل تبدو بسيطة، مثل إزالة الفحم من فرن مغلق، لكنها تصبح معقدة وتُحل في النهاية تقريبًا. ففي بيئة تبلغ درجة حرارتها حوالي 300 درجة مئوية، لا يصلح أي نوع من الحشيات للاستخدام طويل الأمد.

من حيث المبدأ، يجب أن يكون الفرن مُحكم الغلق. يسهل إخراج المواد السائلة والغازية، لكن ليس من السهل إخراج المواد الصلبة من الفرن المُغلق. يجب أن يتمتع النظام بقوة دفع، وأن يكون مقاومًا للانسداد، وناعمًا، وأخيرًا، يجب أن يكون مُحكم الغلق عند الفتح والإغلاق. هذه منطقة حرارية، لذا لا يُمكن لأي حشية أو مانع تسرب أن يتحمل درجات الحرارة العالية هذه وأن يكون متينًا، كما حلل المهندس دونغ.

تم استلهام تصميم هذا المبنى من بندقية الجوت لاستخراج الفحم.

بعد أسبوع من التفكير، وجد هذا المهندس الحل من البندقية التي كانت تطلق كرات الجوت في طفولته. كان هذا النوع من البنادق يتطلب إغلاقًا كاملًا لإطلاقه. أطلق عليه اسم "ابتكار بندقية الفحم" بنظام مكبس هيدروليكي بدلًا من عصا الخيزران التي كانت في لعبة طفولته.

خلال عملية الاختبار، كان على الفريق أن يجلب باستمرار عينات من المنتجات النهائية، من الغاز والفحم والمياه إلى النفط، للاختبار في معهد الكيمياء ومعهد البيئة والطاقة.

تم اختبار الفحم وحده أكثر من عشر مرات، والغاز عشرات المرات، ومياه الصرف الصحي أظهرت مئات المؤشرات. في كل مرة يفشل فيها الاختبار، كان على المجموعة بأكملها العودة وإجراء التعديلات.

لدينا سجلّات تفتيشٍ غزيرة. عندما يُحقّق هدفٌ ما، لا يُحقّق آخر. علينا أن نلتقي مجددًا، ونُجري تعديلاتٍ نظرية، ثمّ نُجري التجارب، ثمّ نعود إلى الاختبار،" قال المهندس دونغ. "من المستحيل إحصاء عدد هذه الحلقات."

يتوقف الاختبار عندما تفي جميع منتجات الإخراج الأربعة بمعايير المجموعة.

عندما تكون القمامة موردًا

حتى الآن، أنجز الفريق ثلاث وحدات بسعات مختلفة: ٤٠-٦٠ طنًا، و٦٠-٨٠ طنًا، و١٠٠-١٢٠ طنًا يوميًا. ويمكن ربط أكبر وحدة بمفردها بنظام معالجة بسعة ١٠٠٠ طن.

بعد فترة من التشغيل، يقوم المصنع بتحويل النفايات الصلبة المنزلية والصناعية إلى طاقة تشغيلية مستقرة بطاقة تتراوح بين 120 إلى 150 طنًا يوميًا.

إن مصنع القمامة الخالي من الدخان، والخالي من مياه الصرف الصحي، والخالي من الروائح، والخالي من الرماد، والذي كان يعتبر مستحيلاً في السابق، أصبح الآن حقيقة واقعة.

"نحن نهدف إلى تطبيق نموذج معالجة النفايات عند المصدر في كل بلدية أو مجموعة من البلديات بحيث لا يتعين نقلها بعيدًا، مما يوفر التكاليف ويحمي البيئة.

وأوضح المهندس هونج، أنه "إذا ركزنا 500-600 طن يوميا في مصنع كبير، فسوف تضطر بعض المناطق إلى نقل القمامة لمسافة تصل إلى 100 كيلومتر تقريبا، وفي المناطق الجبلية سيكون الأمر أكثر صعوبة، وفي بعض الأحيان تكون تكلفة النقل أعلى من تكلفة معالجة النفايات للمصنع".

ولم يتوقف فريق البحث عند النفايات المنزلية والصناعية، بل قال إن هذه التكنولوجيا يمكن تعديلها في بعض أجزاء النظام للتعامل مع الحيوانات النافقة بسبب الأوبئة مثل حمى الخنازير الأفريقية، وإنفلونزا الطيور...

قد تُجبر الأوبئة الكبيرة كل منطقة على إعدام مئات الأطنان من الماشية والدواجن بطرق الدفن التقليدية. وهذا لا يُهدر الموارد البيولوجية فحسب، بل يُشكل أيضًا خطر تلوث التربة والمياه الجوفية، ولا يُستبعد الإلقاء غير القانوني للذبائح، مما يُشكل مخاطر على الأمن البيولوجي.

في الماضي، عندما كان الحديث عن معالجة النفايات يقتصر على حرقها أو دفنها. أما الآن، فلم تعد النفايات تُرمى، بل أصبحت موردًا ذا قيمة اقتصادية، هذا ما قاله المهندس فام كوك هونغ بفخر، وهو ينظر إلى خط الإنتاج.

الصورة: مينه نهات، باو نغوك

فيديو: دوآن ثوي

المصدر: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/an-ngu-voi-rac-ky-su-viet-tao-he-thong-xu-ly-rac-khong-phat-thai-dau-tien-20250805152731296.htm