مهندس ویتنامی با خوردن و خوابیدن با زباله، اولین سیستم تصفیه زباله با انتشار صفر را ابداع کرد

(دن تری) - فناوری تصفیه زباله "سه مورد ممنوع": بدون سوزاندن، بدون دفن، بدون انتشار گازهای گلخانه‌ای که توسط مردم ویتنام توسعه داده شده است، می‌تواند زباله را به... طلای سیاه تبدیل کند.

منطقه جمع‌آوری زباله در منطقه ین دونگ، باک گیانگ (قدیمی)، زمانی به شدت آلوده بود، زیرا با ده‌ها هزار تن زباله باقی‌مانده پر شده بود، بوی تعفن شدیدی داشت و مانند کندوی شکسته زنبور عسل، پر از مگس بود.

حالا آن صحنه از بین رفته است.

در عوض، این یک کارخانه‌ی بی‌دود و بی‌صدا است و کمتر کسی فکر می‌کند که درون آن چرخه‌ای از تبدیل زباله به «طلای سیاه» وجود دارد.

زباله‌ها توسط نوار نقاله به بالای برج ترموشیمیایی منتقل می‌شوند.

این تحول پس از بیش از ۶ ماه بهره‌برداری از سیستم تصفیه فاضلاب «۳-نه» رخ داد: بدون سوزاندن، بدون دفن، بدون انتشار گازهای گلخانه‌ای، که توسط گروهی از مهندسان ویتنامی تحقیق، طراحی و اجرا شده است. این همچنین اولین سیستم تصفیه فاضلاب با انتشار صفر در ویتنام است.

هسته اصلی این سیستم، فناوری تجزیه حرارتی کاتالیزوری با فشار متغیر است. به جای سوزاندن زباله در دماهای بالا بالاتر از ۹۵۰ ^درجه سانتیگراد مانند زباله‌سوزهای سنتی (که گازهای سمی زیادی مانند دیوکسین و فوران منتشر می‌کنند)، این فناوری از دماهای بسیار پایین‌تر (۲۸۰ تا ۳۲۰ درجه سانتیگراد) در یک محیط بی‌هوازی (بدون اکسیژن) برای «شکستن» پیوندهای موجود در زباله استفاده می‌کند و به تجزیه آهسته زباله بدون سوختن کمک می‌کند.

هسته اصلی این سیستم، فناوری تجزیه کاتالیزوری با فشار متغیر است.

از آنجا که نمی‌سوزد، دود، گرد و غبار ریز یا گازهای سمی تولید نمی‌کند. این همچنین یک فناوری تصفیه است که نیازی به دسته‌بندی زباله در مبدا ندارد، که در شرایطی که بیش از ۹۰٪ زباله‌های خانگی در ویتنام هنوز زباله‌های مخلوط هستند، یک پیشرفت مهم محسوب می‌شود.

هر روز، یک سیستم می‌تواند ۶۰ تا ۱۶۰ تن زباله را پردازش کند، که برای تأمین نیاز یک مجتمع شهری یا یک منطقه کوچک شهری بدون نیاز به ساخت محل دفن زباله کافی است.

چرخه تصفیه فاضلاب به 6 منطقه عملیاتی بسته تقسیم می‌شود:

۱. دریافت و پیش‌تصفیه: مواد بی‌اثر زباله ورودی جدا شده و رطوبت آن متعادل می‌شود.

۲. کوره هضم حرارتی کاتالیزوری با فشار متغیر: در اینجا، زباله در یک واکنش حرارتی بی‌هوازی همراه با کاتالیزور قرار می‌گیرد.

۳. بازیابی و تصفیه بیوگاز و بیوروغن: گاز سنتز و بیوروغن فیلتر، جداسازی و تمیز می‌شوند. گاز و نفت بدون استفاده از سوخت‌های فسیلی دوباره گرم شده و به راکتور فرستاده می‌شوند.

۴. بازیابی و خنک‌سازی بیوچار: ضایعات پس از واکنش، بیوچار را تشکیل می‌دهند که برای اطمینان از ایمنی و کیفیت، در یک ظرف دربسته خنک می‌شوند.

۵. تصفیه میعانات: آب تمیز را از فرآیند واکنش جدا کرده و دوباره از آن استفاده کنید.

۶. خوشه کنترل نظارت: خودکارسازی کل سیستم، کنترل بلادرنگ.

نکته ویژه این است که انرژی تولید شده از زباله‌ها برای حفظ گرما برای راکتور بازیافت می‌شود و در صورت وجود مازاد، می‌توان آن را به سایر حوزه‌ها فروخت.

اپراتور سیستم تصفیه فاضلاب

گاز پاک (گاز سنتز) برای حفظ گرما برای خود کوره تصفیه استفاده می‌شود. روغن زیستی می‌تواند به دیگ بخار عرضه شود یا در صنعت مورد استفاده قرار گیرد. زغال زیستی به عنوان سوخت برای سوزاندن و بهبود خاک استفاده می‌شود. آب پاک برای برآورده کردن استانداردها جهت استفاده در عملیات سیستم، بازیابی می‌شود.

تمام محصولات خروجی به طور مستقل در موسسه علوم و فناوری انرژی و محیط زیست - آکادمی علوم و فناوری ویتنام آزمایش می‌شوند. نتایج نشان می‌دهد که آنها مطابق با استانداردهای صنعتی هستند و برای محیط زیست یا انسان مضر نیستند.

با ساختار مدولار انعطاف‌پذیر خود، این فناوری می‌تواند در هر استان یا شهری، از مناطق کوهستانی گرفته تا مناطق شهری، بدون نیاز به سیستم مرتب‌سازی زباله در بالادست، تکرار شود. هر ماژول می‌تواند به طور مستقل عمل کند، نگهداری آن آسان است، در فضا صرفه‌جویی می‌کند و در هزینه‌های پردازش صرفه‌جویی می‌کند.

نگرانی‌ها از کوه‌های زباله که کل منطقه را آلوده می‌کنند

برای داشتن این سیستم پیشرفته تصفیه فاضلاب، مدت زیادی است که گروهی از مهندسان ویتنامی با رشته‌های مختلف با زباله‌ها «می‌خورند و می‌خوابند» اما همگی دغدغه مشترکی در مورد مشکلات زیست‌محیطی کشور دارند.

مدیریت پسماند یک مسئله چالش برانگیز است.

مهندس فام کوک هونگ - عضو تیم تحقیقاتی سیستم تصفیه فاضلاب با انتشار صفر، سفرهای کاری خود از شمال به جنوب را در 10 سال پیش به یاد می‌آورد که منجر به تصمیم تیم برای تحقیق در مورد تصفیه فاضلاب شد.

مهندس هونگ به یاد می‌آورد: «هر جا که می‌رفتیم، محل‌های دفن زباله مثل کوه روی هم انباشته شده و آلوده بودند. من به نام سون ( هانوی ) و سپس به دین وو (های فونگ) رفتم و همه جا پر از زباله بود. در اخبار آن زمان، دیدن اطلاعاتی در مورد افرادی که چادرهایی برای جلوگیری از وسایل نقلیه برپا می‌کردند، کار سختی نبود، زیرا نمی‌توانستند بوی بد را تحمل کنند.»

این گروه با یک هدف مشخص به حوزه تصفیه فاضلاب ورود کرد: باید یک راه حل اساسی وجود داشته باشد.

در طول تحقیق، آنها متوجه شدند که زباله فقط یک زباله نیست، بلکه نوعی سوخت نیز هست. برخی از انواع زباله‌های خانگی انرژی معادل گرد و غبار زغال سنگ کوانگ نین ۶ دارند که به ۳۸۰۰ تا ۴۲۰۰ کیلوکالری بر کیلوگرم می‌رسد.

مهندس هونگ تحلیل کرد: «ما متوجه شدیم که زباله فقط یک مشکل زیست‌محیطی نیست. زباله انرژی است. زباله یک فرصت است. اگر با زباله به طور کامل برخورد کنیم، ویتنام نه تنها آلودگی را حل می‌کند، بلکه مشکل انرژی را نیز حل خواهد کرد.»

سیستم واردات میلیارد دلاری در برابر زباله‌های ویتنامی "درمانده" است

یک «شورای علمی» متشکل از چهار عضو تشکیل شد که هر کدام تخصص متفاوتی داشتند: طراحی - اتوماسیون، تجهیزات، فناوری، پتروشیمی - انرژی تا راه حل را پیدا کنند.

به گفته مهندس هونگ، بزرگترین مشکل زباله‌های ویتنام نه تنها فناوری است، بلکه این فناوری باید برای شرایط واقعی زباله در ویتنام مناسب باشد. کشورهای توسعه‌یافته سیستمی برای دسته‌بندی زباله از مبدا دارند که به تمیز، یکنواخت و آسان شدن دفع زباله کمک می‌کند.

در ویتنام، زباله‌های خانگی ترکیبی از همه چیز، از غذا، کیسه‌های نایلونی گرفته تا آجر، نخاله‌های ساختمانی و حتی زباله‌های خطرناک است. ارزش حرارتی پایین، رطوبت بالا، ناخالصی‌های زیاد، به راحتی باعث انسداد و واکنش‌های شدید در کوره می‌شود. اگر فناوری خارجی مستقیماً اعمال شود، عملکرد مؤثر آن دشوار خواهد بود و اغلب باعث انسداد کوره می‌شود.

سوال بعدی: چگونه با زباله‌ها مقابله کنیم؟

با اشاره به مجموعه‌ای از مدل‌های موجود در جهان مانند: پلاسمای آمریکایی، احتراق بستر سیال آلمانی، عملیات حرارتی با دمای بالای ژاپنی، گروه مهندسان غرق در فناوری مدرن شدند. اما آنها به سرعت متوجه این حقیقت شدند که سرمایه‌گذاری در آنها بسیار گران است، هزینه پردازش حتی گران‌تر نیز بود.

ماژول آمریکایی توسط تیم مورد آزمایش قرار گرفت.

«هزینه‌های تصفیه زباله در ایالات متحده می‌تواند تا ۱۰۰ دلار در هر تن باشد. در همین حال، در ویتنام، میانگین هزینه تصفیه زباله معمولاً فقط ۱۵ تا ۲۰ دلار در هر تن است. اگر از ماشین‌آلات خارجی استفاده شود، هزینه‌های عملیاتی به تنهایی از همان ابتدا کسب و کار را از بین می‌برد.»

مهندس هانگ تحلیل کرد: «اگر مشکل زباله‌های تفکیک‌نشده قابل حل نباشد و هزینه آن در داخل کشور قابل پرداخت نباشد، تمام راه‌حل‌ها فقط روی کاغذ باقی خواهند ماند.»

این گروه از طریق فرآیند تحقیق، نمونه اولیه ماژول تصفیه فاضلاب خود را ساخت. با این حال، از آنجا که واقعاً به توانایی خود در «اختراع خود» اعتقاد نداشت، میلیاردها دلار در ماژولی با استفاده از فناوری آمریکایی برای آزمایش موازی سرمایه‌گذاری کرد. در واقع، در ابتدا، بیشتر منابع و انتظارات برای این فناوری خارجی بود.

مهندس هونگ گفت: «ما فکر می‌کردیم کشورهای خارجی توسعه‌یافته‌تر و قطعاً بهتر هستند، بنابراین فناوری آمریکایی را در اولویت قرار دادیم. در آن زمان، ما واقعاً به خودمان ایمان نداشتیم، واقعاً به هوش ویتنامی‌ها اعتقاد نداشتیم. اما وقتی به واقعیت رسیدیم، متوجه شدیم که فناوری آمریکایی مدرن و خوب است، اما برای زباله‌های ویتنامی مناسب نیست.»

این سیستم برای آزمایش تصفیه فاضلاب در ین دونگ (قدیمی) از پایان سال ۲۰۲۴ به بهره‌برداری رسید، اما تنها پس از چند ماه، زباله‌های محلی به سرعت پیچیدگی و «دشواری» خود را نشان دادند.

بدون طبقه‌بندی، رطوبت بالا، ناخالصی‌های زیاد، ارزش حرارتی پایین. دستگاه‌ها دائماً مسدود می‌شوند و واکنش در کوره ناپایدار است.

مهندس هونگ گفت: «ما متوجه هستیم که مشکلاتی برای مردم ویتنام وجود دارد که باید توسط مردم ویتنام حل شود. بگذارید مردم ویتنام برای مردم ویتنام راه‌حل‌هایی پیدا کنند.»

با زباله‌ها بخور و بخواب تا تحقیق کنی، در مورد هر پیچ بحث کن

تیم تحقیقاتی که در طرح A که تقریباً تمام منابع آنها را درگیر کرده بود، شکست خورده بود، تصمیم گرفت با ایده خود «از نو شروع کند».

مدل سه‌بعدی سیستم تصفیه پسماند با انتشار صفر.

مهندس بویی کوک دانگ - رئیس تیم تحقیقات فناوری، به وضوح دوره چندین ماهه ای را به یاد می آورد که اعضا برای تحقیق، بحث و آزمایش، در محل های اسکان موقت در محل دفن زباله غذا می خوردند و می خوابیدند.

«وقتی تازه به اینجا رسیده بودیم، زباله‌ها ۷-۸ متر روی هم انباشته شده بودند، شیرابه‌ها سیاه بودند و مگس‌ها کل منطقه را پر کرده بودند. در کل، اوضاع وحشتناک بود. آن زمان یادم می‌آید که برای صبحانه برنج چسبناک داشتم، اما نمی‌توانستم بنشینم و آن را بخورم، مجبور بودم موقع غذا خوردن راه بروم تا مگس‌ها روی آن ننشینند.»

مهندس بویی کوک دونگ - رئیس تیم تحقیقات فناوری.

مهندس دانگ گفت: «اما تمام گروه مصمم است تمام تلاش خود را برای بازسازی تدریجی، زندگی و غذا خوردن با کارگران به کار گیرد.»

برای بهبود و تکمیل سیستم تصفیه فاضلاب، تیم تحقیقاتی با مشکلات بزرگ زیادی روبرو است که باید آنها را حل کند.

دشوارترین مشکل، نحوه مدیریت زباله‌های مخلوط است. این سوال بزرگی است که باعث شده بسیاری از فناوری‌های تصفیه زباله غیرسوزانی در ویتنام با شکست مواجه شوند.

سیستمی که توسط این گروه توسعه داده شده، فناوری‌ای برای تبدیل زباله با استفاده از یک محیط حرارتی است - که به اختصار ترموشیمی نامیده می‌شود. هسته اصلی این فناوری، استفاده از واکنش‌های شیمیایی در یک محیط حرارتی برای تجزیه پیوندهای آلی در زباله است. در یک توده زباله، اجزای پیچیده زیادی وجود دارد که جداسازی برخی از آنها بسیار دشوار است، بنابراین ایجاد شرایط واکنشی که بتواند تا حداکثر تجزیه شود، ضروری است.

هدف ایجاد سه فاز مجزا است: جامد - مایع - گاز. جامد زغال سنگ است، مایع نفت است، گاز گاز است. برای انجام این کار، سیستم باید در یک چرخه دقیق و از طریق مراحل پردازش متوالی متعدد عمل کند.

اول، نحوه قرار دادن زباله‌ها در محفظه واکنش. وقتی زباله‌ها وارد محفظه واکنش می‌شوند، محصولات زیادی ایجاد می‌کنند: گاز، بخار، نفت و زغال سنگ. این گروه باید راهی برای پردازش هر چهار ماده پیدا کند تا محصولات قابل استفاده‌ای ایجاد کند که به خوبی به زندگی بشر خدمت کنند.

فرآیند تحقیق با «تجزیه» هر مشکل بزرگ آغاز می‌شود.

آنها مسائل خاص را تقسیم‌بندی کردند: چگونه ضایعات ورودی را از قبل انتخاب کنیم، چگونه رطوبت را کنترل کنیم، چه موادی می‌توانند در برابر گرما و خوردگی مقاومت کنند، جریان هوا و روغن در کوره چگونه کار می‌کند، مواد جامد به کجا می‌روند، مایعات و گازها از کجا فرار می‌کنند، چگونه آن را هم هوابند کنیم و هم نگهداری آن را آسان کنیم...

هر سوال به بخش‌های کوچک زیادی تقسیم شده است که مربوط به شیمی، مکانیک، هیدرولیک، مواد، انرژی، ترمودینامیک، اتوماسیون و ...

محصولات تولید شده به عنوان سوخت برای سیستم تصفیه بازیافت می‌شوند.

این گروه کار خود را از نو و به عنوان دانشجو آغاز کردند، به دنبال اسناد و مدارک گشتند، از روی طرح اولیه دوباره طراحی کردند، تمام جزئیات محفظه واکنش را شبیه‌سازی کردند و مسیرهای گاز، زغال سنگ، آب و نفت را از نو طراحی کردند.

هر موضوعی که مطرح می‌شود، به طور کامل مورد بحث قرار می‌گیرد. کسانی که ایده‌های جدیدی دارند باید از نظرات خود دفاع کنند و دیگران حق دارند تا انتها آنها را زیر سوال ببرند. ابتکاراتی وجود دارد که هفته‌ها مورد بحث قرار می‌گیرند اما در نهایت به دلیل عدم امکان اجرا رد می‌شوند.

مهندس دانگ گفت: «دوره‌ای بود که به محض اینکه چشم باز می‌کردیم، جلساتی داشتیم. ما دائماً با هم بحث می‌کردیم تا برای هر جزئیات کوچکی مانند: پیچ و مهره، واشر، آب‌بندی، صافی، شیب کوره...» راه‌حل بهینه را نهایی کنیم.

این متخصص آن را «ماشینی مرکب از صدها نوآوری» می‌نامد که از مشکلات فنی و تجربیات زندگی بسیاری شکل گرفته است.

یک مثال بارز، مشکل مدیریت گاز سنتز است. گاز تولید شده از زباله دارای خواصی متفاوت از گاز تجاری است. هیچ اجاقی در بازار وجود ندارد که بتواند این گاز را بسوزاند، بنابراین آنها مجبور بودند صدها نازل را امتحان کنند تا ترکیب گاز مناسب را پیدا کنند. مشابه روغن زیستی، تیم مجبور بود کوره خود را طراحی کند تا از دود جلوگیری کند و انرژی را به حداکثر برساند.

زباله‌های خانگی معمولی ویتنامی همچنین تجهیزات را سریع‌تر از حالت عادی دچار خوردگی می‌کنند زیرا حاوی اسید، سس ماهی، نمک و فاضلاب خانگی هستند. تیم تحقیقاتی از رنگ ضد خوردگی مقاوم در برابر حرارت استفاده می‌کند و چندین لایه از مواد را برای افزایش طول عمر آن ترکیب می‌کند.

مشکلات به ظاهر ساده‌ای مانند خارج کردن زغال سنگ از یک کوره بسته وجود دارد که به مشکلات دشواری تبدیل می‌شوند و تقریباً در نهایت حل می‌شوند. زیرا در یک محیط با دمای تقریبی ۳۰۰ درجه سانتیگراد، هیچ نوع واشری برای استفاده طولانی مدت مناسب نیست.

مهندس دانگ تحلیل کرد: «در اصل، کوره باید آب‌بندی شده باشد. بیرون آوردن مواد مایع و گازی آسان است، اما بیرون آوردن مواد جامد از یک کوره بسته آسان نیست. سیستم باید دارای نیروی رانش، ضد گرفتگی، صاف باشد و در نهایت، هنگام باز و بسته شدن باید آب‌بندی شده باشد. این یک منطقه حرارتی است، بنابراین هیچ واشر یا آب‌بندی نمی‌تواند در برابر چنین دمای بالایی مقاومت کند و بادوام باشد.»

این سازه از یک تفنگ کنفی برای بیرون آوردن زغال سنگ الهام گرفته شده است.

پس از یک هفته فکر کردن، این مهندس راه حل را از تفنگی که در کودکی با آن گلوله‌های کنفی شلیک می‌کرد، پیدا کرد. این نوع تفنگ برای شلیک باید کاملاً آب‌بندی می‌شد. او آن را «نوآوری تفنگ زغالی» نامید که به جای چوب بامبو در اسباب‌بازی دوران کودکی‌اش، از سیستم پیستون هیدرولیکی استفاده می‌کرد.

در طول فرآیند آزمایش، تیم مجبور بود به طور مداوم نمونه‌هایی از محصولات خروجی، از گاز، زغال سنگ، آب گرفته تا نفت، را برای آزمایش به موسسه شیمی و موسسه محیط زیست - انرژی بیاورد.

فقط زغال سنگ بیش از ده بار، گاز چندین ده بار و فاضلاب صدها شاخص داشت. هر بار که آزمایش ناموفق بود، کل گروه مجبور بودند برگردند و تنظیمات را انجام دهند.

مهندس دانگ گفت: «ما انبوهی از سوابق بازرسی داریم. وقتی به یک هدف می‌رسیم، هدف دیگری محقق نمی‌شود. ما باید دوباره جلسه بگذاریم، تنظیمات نظری انجام دهیم، سپس برای آزمایش برویم، و دوباره به آزمایش برگردیم. شمردن تعداد حلقه‌های این‌چنینی غیرممکن است.»

آزمایش زمانی متوقف می‌شود که هر چهار محصول خروجی، استانداردهای گروه را برآورده کنند.

وقتی زباله یک منبع است

تا به امروز، این تیم سه ماژول با ظرفیت‌های مختلف را تکمیل کرده است: ۴۰ تا ۶۰ تن، ۶۰ تا ۸۰ تن و ۱۰۰ تا ۱۲۰ تن در روز. بزرگترین ماژول به تنهایی می‌تواند به یک سیستم پردازش ۱۰۰۰ تنی متصل شود.

پس از یک دوره بهره‌برداری، این کارخانه زباله‌های جامد خانگی و صنعتی را با ظرفیت ۱۲۰ تا ۱۵۰ تن در روز به انرژی پایدار عملیاتی تبدیل می‌کند.

یک کارخانه زباله بدون دود، بدون فاضلاب، بدون بو و بدون خاکستر که زمانی غیرممکن به نظر می‌رسید، اکنون به یک واقعیت تبدیل شده است.

«هدف ما ایجاد مدلی برای تصفیه زباله در مبدا در هر بخش یا مجموعه‌ای از بخش‌ها است تا نیازی به حمل آن به نقاط دوردست نباشد و هم در هزینه‌ها صرفه‌جویی شود و هم از محیط زیست محافظت شود.»

مهندس هونگ تحلیل کرد: «اگر فقط ۵۰۰ تا ۶۰۰ تن در روز را در یک کارخانه بزرگ متمرکز کنیم، برخی از مناطق مجبور خواهند شد زباله را تقریباً ۱۰۰ کیلومتر حمل کنند و در مناطق کوهستانی این کار حتی دشوارتر خواهد بود، گاهی اوقات هزینه حمل و نقل حتی از هزینه تصفیه زباله برای کارخانه بیشتر می‌شود.»

تیم تحقیقاتی اعلام کرد که این فناوری که به زباله‌های خانگی و صنعتی محدود نمی‌شود، می‌تواند در برخی از بخش‌های سیستم برای مدیریت حیوانات مرده ناشی از بیماری‌های همه‌گیر مانند تب خوکی آفریقایی، آنفولانزای مرغی و ... تنظیم شود.

شیوع‌های بزرگ می‌تواند هر منطقه را مجبور به معدوم‌سازی صدها تن دام و طیور با روش‌های سنتی دفن کند. این امر نه تنها منابع زیستی را هدر می‌دهد، بلکه خطر آلودگی خاک و آب‌های زیرزمینی را نیز به همراه دارد و وضعیت دفن غیرقانونی لاشه‌ها را که باعث خطرات امنیت زیستی می‌شود، مستثنی نمی‌کند.

مهندس فام کوک هونگ با افتخار در حالی که به خط تولید نگاه می‌کرد، گفت: «در گذشته، وقتی صحبت از تصفیه زباله می‌شد، مردم فقط به سوزاندن یا دفن آن فکر می‌کردند. اما اکنون، زباله دیگر چیزی برای دور انداختن نیست، بلکه منبعی است که ارزش اقتصادی ایجاد می‌کند.»

عکس: مین نات، بائو نگوک

ویدئو: دوان توی

منبع: 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