Comendo e dormindo com lixo, engenheiro vietnamita cria o primeiro sistema de tratamento de resíduos com emissão zero

(Dan Tri) - A tecnologia de tratamento de resíduos "3 não": sem queima, sem enterramento, sem emissões, desenvolvida pelo povo vietnamita, pode transformar resíduos em... ouro negro.

A área de coleta de lixo do distrito de Yen Dung, Bac Giang (antigo), já foi muito poluída porque estava inundada com dezenas de milhares de toneladas de lixo restante, tinha um cheiro forte e estava infestada de moscas como uma colmeia quebrada.

Agora essa cena desapareceu.

Em vez disso, é uma fábrica sem fumaça e sem ruído, e poucas pessoas pensam que dentro dela há um ciclo de transformação de lixo em "ouro negro".

Os resíduos são transportados pela esteira até a posição superior da torre termoquímica.

Essa transformação ocorreu após mais de 6 meses de operação do sistema de tratamento de resíduos "3 no": sem queima, sem enterramento, sem emissões, pesquisado, projetado e implantado por um grupo de engenheiros vietnamitas. Este também é o primeiro sistema de tratamento de resíduos com emissão zero no Vietnã.

O núcleo do sistema é a tecnologia de decomposição térmica catalítica de pressão variável. Em vez de queimar resíduos em altas temperaturas acima de 950 ^graus Celsius, como os incineradores tradicionais (que emitem muitos gases tóxicos, como dioxina e furano), essa tecnologia utiliza temperaturas muito mais baixas (280–320 °C) em um ambiente anaeróbico (sem oxigênio) para "quebrar" as ligações dos resíduos, ajudando-os a se decompor lentamente sem queima.

O núcleo do sistema é a tecnologia de decomposição catalítica de pressão variável.

Por não queimar, não produz fumaça, poeira fina ou gases tóxicos. Trata-se também de uma tecnologia de tratamento que dispensa a triagem de resíduos na fonte, um avanço importante considerando que mais de 90% do lixo doméstico no Vietnã ainda é composto por resíduos mistos.

A cada dia, um sistema pode processar de 60 a 160 toneladas de resíduos, o suficiente para atender um conjunto de comunidades ou uma pequena área urbana sem a necessidade de construir um aterro sanitário.

O ciclo de tratamento de resíduos é dividido em 6 zonas operacionais fechadas:

1. Recepção e pré-tratamento: Os resíduos de entrada são despojados de materiais inertes e a umidade é equilibrada.

2. Forno de digestão térmica catalítica de pressão variável: aqui, os resíduos são colocados em uma reação térmica anaeróbica combinada com catalisador.

3. Recuperação e tratamento de biogás e bioóleo: O gás de síntese e o bioóleo são filtrados, separados e purificados. O gás e o óleo são reaquecidos no reator sem o uso de combustíveis fósseis.

4. Recuperação e resfriamento de biochar: Os resíduos após a reação formam biochar, que é resfriado em um recipiente selado para garantir segurança e qualidade.

5. Tratamento de condensado: Separe a água limpa do processo de reação e reutilize-a.

6. Cluster de controle de monitoramento: automatize todo o sistema, controle em tempo real.

O especial é que a energia gerada a partir dos resíduos será reciclada para manter o calor do reator e poderá ser vendida para outros campos quando houver excedente.

Operador de sistema de tratamento de resíduos.

Gás limpo (gás de síntese) é usado para manter o calor do próprio forno de tratamento. O bio-óleo pode ser fornecido à caldeira ou utilizado na indústria. O biocarvão é usado como combustível para queima e beneficiamento do solo. Água limpa é recuperada para atender aos padrões de operação do sistema.

Todos os produtos produzidos são testados de forma independente no Instituto de Energia e Ciência e Tecnologia Ambiental da Academia de Ciência e Tecnologia do Vietnã. Os resultados demonstram que atendem aos padrões industriais e não são prejudiciais ao meio ambiente nem aos seres humanos.

Com sua estrutura modular flexível, essa tecnologia pode ser replicada em qualquer província ou cidade, de áreas montanhosas a áreas urbanas, sem a necessidade de um sistema de triagem de resíduos a montante. Cada módulo pode operar de forma independente, é fácil de manter, economiza espaço e reduz custos de processamento.

Preocupações com as montanhas de lixões poluindo toda a região

Ter esse sistema avançado de tratamento de resíduos é um longo processo de "comer e dormir" com resíduos por um grupo de engenheiros vietnamitas com diversas formações, mas que compartilham a mesma preocupação com os problemas ambientais do país.

O tratamento de resíduos é uma questão desafiadora.

O engenheiro Pham Quoc Hung, membro da equipe de pesquisa do sistema de tratamento de resíduos de emissão zero, relembra viagens de negócios do norte ao sul há 10 anos, que levaram a equipe a decidir se aprofundar na pesquisa sobre tratamento de resíduos.

“Aonde quer que fôssemos, os aterros sanitários estavam amontoados como montanhas e poluídos. Fui para Nam Son ( Hanói ), depois para Dinh Vu (Hai Phong), e tudo estava lotado. Nos noticiários da época, não era difícil ver informações sobre pessoas montando barracas para bloquear veículos porque não suportavam o fedor”, lembrou o engenheiro Hung.

O grupo abordou o campo do tratamento de resíduos com um objetivo claro: precisava haver uma solução radical.

Durante a pesquisa, eles perceberam que o lixo não é apenas um resíduo, mas também uma forma de combustível. Alguns tipos de lixo doméstico têm energia equivalente à poeira de carvão de Quang Ninh 6, chegando a 3.800–4.200 kcal/kg.

“Percebemos que o lixo não é apenas um problema ambiental. Lixo é energia. Lixo é uma oportunidade. Se tratarmos o lixo com cuidado, o Vietnã não só resolverá a poluição, mas também resolverá o problema energético”, analisou o engenheiro Hung.

Sistema de importação bilionário "indefeso" com lixo vietnamita

Foi criado um "conselho científico" de quatro membros, cada um com uma especialidade diferente: design - automação, equipamentos, tecnologia, petroquímicos - energia para encontrar a solução.

Segundo o engenheiro Hung, a maior dificuldade para o lixo vietnamita não é apenas a tecnologia, mas a tecnologia deve ser adequada às condições reais de descarte de resíduos no Vietnã. Os países desenvolvidos possuem um sistema de triagem de resíduos na fonte, o que ajuda a torná-los limpos, uniformes e fáceis de manusear.

No Vietnã, o lixo doméstico é uma mistura de tudo, desde alimentos, sacos de náilon a tijolos, resíduos de construção e até resíduos perigosos. Baixo poder calorífico, alta umidade e muitas impurezas causam facilmente bloqueios e reações extremas na fornalha. Se tecnologia estrangeira for aplicada diretamente, será difícil operar com eficiência, frequentemente causando bloqueios na fornalha.

Próxima pergunta: Como lidar com o lixo?

Referindo-se a uma série de modelos no mundo, como: plasma americano, combustão em leito fluidizado alemã e tratamento de alta temperatura japonês, o grupo de engenheiros ficou impressionado com a tecnologia moderna. Mas eles também perceberam rapidamente que investir neles era muito caro, e o custo de processamento era ainda mais alto.

O módulo americano foi colocado em testes pela equipe.

As taxas de tratamento de resíduos nos EUA podem custar até US$ 100/tonelada. Já no Vietnã, o custo médio do tratamento de resíduos costuma ser de apenas US$ 15 a 20/tonelada. Se forem utilizadas máquinas estrangeiras, os custos operacionais por si só arruinarão o negócio desde o início.

“Se o problema do lixo não separado não puder ser resolvido e o custo não for acessível internamente, todas as soluções permanecerão apenas no papel”, analisou o engenheiro Hung.

Por meio do processo de pesquisa, o grupo criou seu próprio protótipo de módulo de tratamento de resíduos. No entanto, por não acreditar realmente em sua capacidade de "se reinventar", o grupo investiu bilhões de dongs em um módulo com tecnologia americana para testes paralelos. De fato, inicialmente, a maior parte dos recursos e expectativas eram para essa tecnologia estrangeira.

“Achávamos que os países estrangeiros eram mais desenvolvidos, certamente melhores, então priorizamos a tecnologia americana. Naquela época, não acreditávamos realmente em nós mesmos, não acreditávamos realmente na inteligência vietnamita. Mas, quando caímos na realidade, percebemos que a tecnologia americana era moderna e boa, mas não era adequada para o lixo vietnamita”, compartilhou o engenheiro Hung.

O sistema foi colocado em operação para testar o tratamento de resíduos em Yen Dung (antigo) no final de 2024, mas depois de apenas alguns meses, os resíduos locais rapidamente mostraram sua complexidade e "dificuldade".

Sem classificação, alta umidade, muitas impurezas, baixo poder calorífico. As máquinas estão constantemente obstruídas e a reação no forno é instável.

"Sabemos que há problemas do povo vietnamita que devem ser resolvidos pelo próprio povo. Deixemos que o povo vietnamita pesquise soluções para o povo vietnamita", disse o engenheiro Hung.

Coma e durma com lixo para pesquisar, discuta cada parafuso

Tendo falhado com o plano A, que envolveu quase todos os seus recursos, a equipe de pesquisa decidiu "recomeçar" com sua ideia.

Modelo 3D de sistema de tratamento de resíduos com emissão zero.

O engenheiro Bui Quoc Dung, chefe da equipe de pesquisa tecnológica, lembra-se claramente do período de muitos meses em que os membros comiam e dormiam em alojamentos temporários no aterro sanitário para pesquisar, discutir e experimentar.

Quando chegamos aqui, o lixo estava empilhado a 7 ou 8 metros de altura, o chorume era preto e moscas infestavam toda a área. No geral, era horrível. Naquela época, lembro-me de comer arroz glutinoso no café da manhã, mas não conseguia sentar e comer, tinha que andar enquanto comia para que as moscas não o pegassem.

Engenheiro Bui Quoc Dung - Chefe da equipe de pesquisa de tecnologia.

Mas todo o grupo está determinado a colocar todos os seus esforços na renovação gradual, vivendo e comendo com os trabalhadores", compartilhou o engenheiro Dung.

Para melhorar e aperfeiçoar seu sistema de tratamento de resíduos, a equipe de pesquisa enfrenta muitos grandes problemas para resolver.

O problema mais difícil é como lidar com resíduos mistos. Esta é a grande questão que tem causado o fracasso de muitas tecnologias de tratamento de resíduos não incineráveis ​​quando aplicadas no Vietnã.

O sistema desenvolvido pelo grupo é uma tecnologia para converter resíduos utilizando um ambiente térmico – termoquímica, para abreviar. O objetivo é usar reações químicas em um ambiente térmico para quebrar ligações orgânicas nos resíduos. Em uma massa de resíduos, existem muitos componentes complexos, alguns dos quais são muito difíceis de separar, por isso é necessário criar condições de reação que permitam a decomposição máxima.

O objetivo é criar três fases distintas: sólido – líquido – gás. Sólido é carvão, líquido é petróleo e gás é gás. Para isso, o sistema deve operar em um ciclo rigoroso, por meio de muitas etapas consecutivas de processamento.

Primeiro, como colocar os resíduos na câmara de reação. Quando os resíduos entram na câmara de reação, eles geram diversos produtos: gás, vapor, petróleo e carvão. O grupo precisa encontrar uma maneira de processar todas essas quatro substâncias para criar produtos utilizáveis ​​que sirvam bem à vida humana.

O processo de pesquisa começa com a “decomposição” de cada grande problema.

Eles dividiram as questões específicas: como pré-selecionar os resíduos de entrada, como controlar a umidade, quais materiais podem suportar calor e corrosão, como o fluxo de ar e óleo no forno opera, para onde vão os sólidos, por onde escapam os líquidos e gases, como torná-lo hermético e fácil de manter...

Cada questão é dividida em muitas pequenas partes, relacionadas à química, mecânica, hidráulica, materiais, energia, termodinâmica, automação...

Os produtos gerados são reciclados como combustível para o sistema de tratamento.

O grupo recomeçou como estudantes, procurando documentos, redesenhando a partir do esboço original, simulando cada detalhe da câmara de reação, redesenhando os caminhos do gás, carvão, água e petróleo.

Cada questão levantada é exaustivamente debatida. Aqueles com novas ideias devem defender seus pontos de vista, e os outros têm o direito de questioná-los até o fim. Há iniciativas que são discutidas por semanas, mas acabam rejeitadas por não serem viáveis.

“Houve um período em que nos reuníamos assim que acordávamos. Debatíamos constantemente para finalizar a solução ideal para cada pequeno detalhe, como: parafusos, juntas, vedações, lisura, inclinação do forno...”, disse o engenheiro Dung.

Este especialista chama isso de uma “máquina combinada de centenas de inovações”, formada a partir de muitos problemas técnicos e experiências de vida.

Um exemplo típico é o problema do manuseio do gás de síntese. O gás produzido a partir de resíduos tem propriedades diferentes do gás comercial. Não há nenhum fogão no mercado que possa queimar esse gás, então eles tiveram que testar centenas de bicos para encontrar a mistura de gás certa. Semelhante ao bioóleo, a equipe teve que projetar sua própria fornalha para evitar fumaça e maximizar o consumo de energia.

O lixo doméstico típico do Vietnã também corrói os equipamentos mais rapidamente do que o normal, pois contém ácido, molho de peixe, sal e águas residuais domésticas. A equipe de pesquisa utiliza tinta anticorrosiva resistente ao calor e combina várias camadas de materiais para prolongar sua vida útil.

Problemas aparentemente simples, como a remoção de carvão de um forno fechado, tornam-se complexos e quase sempre resolvidos. Em um ambiente com temperatura de aproximadamente 300 graus Celsius, nenhum tipo de junta é adequado para uso a longo prazo.

“Em princípio, o forno deve ser selado. É fácil retirar materiais líquidos e gasosos, mas não é fácil retirar materiais sólidos de um forno fechado. O sistema deve ter empuxo, ser antientupimento, ser liso e, por fim, deve ser selado ao abrir e fechar. Esta é uma zona de calor, portanto, nenhuma junta ou vedação pode suportar temperaturas tão altas e ser durável”, analisou o engenheiro Dung.

A estrutura é inspirada em um canhão de juta para extrair carvão.

Após uma semana de reflexão, este engenheiro encontrou a solução a partir da arma que atirava bolas de juta quando ele era criança. Esse tipo de arma precisava ser completamente selado para disparar. Ele a chamou de "inovação da arma de carvão", com um sistema de pistão hidráulico em vez da vara de bambu de seu brinquedo de infância.

Durante o processo de testes, a equipe teve que trazer continuamente amostras de produtos de saída, de gás, carvão, água a petróleo, para testes no Instituto de Química e no Instituto de Meio Ambiente - Energia.

Só o carvão foi testado mais de dez vezes, o gás várias dezenas de vezes, e as águas residuais apresentaram centenas de indicadores. Cada vez que o teste falhava, todo o grupo tinha que voltar e fazer ajustes.

“Temos uma pilha enorme de registros de inspeção. Quando uma meta é atingida, outra não. Temos que nos reunir novamente, fazer ajustes teóricos, depois sair para experimentar e depois voltar aos testes”, disse o engenheiro Dung. “É impossível contar quantos loops como esse.”

Os testes param quando todos os quatro produtos de saída atendem aos padrões do grupo.

Quando o lixo é um recurso

Até o momento, a equipe concluiu três módulos de capacidade diferentes: 40 a 60 toneladas, 60 a 80 toneladas e 100 a 120 toneladas/dia. O maior módulo, por si só, pode ser acoplado a um sistema de processamento de 1.000 toneladas.

Após um período de operação, a fábrica converte resíduos sólidos domésticos e industriais em energia operacional estável, com capacidade de 120 a 150 toneladas/dia.

Uma fábrica de lixo sem fumaça, sem águas residuais, sem odor e sem cinzas, antes considerada impossível, agora é uma realidade.

“Nosso objetivo é criar um modelo de tratamento de resíduos na fonte, em cada município ou conjunto de municípios, para que eles não precisem ser transportados para muito longe, economizando custos e protegendo o meio ambiente.

Se concentrarmos apenas 500-600 toneladas/dia em uma grande fábrica, algumas localidades terão que transportar o lixo por quase 100 km, e em áreas montanhosas será ainda mais difícil, às vezes o custo do transporte é até maior do que o custo do tratamento de resíduos para a fábrica", analisou o engenheiro Hung.

Sem parar nos resíduos domésticos e industriais, a equipe de pesquisa disse que essa tecnologia pode ser ajustada em algumas partes do sistema para lidar com animais mortos devido a epidemias como peste suína africana, gripe aviária...

Grandes surtos podem forçar cada localidade a sacrificar centenas de toneladas de gado e aves por meio de métodos tradicionais de enterramento. Isso não apenas desperdiça recursos biológicos, mas também representa o risco de poluição do solo e das águas subterrâneas, sem excluir a possibilidade de descarte ilegal de carcaças, o que gera riscos à biossegurança.

“Antigamente, quando se falava em tratamento de resíduos, as pessoas só pensavam em queimá-los ou enterrá-los. Mas agora, o lixo não é mais algo para ser jogado fora, mas um recurso que gera valor econômico”, compartilhou orgulhosamente o engenheiro Pham Quoc Hung, observando a linha em operação.

Foto: Minh Nhat, Bao Ngoc

Vídeo: Doan Thuy

Fonte: 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