Mâncând și dormind cu gunoi, un inginer vietnamez creează primul sistem de tratare a deșeurilor cu emisii zero

(Dan Tri) - Tehnologia de tratare a deșeurilor „cele 3 nu”: fără ardere, fără îngropare, fără emisii, dezvoltată de vietnamezi, poate transforma deșeurile în... aur negru.

Zona de colectare a gunoiului din districtul Yen Dung, Bac Giang (vechiul), a fost odată puternic poluată, deoarece a fost inundată cu zeci de mii de tone de gunoi rămas, avea un miros puternic și era plină de muște ca un stup de albine spart.

Acum scena aceea a dispărut.

În schimb, este o fabrică fără fum și zgomot, și puțini oameni cred că în interiorul ei are loc un ciclu de transformare a gunoiului în „aur negru”.

Deșeurile sunt transportate pe transportor până în poziția superioară a turnului termochimic.

Această transformare a avut loc după mai bine de 6 luni de funcționare a sistemului de tratare a deșeurilor „3 nu”: fără ardere, fără îngropare, fără emisii, cercetat, proiectat și implementat de un grup de ingineri vietnamezi. Acesta este, de asemenea, primul sistem de tratare a deșeurilor cu emisii zero din Vietnam.

Nucleul sistemului este tehnologia de descompunere termică catalitică cu presiune variabilă. În loc să ardă deșeurile la temperaturi ridicate, peste 950 ^{de grade} Celsius, așa cum se întâmplă în incineratoarele tradiționale (care emit multe gaze toxice, cum ar fi dioxina și furanul), această tehnologie folosește temperaturi mult mai scăzute (280–320°C) într-un mediu anaerob (fără oxigen) pentru a „rupe” legăturile din deșeuri, ajutând deșeurile să se descompună lent, fără a arde.

Nucleul sistemului este tehnologia de descompunere catalitică cu presiune variabilă.

Deoarece nu arde, nu produce fum, praf fin sau gaze toxice. Aceasta este, de asemenea, o tehnologie de tratare care nu necesită sortarea deșeurilor la sursă, o descoperire importantă în contextul în care peste 90% din deșeurile menajere din Vietnam sunt încă deșeuri mixte.

În fiecare zi, un sistem poate procesa 60-160 de tone de deșeuri, suficiente pentru a deservi un grup de comune sau o zonă urbană mică fără a fi nevoie de construirea unei gropi de gunoi.

Ciclul de tratare a deșeurilor este împărțit în 6 zone de operare închise:

1. Recepție și pretratare: Deșeurile de intrare sunt îndepărtate de materiale inerte, iar umiditatea este echilibrată.

2. Cuptor de digestie termică catalitică cu presiune variabilă: Aici, deșeurile sunt introduse într-o reacție termică anaerobă combinată cu un catalizator.

3. Recuperarea și tratarea biogazului și biouleiului: Gazul de sinteză și biouleiul sunt filtrate, separate și curățate. Gazul și petrolul sunt reîncălzite în reactor fără a utiliza combustibili fosili.

4. Recuperarea și răcirea biocărbunelui: Deșeurile după reacție formează biocărbune, care este răcit într-un recipient etanș pentru a asigura siguranța și calitatea.

5. Tratarea condensului: Separați apa curată din procesul de reacție și reutilizați-o.

6. Cluster de control al monitorizării: Automatizați întregul sistem, control în timp real.

Lucrul special este că energia generată din deșeuri va fi reciclată pentru a menține căldura pentru reactor și poate fi vândută către alte zăcăminte atunci când există surplus.

Operator sistem de tratare a deșeurilor.

Gazul curat (gaz de sinteză) este utilizat pentru a menține căldura cuptorului de tratare. Bio-uleiul poate fi furnizat cazanului sau utilizat în industrie. Bio-cărbunele este utilizat drept combustibil pentru arderea și îmbunătățirea solului. Apa curată este recuperată pentru a îndeplini standardele necesare funcționării sistemului.

Toate produsele realizate sunt testate independent la Institutul de Știință și Tehnologie a Energiei și Mediului - Academia de Știință și Tehnologie din Vietnam. Rezultatele arată că acestea îndeplinesc standardele industriale și nu sunt dăunătoare mediului sau oamenilor.

Cu structura sa modulară flexibilă, această tehnologie poate fi replicată în orice provincie sau oraș, de la zonele muntoase la zonele urbane, fără a fi nevoie de un sistem de sortare a deșeurilor în amonte. Fiecare modul poate funcționa independent, este ușor de întreținut, economisește spațiu și reduce costurile de procesare.

Îngrijorări legate de munții de gropi de gunoi care poluează întreaga regiune

A avea acest sistem avansat de tratare a deșeurilor înseamnă o perioadă lungă de „a mânca și a dormi” cu deșeuri de către un grup de ingineri vietnamezi cu diverse specializări, dar care împărtășesc aceeași preocupare cu privire la problemele de mediu ale țării.

Tratarea deșeurilor este o problemă dificilă.

Inginerul Pham Quoc Hung - membru al echipei de cercetare a sistemului de tratare a deșeurilor cu emisii zero, își amintește de călătoriile de afaceri din nord în sud de acum 10 ani, care au dus la decizia echipei de a aprofunda cercetarea tratării deșeurilor.

„Oriunde mergeam, gropile de gunoi erau îngrămădite ca niște munți și poluate. Am fost la Nam Son ( Hanoi ), apoi la Dinh Vu (Hai Phong) și peste tot era supraaglomerat. La știri, la vremea respectivă, nu era greu să vezi informații despre oameni care instalau corturi pentru a bloca vehiculele, pentru că nu suportau mirosul”, își amintea inginerul Hung.

Grupul a abordat domeniul tratării deșeurilor cu un obiectiv clar: trebuia să existe o soluție radicală.

În timpul cercetării, au realizat că gunoiul nu este doar un deșeu, ci și o formă de combustibil. Unele tipuri de deșeuri menajere au o energie echivalentă cu praful de cărbune 6 din Quang Ninh, ajungând la 3.800–4.200 kcal/kg.

„Ne-am dat seama că gunoiul nu este doar o problemă de mediu. Gunoiul este energie. Gunoiul este o oportunitate. Dacă tratăm gunoiul temeinic, Vietnamul nu numai că va rezolva poluarea, dar va aborda și problema energiei”, a analizat inginerul Hung.

Sistemul de import de miliarde de dolari este „neputincios” cu gunoiul vietnamez

A fost înființat un „consiliu științific” format din patru membri, fiecare cu o expertiză diferită: proiectare - automatizare, echipamente, tehnologie, petrochimie - energie pentru a găsi soluția.

Potrivit inginerului Hung, cea mai mare dificultate pentru deșeurile din Vietnam nu este doar tehnologia, ci tehnologia trebuie să fie potrivită condițiilor reale de gestionare a deșeurilor din Vietnam. Țările dezvoltate au un sistem de sortare a deșeurilor de la sursă, ceea ce contribuie la curățarea, uniformizarea și ușurința în gestionarea acestora.

În Vietnam, deșeurile menajere sunt un amestec de diverse materiale, de la alimente, saci de nailon la cărămizi, deșeuri de construcții și chiar deșeuri periculoase. Puterea calorică scăzută, umiditatea ridicată și numeroase impurități pot provoca cu ușurință blocaje și reacții extreme în cuptor. Dacă se aplică direct tehnologie străină, va fi dificil să funcționeze eficient, provocând adesea blocaje ale cuptorului.

Următoarea întrebare: Cum să gestionăm gunoiul?

Referindu-se la o serie de modele din lume, cum ar fi: plasma americană, arderea în pat fluidizat germană, tratamentul japonez la temperatură înaltă, grupul de ingineri a fost copleșit de tehnologia modernă. Dar și-au dat seama rapid și de adevărul că investiția în acestea era prea scumpă, costul de procesare fiind și mai mare.

Modulul american a fost pus în testare de către echipă.

„Taxele de tratare a deșeurilor în SUA pot costa până la 100 USD/tonă. Între timp, în Vietnam, costul mediu pentru tratarea deșeurilor este de obicei de doar 15-20 USD/tonă. Dacă se utilizează utilaje străine, costurile de operare în sine vor distruge afacerea încă de la început.”

„Dacă problema deșeurilor nesortate nu poate fi rezolvată și costul nu poate fi accesibil pe plan intern, atunci toate soluțiile vor rămâne doar pe hârtie”, a analizat inginerul Hung.

Prin procesul de cercetare, grupul și-a creat propriul prototip de modul de tratare a deșeurilor. Cu toate acestea, pentru că nu credea cu adevărat în capacitatea sa de a se „inventa”, grupul a investit miliarde de dong într-un modul care folosea tehnologie americană pentru testare paralelă. De fapt, inițial, majoritatea resurselor și așteptărilor erau destinate acestei tehnologii străine.

„Credeam că țările străine erau mai dezvoltate, cu siguranță mai bune, așa că am prioritizat tehnologia americană. La acea vreme, nu credeam cu adevărat în noi înșine, nu credeam cu adevărat în inteligența vietnameză. Dar când am intrat în realitate, ne-am dat seama că tehnologia americană era modernă și bună, dar nu era potrivită pentru deșeurile vietnameze”, a împărtășit inginerul Hung.

Sistemul a fost pus în funcțiune pentru a testa tratarea deșeurilor în Yen Dung (vechiul) de la sfârșitul anului 2024, dar după doar câteva luni, deșeurile locale și-au arătat rapid complexitatea și „dificultatea”.

Fără clasificare, umiditate ridicată, multe impurități, putere calorică scăzută. Mașinile sunt înfundate constant, iar reacția din cuptor este instabilă.

„Ne dăm seama că există probleme ale poporului vietnamez care ar trebui rezolvate de poporul vietnamez. Să-i lăsăm pe vietnamezi să caute soluții pentru poporul vietnamez”, a spus inginerul Hung.

Mănâncă și dormi cu gunoaie pentru a cerceta, discuta fiecare șurub

Întrucât planul A, care implicase aproape toate resursele lor, a eșuat, echipa de cercetare a decis să „o ia de la capăt” cu ideea lor.

Model 3D al unui sistem de tratare a deșeurilor cu emisii zero.

Inginerul Bui Quoc Dung - șeful echipei de cercetare tehnologică își amintește clar perioada de multe luni în care membrii mâncau și dormeau în adăposturi temporare la groapa de gunoi, pentru a cerceta, discuta și experimenta.

„Când am ajuns prima dată aici, gunoiul era îngrămădit la 7-8 metri înălțime, levigatul era negru, iar muștele împânzeau întreaga zonă. În general, era groaznic. Pe atunci, îmi amintesc că am mâncat orez lipicios la micul dejun, dar nu puteam să mă așez să-l mănânc, trebuia să merg în timp ce mâncam ca să nu se pună muștele pe el.”

Inginerul Bui Quoc Dung - Șeful echipei de cercetare tehnologică.

„Dar întregul grup este hotărât să depună toate eforturile pentru a renova treptat, a locui și a mânca alături de muncitori”, a declarat inginerul Dung.

Pentru a-și îmbunătăți și perfecționa sistemul de tratare a deșeurilor, echipa de cercetare se confruntă cu multe probleme majore de rezolvat.

Cea mai dificilă problemă este cum să se gestioneze deșeurile mixte. Aceasta este marea întrebare care a cauzat eșecul multor tehnologii de tratare a deșeurilor fără incinerare atunci când au fost aplicate în Vietnam.

Sistemul dezvoltat de grup este o tehnologie de conversie a deșeurilor folosind un mediu termic - numită pe scurt termochimie. Esența constă în utilizarea reacțiilor chimice într-un mediu termic pentru a descompune legăturile organice din deșeuri. Într-o masă de deșeuri, există multe componente complexe, dintre care unele sunt foarte dificil de separat, așa că este necesar să se creeze condiții de reacție care să se poată descompune la maximum.

Scopul este de a crea trei faze distincte: solid – lichid – gaz. Solidul este cărbune, lichidul este petrol, gazul este gaz. Pentru a realiza acest lucru, sistemul trebuie să funcționeze într-un ciclu strict, prin mai multe etape consecutive de procesare.

În primul rând, cum să introduceți deșeurile în camera de reacție. Când deșeurile intră în camera de reacție, vor crea numeroase produse: gaz, abur, petrol și cărbune. Grupul trebuie să găsească o modalitate de a procesa toate aceste patru substanțe pentru a crea produse utilizabile care să fie utile vieții umane.

Procesul de cercetare începe prin „descompunerea” fiecărei probleme mari.

Ei au împărțit problemele specifice: cum să preselecteze deșeurile de intrare, cum să controleze umiditatea, ce materiale pot rezista la căldură și coroziune, cum funcționează fluxul de aer și ulei în cuptor, unde ajung solidele, unde scapă lichidele și gazele, cum să îl facă atât etanș, cât și ușor de întreținut...

Fiecare întrebare este împărțită în mai multe părți mici, legate de chimie, mecanică, hidraulică, materiale, energie, termodinamică, automatizare...

Produsele generate sunt reciclate drept combustibil pentru sistemul de tratare.

Grupul a luat-o de la capăt ca studenți, căutând documente, redesenând după o schiță făcută de mână, simulând fiecare detaliu al camerei de reacție, reproiectând traseele gazului, cărbunelui, apei și petrolului.

Fiecare problemă ridicată este dezbătută temeinic. Cei cu idei noi trebuie să își apere opiniile, iar ceilalți au dreptul să le pună la îndoială până la capăt. Există inițiative care sunt discutate săptămâni întregi, dar în cele din urmă sunt respinse pentru că nu sunt fezabile.

„A fost o perioadă când aveam întâlniri imediat ce deschideam ochii. Dezbăteam constant între noi pentru a finaliza soluția optimă pentru fiecare mic detaliu, cum ar fi: șuruburi, garnituri, etanșări, netezimea, panta cuptorului…”, a spus inginerul Dung.

Acest expert o numește o „mașină combinată a sutelor de inovații”, formată din numeroase probleme tehnice și experiențe de viață.

Un exemplu tipic este problema manipulării gazului de sinteză. Gazul produs din deșeuri are proprietăți diferite de gazul comercial. Nu există nicio sobă pe piață care să poată arde acest gaz, așa că au fost nevoiți să încerce sute de duze pentru a găsi amestecul potrivit de gaze. Similar bio-uleiului, echipa a trebuit să-și proiecteze propriul cuptor pentru a evita fumul și a maximiza energia.

De asemenea, deșeurile menajere vietnameze tipice corodează echipamentele mai repede decât în ​​mod normal, deoarece conțin acid, sos de pește, sare și ape uzate menajere. Echipa de cercetare folosește vopsea anticorozivă rezistentă la căldură și combină mai multe straturi de materiale pentru a le prelungi durata de viață.

Există probleme aparent simple, cum ar fi scoaterea cărbunelui dintr-un cuptor închis, care devin probleme dificile și se rezolvă aproape în cele din urmă. Deoarece într-un mediu cu temperatură de aproximativ 300 de grade Celsius, niciun tip de garnitură nu este potrivit pentru utilizare pe termen lung.

„În principiu, cuptorul trebuie să fie etanș. Este ușor să scoți materiale lichide și gazoase, dar nu este ușor să scoți materiale solide dintr-un cuptor închis. Sistemul trebuie să aibă putere de împingere, să fie anti-colmatare, să fie neted și, în final, trebuie să fie etanș la deschidere și închidere. Aceasta este o zonă termică, deci nicio garnitură sau etanșare nu poate rezista la temperaturi atât de ridicate și să fie durabilă”, a analizat inginerul Dung.

Structura este inspirată de o armă de iută folosită la scoaterea cărbunelui.

După o săptămână de reflecție, acest inginer a găsit soluția cu arma care trăgea bile de iută când era copil. Acest tip de armă trebuia complet etanșată pentru a putea trage. El a numit-o „inovația armei cu cărbune”, cu un sistem cu piston hidraulic în loc de beța de bambus din jucăria copilăriei sale.

În timpul procesului de testare, echipa a trebuit să aducă în mod continuu mostre de produse obținute, de la gaze, cărbune, apă până la petrol, pentru testare la Institutul de Chimie și la Institutul de Mediu - Energie.

Numai cărbunele a fost testat de peste zece ori, gazul de câteva zeci de ori, iar apele uzate au avut sute de indicatori. De fiecare dată când testul eșua, întregul grup trebuia să se întoarcă și să facă ajustări.

„Avem o grămadă groasă de înregistrări ale inspecțiilor. Când un obiectiv este atins, altul nu. Trebuie să ne întâlnim din nou, să facem ajustări teoretice, apoi să ieșim să experimentăm, apoi să ne întoarcem la testare”, a spus inginerul Dung. „Este imposibil de numărat câte bucle de genul acesta.”

Testarea se oprește când toate cele patru produse de ieșire îndeplinesc standardele grupului.

Când gunoiul este o resursă

Până în prezent, echipa a finalizat trei module de capacitate diferite: 40–60 de tone, 60–80 de tone și 100–120 de tone/zi. Cel mai mare modul singur poate fi cuplat la un sistem de procesare de 1.000 de tone.

După o perioadă de funcționare, fabrica transformă deșeurile solide menajere și industriale în energie de funcționare stabilă, cu o capacitate de 120-150 tone/zi.

O fabrică de gunoi fără fum, fără ape uzate, fără mirosuri și fără cenușă, considerată odinioară imposibilă, este acum realitate.

„Ne propunem un model de tratare a deșeurilor la sursă în fiecare comună sau grup de comune, astfel încât acestea să nu fie transportate departe, economisind atât costuri, cât și protejând mediul înconjurător.”

„Dacă concentrăm doar 500-600 de tone/zi într-o fabrică mare, unele localități vor trebui să transporte gunoiul aproape 100 km, iar în zonele muntoase va fi și mai dificil, uneori costul transportului fiind chiar mai mare decât costul de tratare a deșeurilor pentru fabrică”, a analizat inginerul Hung.

Fără a se opri la deșeurile menajere și industriale, echipa de cercetare a declarat că această tehnologie poate fi ajustată în anumite părți ale sistemului pentru a gestiona animalele moarte din cauza epidemiilor precum pesta porcină africană, gripa aviară...

Focarele mari pot forța fiecare localitate să distrugă sute de tone de animale și păsări de curte prin metode tradiționale de îngropare. Acest lucru nu numai că risipește resurse biologice, dar prezintă și riscul poluării solului și a apelor subterane și nu exclude situația deversării ilegale a cadavrelor, ceea ce cauzează riscuri de biosecuritate.

„În trecut, când vorbeau despre tratarea deșeurilor, oamenii se gândeau doar la arderea sau îngroparea lor. Dar acum, deșeurile nu mai sunt ceva de aruncat, ci o resursă care creează valoare economică”, a declarat cu mândrie inginerul Pham Quoc Hung, privind linia de operare.

Fotografie: Minh Nhat, Bao Ngoc

Video: Doan Thuy

Sursă: 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