Вьетнамский инженер, который ест и спит с мусором, создает первую систему переработки отходов с нулевым уровнем выбросов

(Дан Три) - Разработанная вьетнамцами технология переработки отходов «Три нет»: без сжигания, без захоронения, без выбросов, может превратить отходы в... черное золото.

Зона сбора мусора в районе Йен Зунг, Бакзянг (старый) когда-то была сильно загрязнена, поскольку была завалена десятками тысяч тонн ненужного мусора, имела сильный смрад и была кишеть мухами, как сломанный улей.

Теперь этой сцены больше нет.

Вместо этого это бездымная, бесшумная фабрика, и мало кто задумывается, что внутри нее происходит цикл превращения мусора в «черное золото».

Отходы транспортируются по конвейеру в верхнюю часть термохимической башни.

Это преобразование произошло после более чем 6 месяцев эксплуатации системы переработки отходов «3 нет»: без сжигания, без захоронения, без выбросов, разработанной, разработанной и внедренной группой вьетнамских инженеров. Это также первая система переработки отходов с нулевым уровнем выбросов во Вьетнаме.

В основе системы лежит технология каталитического термического разложения при переменном давлении. Вместо сжигания отходов при высоких температурах, превышающих 950 ^{градусов} Цельсия, как в традиционных мусоросжигательных печах (которые выделяют множество токсичных газов, таких как диоксины и фураны), эта технология использует гораздо более низкие температуры (280–320 °C) в анаэробной среде (без кислорода), чтобы «разрушить» связи в отходах, способствуя их медленному разложению без возгорания.

В основе системы лежит технология каталитического разложения при переменном давлении.

Поскольку он не горит, он не выделяет дыма, мелкодисперсной пыли и токсичных газов. Кроме того, эта технология переработки не требует сортировки отходов на месте их возникновения, что является важным прорывом, учитывая, что более 90% бытовых отходов во Вьетнаме по-прежнему представляют собой смешанные отходы.

Ежедневно система может перерабатывать 60–160 тонн отходов, чего достаточно для обслуживания целой коммуны или небольшого городского района без необходимости строительства свалки.

Цикл переработки отходов разделен на 6 замкнутых рабочих зон:

1. Прием и предварительная обработка: поступающие отходы очищаются от инертных материалов и выравнивается влажность.

2. Печь каталитического термического разложения с переменным давлением: здесь отходы подвергаются анаэробной термической реакции в сочетании с катализатором.

3. Восстановление и очистка биогаза и биотоплива: Синтез-газ и биотопливо фильтруются, сепарируются и очищаются. Газ и нефть повторно нагреваются в реакторе без использования ископаемого топлива.

4. Восстановление и охлаждение биоугля: отходы после реакции образуют биоуголь, который охлаждается в герметичном контейнере для обеспечения безопасности и качества.

5. Очистка конденсата: отделение чистой воды от процесса реакции и повторное ее использование.

6. Кластер управления мониторингом: автоматизация всей системы, управление в реальном времени.

Особенность заключается в том, что энергия, вырабатываемая из отходов, будет перерабатываться для поддержания тепла в реакторе, а при наличии излишков ее можно будет продавать в другие сферы.

Оператор системы переработки отходов.

Чистый газ (синтез-газ) используется для поддержания тепла в печи для обработки. Биотопливо может подаваться в котел или использоваться в промышленности. Биоуголь используется в качестве топлива для сжигания и улучшения почвы. Чистая вода собирается в соответствии со стандартами, необходимыми для работы системы.

Вся выпускаемая продукция проходит независимые испытания в Институте энергетики и экологических наук и технологий Вьетнамской академии наук и технологий. Результаты показывают, что она соответствует промышленным стандартам и не представляет опасности для окружающей среды и человека.

Благодаря гибкой модульной структуре эту технологию можно тиражировать в любой провинции или городе, от горных районов до городских, без необходимости установки системы сортировки отходов. Каждый модуль может работать автономно, прост в обслуживании, экономит место и снижает затраты на переработку.

Опасения из-за гор мусорных свалок, загрязняющих весь регион

Создание этой передовой системы переработки отходов — это долгий путь «питания и сна» с отходами для группы вьетнамских инженеров разных специальностей, но разделяющих общую обеспокоенность экологическими проблемами страны.

Переработка отходов является сложной проблемой.

Инженер Фам Куок Хунг, член исследовательской группы по разработке системы переработки отходов с нулевым уровнем выбросов, вспоминает командировки с севера на юг 10 лет назад, которые привели к решению группы заняться исследованиями в области переработки отходов.

«Куда бы мы ни пошли, свалки громоздились горами и были загрязнены. Я побывал в Намшоне ( Ханой ), затем в Диньву (Хайфон), и везде было слишком много мусора. В новостях того времени часто можно было увидеть информацию о людях, которые ставили палатки, чтобы блокировать проезд транспорта, потому что не могли выносить вонь», — вспоминал инженер Хунг.

Группа подошла к сфере переработки отходов с четкой целью: необходимо было радикальное решение.

В ходе исследования они пришли к выводу, что мусор — это не просто отходы, но и вид топлива. Энергетическая ценность некоторых видов бытовых отходов эквивалентна угольной пыли Куангниня6, достигая 3800–4200 ккал/кг.

«Мы поняли, что мусор — это не только экологическая проблема. Мусор — это энергия. Мусор — это возможность. Если мы будем правильно перерабатывать мусор, Вьетнам не только решит проблему загрязнения, но и решит энергетическую проблему», — проанализировал инженер Хунг.

Система импорта стоимостью в миллиарды долларов «беспомощна» перед лицом вьетнамского мусора

Для поиска решения был создан «научный совет» из четырех человек, каждый из которых имел определенный опыт в области проектирования - автоматизации, оборудования, технологий, нефтехимии - энергетики.

По словам инженера Хунга, самая большая проблема в сфере переработки отходов во Вьетнаме — это не только технологии, но и то, что они должны соответствовать реальным условиям обращения с отходами во Вьетнаме. В развитых странах существует система сортировки отходов от источника, что помогает сделать их чистыми, однородными и удобными для переработки.

Во Вьетнаме бытовые отходы представляют собой смесь всего: от пищевых отходов и нейлоновых пакетов до кирпичей, строительного мусора и даже опасных отходов. Низкая теплотворная способность, высокая влажность, множество примесей легко приводят к засорам и экстремальным реакциям в печи. При прямом применении иностранных технологий эффективность работы печи будет затруднительной, что часто приводит к её засорению.

Следующий вопрос: Как бороться с мусором?

Ссылаясь на ряд мировых моделей, таких как американская плазменная, немецкая технология сжигания в кипящем слое и японская технология высокотемпературной обработки, группа инженеров была ошеломлена современными технологиями. Но они также быстро осознали, что инвестиции в них слишком дороги, а стоимость обработки ещё выше.

Команда приступила к испытаниям американского модуля.

«Стоимость переработки отходов в США может достигать 100 долларов за тонну. В то же время во Вьетнаме средняя стоимость переработки отходов обычно составляет всего 15–20 долларов за тонну. Использование импортного оборудования может погубить бизнес с самого начала только за счёт эксплуатационных расходов.

«Если проблема несортированных отходов не может быть решена, а затраты на ее решение не могут быть приемлемыми на внутреннем рынке, то все решения останутся только на бумаге», — проанализировал инженер Хунг.

В ходе исследований группа создала собственный прототип модуля очистки отходов. Однако, не веря в свою способность «изобрести себя», группа вложила миллиарды донгов в модуль, использующий американскую технологию для параллельных испытаний. Фактически, изначально большая часть ресурсов и ожиданий была связана с этой зарубежной технологией.

«Мы считали, что зарубежные страны более развиты, определённо лучше, поэтому отдали предпочтение американским технологиям. В то время мы не очень верили в себя, не очень верили в разведку Вьетнама. Но когда мы столкнулись с реальностью, мы поняли, что американские технологии современны и хороши, но они не подходят для вьетнамских отходов», — поделился инженер Хунг.

Система была введена в эксплуатацию для тестирования переработки отходов в Йен Зунге (старом) в конце 2024 года, но уже через несколько месяцев местные отходы быстро показали свою сложность и «трудность».

Никакой классификации, высокая влажность, много примесей, низкая теплотворная способность. Машины постоянно засоряются, а реакция в печи нестабильна.

«Мы понимаем, что у вьетнамского народа есть проблемы, которые должен решать сам вьетнамский народ. Пусть вьетнамцы найдут решения для вьетнамского народа», — сказал инженер Хунг.

Ешьте и спите с мусором, чтобы исследовать, обсуждать каждый болт

Потерпев неудачу с планом А, на который были затрачены почти все ресурсы, исследовательская группа решила «начать заново» свое детище.

3D-модель системы переработки отходов с нулевым уровнем выбросов.

Инженер Буй Куок Дунг, руководитель группы технологических исследований, ясно помнит многомесячный период, когда ее члены ели и спали во временном жилье на свалке, чтобы проводить исследования, обсуждения и эксперименты.

«Когда мы только приехали сюда, горы мусора были высотой в 7-8 метров, фильтрат был чёрным, а мухи роились по всей территории. В общем, было ужасно. Помню, как тогда я ел клейкий рис на завтрак, но не мог сесть и есть его, приходилось ходить во время еды, чтобы мухи не добрались до него.

Инженер Буй Куок Дунг — руководитель группы технологических исследований.

«Но вся группа полна решимости приложить все усилия к постепенному ремонту, проживанию и питанию вместе с рабочими», — поделился инженер Дунг.

Чтобы улучшить и усовершенствовать систему переработки отходов, исследовательской группе предстоит решить множество серьезных проблем.

Самая сложная проблема — как обращаться со смешанными отходами. Именно этот важный вопрос стал причиной провала многих технологий переработки отходов, не связанных со сжиганием, при применении во Вьетнаме.

Разработанная группой система представляет собой технологию переработки отходов с использованием термической среды, или, сокращенно, термохимии. Суть заключается в использовании химических реакций в термической среде для разрушения органических связей в отходах. Масса отходов содержит множество сложных компонентов, некоторые из которых очень трудно разделить, поэтому необходимо создать условия реакции, обеспечивающие максимальное разложение.

Цель — создать три чёткие фазы: твёрдое — жидкое — газообразное. Твёрдое — это уголь, жидкое — нефть, газообразное — газ. Для этого система должна работать в строгом цикле, проходя через множество последовательных этапов обработки.

Во-первых, как поместить отходы в реакционную камеру. Когда отходы попадают в реакционную камеру, образуется множество продуктов: газ, пар, нефть и уголь. Группа должна найти способ переработать все эти четыре вещества, чтобы создать полезные продукты, которые будут служить человеку.

Процесс исследования начинается с «разбивки» каждой крупной проблемы.

Они разделили конкретные вопросы: как предварительно отобрать входящие отходы, как контролировать влажность, какие материалы могут выдерживать температуру и коррозию, как происходит поток воздуха и масла в печи, куда попадают твердые частицы, куда уходят жидкости и газы, как сделать ее одновременно герметичной и простой в обслуживании...

Каждый вопрос разделен на множество небольших частей, связанных с химией, механикой, гидравликой, материалами, энергетикой, термодинамикой, автоматизацией...

Полученные продукты перерабатываются в качестве топлива для системы очистки.

Группа начала работу заново, будучи студентами, разыскивая документы, перерисовывая наброски, моделируя каждую деталь реакционной камеры, перепроектируя пути движения газа, угля, воды и нефти.

Каждый поднятый вопрос тщательно обсуждается. Те, у кого есть новые идеи, должны отстаивать их, а другие имеют право подвергать их сомнению до конца. Есть инициативы, которые обсуждаются неделями, но в итоге отвергаются из-за их нереализуемости.

«Был период, когда мы собирались сразу, как только открывали глаза. Мы постоянно спорили друг с другом, чтобы найти оптимальное решение для каждой мелочи, такой как: болты, прокладки, уплотнения, гладкость, наклон печи…», — рассказал инженер Дунг.

Эксперт называет его «комбинированной машиной сотен инноваций», созданной на основе множества технических проблем и жизненного опыта.

Типичным примером является проблема обращения с синтез-газом. Газ, получаемый из отходов, по своим свойствам отличается от коммерческого газа. На рынке нет печей, способных сжигать этот газ, поэтому пришлось перепробовать сотни форсунок, чтобы подобрать подходящую газовую смесь. Как и в случае с биотопливом, команде пришлось разработать собственную печь, чтобы избежать дымления и максимально эффективно использовать энергию.

Типичные вьетнамские бытовые отходы также вызывают коррозию оборудования быстрее обычного, поскольку содержат кислоту, рыбный соус, соль и бытовые сточные воды. Исследовательская группа использует термостойкую антикоррозийную краску и комбинирует несколько слоёв материалов, чтобы продлить срок её службы.

Существуют, казалось бы, простые задачи, например, извлечение угля из закрытой печи, которые становятся сложными и решаются практически в конце концов. Ведь при температуре около 300 градусов Цельсия ни один тип прокладок не подходит для длительного использования.

«В принципе, печь должна быть герметичной. Жидкие и газообразные материалы легко извлекать, но из закрытой печи сложно извлечь твёрдые материалы. Система должна обеспечивать тягу, быть устойчивой к засорению, плавной и, наконец, герметичной при открытии и закрытии. Это зона нагрева, поэтому никакие прокладки или уплотнения не могут выдерживать столь высокие температуры и быть долговечными», — проанализировал инженер Дунг.

Конструкция напоминает джутовый пистолет для добычи угля.

После недели размышлений этот инженер нашёл решение, которое он нашёл в детстве, стреляя джутовыми шариками. Для стрельбы такое ружьё требовало полной герметичности. Он назвал его «инновацией в области угольного ружья» с гидравлической поршневой системой вместо бамбуковой палочки, как в его детской игрушке.

В процессе испытаний группе приходилось постоянно доставлять образцы выпускаемой продукции — от газа, угля, воды до нефти — для испытаний в Институте химии и Институте окружающей среды и энергетики.

Только уголь проверялся более десяти раз, газ — несколько десятков, а сточные воды имели сотни показателей. Каждый раз, когда тест не удавался, всей группе приходилось возвращаться и вносить коррективы.

«У нас толстая стопка записей о проверках. Когда одна цель достигнута, другая — нет. Нам приходится снова собираться, вносить теоретические коррективы, затем выходить на эксперименты, а затем снова возвращаться к испытаниям», — сказал инженер Дунг. «Невозможно сосчитать, сколько таких циклов».

Испытания прекращаются, когда все четыре выходных продукта соответствуют групповым стандартам.

Когда мусор — это ресурс

На сегодняшний день команда завершила разработку трёх модулей различной производительности: 40–60 тонн, 60–80 тонн и 100–120 тонн/сутки. Самый большой модуль может быть объединён в систему переработки мощностью 1000 тонн.

После определенного периода эксплуатации завод перерабатывает твердые бытовые и промышленные отходы в стабильно работающую энергию с производительностью 120-150 тонн/сутки.

Мусороперерабатывающий завод без дыма, сточных вод, запаха и золы, который когда-то считался невозможным, теперь стал реальностью.

«Мы стремимся к созданию модели переработки отходов у источника в каждой коммуне или группе коммун, чтобы не приходилось вывозить их далеко, что позволит сэкономить средства и защитить окружающую среду.

«Если мы сосредоточим 500–600 тонн в день на крупном заводе, в некоторые населенные пункты придется вывозить мусор почти на 100 км, а в горных районах это будет еще сложнее, иногда стоимость транспортировки даже превышает стоимость переработки отходов на заводе», — проанализировал инженер Хунг.

Исследовательская группа заявила, что не останавливаясь на бытовых и промышленных отходах, эта технология может быть адаптирована в некоторых частях системы для обработки павших животных из-за эпидемий, таких как африканская чума свиней, птичий грипп...

Крупные вспышки могут вынудить каждый населённый пункт уничтожить сотни тонн скота и птицы традиционными методами захоронения. Это не только приводит к растрате биологических ресурсов, но и создаёт риск загрязнения почвы и грунтовых вод, а также не исключает возможность незаконного сброса туш, что создаёт риски для биологической безопасности.

«Раньше, когда речь заходила об утилизации отходов, люди думали только о сжигании или захоронении. Но теперь отходы — это не то, что нужно выбрасывать, а ресурс, создающий экономическую ценность», — с гордостью поделился инженер Фам Куок Хунг, осматривая действующую линию.

Фото: Минь Нхат, Бао Нгок

Видео: Доан Туй

Источник: 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