Äter och sover med skräp, vietnamesisk ingenjör skapar det första utsläppsfria avfallshanteringssystemet

(Dan Tri) - Avfallshanteringstekniken "3 nej": ingen förbränning, ingen nedgrävning, inga utsläpp som utvecklats av vietnameserna kan förvandla avfall till... svart guld.

Sophämtningsområdet i Yen Dung-distriktet, Bac Giang (gamla stan), var en gång kraftigt förorenat eftersom det översvämmades med tiotusentals ton överblivet sopor, hade en stark stank och var översvällt av flugor som en trasig bikupa.

Nu är den scenen borta.

Istället är det en rökfri, ljudlös fabrik, och få människor tror att inuti pågår en cykel där skräp förvandlas till "svart guld".

Avfallet transporteras uppför transportören till det termokemiska tornets översta position.

Denna omvandling skedde efter mer än 6 månaders drift av avfallsbehandlingssystemet ”3 no”: ingen förbränning, ingen nedgrävning, inga utsläpp, som undersöktes, utformades och driftsattes av en grupp vietnamesiska ingenjörer. Detta är också det första utsläppsfria avfallsbehandlingssystemet i Vietnam.

Kärnan i systemet är tekniken för katalytisk termisk nedbrytning med variabelt tryck. Istället för att bränna avfall vid höga temperaturer över 950 ^grader Celsius som traditionella förbränningsanläggningar (som avger många giftiga gaser som dioxin och furan), använder denna teknik mycket lägre temperaturer (280–320 °C) i en anaerob miljö (utan syre) för att "bryta" bindningarna i avfallet, vilket hjälper avfallet att brytas ner långsamt utan att förbränna.

Kärnan i systemet är katalytisk sönderdelningsteknik med variabelt tryck.

Eftersom den inte brinner producerar den inte rök, fint damm eller giftiga gaser. Detta är också en behandlingsteknik som inte kräver källsortering, ett viktigt genombrott i samband med att mer än 90 % av hushållsavfallet i Vietnam fortfarande är blandavfall.

Varje dag kan ett system bearbeta 60–160 ton avfall, tillräckligt för att försörja ett kommunkluster eller ett litet stadsområde utan att behöva bygga en deponi.

Avfallsbehandlingscykeln är indelad i 6 slutna driftszoner:

1. Mottagning och förbehandling: Ingående avfall befrias från inerta material och fuktbalansen balanseras.

2. Katalytisk termisk rötningsugn med variabelt tryck: Här placeras avfall i en anaerob termisk reaktion i kombination med katalysator.

3. Återvinning och behandling av biogas och bioolja: Syntesgas och bioolja filtreras, separeras och renas. Gasen och oljan återuppvärms till reaktorn utan att använda fossila bränslen.

4. Återvinning och kylning av biokol: Avfallet efter reaktionen bildar biokol, som kyls i en sluten behållare för att garantera säkerhet och kvalitet.

5. Kondensatbehandling: Separera rent vatten från reaktionsprocessen och återanvänd det.

6. Övervakningskontrollkluster: Automatisera hela systemet, realtidskontroll.

Det speciella är att energin som genereras från avfallet kommer att återvinnas för att bibehålla värme för reaktorn och kan säljas till andra fält när det finns ett överskott.

Operatör av avfallsbehandlingssystem.

Ren gas (syngas) används för att upprätthålla värmen i själva behandlingsugnen. Bioolja kan tillföras pannan eller användas inom industrin. Biokol används som bränsle för förbränning och jordförbättring. Rent vatten återvinns för att uppfylla standarder för systemets drift.

Alla produktionsprodukter testas oberoende vid Institute of Energy and Environmental Science and Technology - Vietnam Academy of Science and Technology. Resultaten visar att de uppfyller industristandarder och inte är skadliga för miljön eller människor.

Med sin flexibla modulstruktur kan denna teknik replikeras i vilken provins eller stad som helst, från bergsområden till stadsområden, utan behov av ett uppströms avfallssorteringssystem. Varje modul kan fungera oberoende, är enkel att underhålla, sparar utrymme och minskar bearbetningskostnader.

Oro över bergen av soptippar som förorenar hela regionen

Att ha detta avancerade avfallshanteringssystem innebär en lång tid av "ätande och sovande" med avfall av en grupp vietnamesiska ingenjörer med olika huvudämnen, men som delar samma oro över landets miljöproblem.

Avfallshantering är en utmanande fråga.

Ingenjören Pham Quoc Hung – medlem i forskargruppen för utsläppsfria avfallshanteringssystem, minns affärsresor från norr till söder för 10 år sedan, vilket ledde till gruppens beslut att fördjupa sig i forskning om avfallshantering.

”Överallt var soptipparna upphopade som berg och förorenade. Jag åkte till Nam Son ( Hanoi ), sedan Dinh Vu (Hai Phong), och överallt var det överbelastat. På nyheterna på den tiden var det inte svårt att se information om folk som satte upp tält för att blockera fordon eftersom de inte stod ut med stanken”, mindes ingenjör Hung.

Gruppen närmade sig avfallshanteringsområdet med ett tydligt mål: det behövde finnas en radikal lösning.

Under forskningen insåg de att sopor inte bara är avfall, utan också en form av bränsle. Vissa typer av hushållsavfall har en energi motsvarande Quang Ninhs koldamm 6, och når 3 800–4 200 kcal/kg.

”Vi insåg att sopor inte bara är ett miljöproblem. Sopor är energi. Sopor är en möjlighet. Om vi ​​hanterar sopor noggrant kommer Vietnam inte bara att lösa föroreningar, utan också påverka energiproblemet”, analyserade ingenjör Hung.

Miljarddollars importsystem "hjälplöst" med vietnamesiskt sopor

Ett "vetenskapligt råd" med fyra medlemmar inrättades, var och en med olika expertis: design - automation, utrustning, teknologi, petrokemikalier - energi för att hitta lösningen.

Enligt ingenjören Hung är den största svårigheten för Vietnams avfall inte bara tekniken, utan tekniken måste vara lämplig för de faktiska avfallsförhållandena i Vietnam. Utvecklade länder har ett system för att sortera avfall från källan, vilket bidrar till att göra avfallet rent, enhetligt och lätt att hantera.

I Vietnam är hushållsavfall en blandning av allt från mat, nylonpåsar till tegelstenar, byggavfall och till och med farligt avfall. Lågt värmevärde, hög luftfuktighet och många föroreningar orsakar lätt blockeringar och extrema reaktioner i ugnen. Om utländsk teknik tillämpas direkt blir det svårt att fungera effektivt, vilket ofta leder till blockeringar i ugnen.

Nästa fråga: Hur ska man hantera skräp?

Med hänvisning till en rad modeller i världen, såsom amerikansk plasma, tysk fluidiserad bäddförbränning och japansk högtemperaturbehandling, blev ingenjörsgruppen överväldigad av modern teknik. Men de insåg också snabbt sanningen att det var för dyrt att investera i dem, och att bearbetningskostnaden var ännu högre.

Den amerikanska modulen testades av teamet.

"Avgifter för avfallshantering i USA kan kosta upp till 100 dollar/ton. I Vietnam är den genomsnittliga kostnaden för avfallshantering vanligtvis bara 15–20 dollar/ton. Om utländsk utrustning används kommer enbart driftskostnaderna att döda verksamheten redan från början."

"Om problemet med osorterat avfall inte kan lösas och kostnaden inte är överkomlig inhemskt, kommer alla lösningar bara att finnas kvar på papper", analyserade ingenjör Hung.

Genom forskningsprocessen skapade gruppen sin egen prototyp för avfallsbehandlingsmodulen. Men eftersom de inte riktigt trodde på sin förmåga att "uppfinna sig själva", investerade gruppen miljarder dong i en modul med amerikansk teknik för parallell testning. Faktum är att inledningsvis var de flesta resurserna och förväntningarna riktade mot denna utländska teknik.

”Vi trodde att utländska länder var mer utvecklade, definitivt bättre, så vi prioriterade amerikansk teknologi. Vid den tiden trodde vi inte riktigt på oss själva, inte riktigt på vietnamesisk underrättelsetjänst. Men när vi kom in i verkligheten insåg vi att amerikansk teknologi var modern och bra, men att den inte var lämplig för vietnamesiskt avfall”, delade ingenjör Hung.

Systemet togs i drift för att testa avfallshantering i Yen Dung (gamla) från slutet av 2024, men efter bara några månader visade det lokala avfallet snabbt sin komplexitet och "svårigheter".

Ingen klassificering, hög luftfuktighet, många föroreningar, lågt värmevärde. Maskinerna är ständigt igensatta och reaktionen i ugnen är instabil.

”Vi inser att det finns problem för det vietnamesiska folket som borde lösas av det vietnamesiska folket. Låt det vietnamesiska folket hitta lösningar för det vietnamesiska folket”, sa ingenjör Hung.

Ät och sov med skräp för att undersöka, diskutera varje bult

Efter att ha misslyckats med plan A, som hade involverat nästan alla deras resurser, bestämde sig forskargruppen för att "börja om" med sitt idékull.

3D-modell av ett utsläppsfritt avfallshanteringssystem.

Ingenjör Bui Quoc Dung – chef för teknikforskningsgruppen – minns tydligt den period på många månader då medlemmarna åt och sov i tillfälliga bostäder på soptippen för att undersöka, diskutera och experimentera.

"När vi först kom hit låg soporna upphöjda till 7–8 meters höjd, lakvattnet var svart och flugor svärmade över hela området. Generellt sett var det hemskt. Vid den tiden minns jag att jag åt klibbigt ris till frukost, men jag kunde inte sitta ner och äta det, jag var tvungen att gå medan jag åt så att flugorna inte skulle komma på det."

Ingenjör Bui Quoc Dung - Chef för teknikforskningsgruppen.

Men hela gruppen är fast besluten att lägga all sin kraft på att gradvis renovera, bo och äta tillsammans med arbetarna”, delade ingenjör Dung.

För att förbättra och fullända sitt avfallshanteringssystem står forskargruppen inför många stora problem att lösa.

Det svåraste problemet är hur man hanterar blandat avfall. Det är den stora frågan som har orsakat att många icke-förbränningsbaserade avfallsbehandlingstekniker har misslyckats när de tillämpats i Vietnam.

Systemet som utvecklats av gruppen är en teknik för att omvandla avfall med hjälp av en termisk miljö – kallad termokemi förkortat. Kärnan är att använda kemiska reaktioner i en termisk miljö för att bryta ner organiska bindningar i avfall. I en avfallsmassa finns många komplexa komponenter, av vilka vissa är mycket svåra att separera, så det är nödvändigt att skapa reaktionsförhållanden som kan brytas ner maximalt.

Målet är att skapa tre distinkta faser: fast – flytande – gas. Fast är kol, vätska är olja, gas är gas. För att göra det måste systemet fungera i en strikt cykel, genom många på varandra följande processsteg.

Först, hur man placerar avfallet i reaktionskammaren. När avfallet kommer in i reaktionskammaren kommer det att skapa många produkter: gas, ånga, olja och kol. Gruppen måste hitta ett sätt att bearbeta alla fyra dessa ämnen för att skapa användbara produkter som tjänar mänskligt liv väl.

Forskningsprocessen börjar med att "bryta ner" varje stort problem.

De delade upp de specifika frågorna: Hur man förvalde ingående avfall, hur man kontrollerade luftfuktigheten, vilka material som tål värme och korrosion, hur luft- och oljeflödet i ugnen fungerar, vart de fasta ämnena går, vart vätskor och gaser läcker ut, hur man gör den både lufttät och lätt att underhålla...

Varje fråga är uppdelad i många mindre delar, relaterade till kemi, mekanik, hydraulik, material, energi, termodynamik, automation...

De genererade produkterna återvinns som bränsle för behandlingssystemet.

Gruppen började om som studenter, sökte efter dokument, ritade om från första hand, simulerade varje detalj i reaktionskammaren och utformade om vägarna för gas, kol, vatten och olja.

Varje fråga som tas upp debatteras grundligt. De som har nya idéer måste försvara sina åsikter, och andra har rätt att ifrågasätta dem till slutet. Det finns initiativ som diskuteras i veckor men till slut avvisas eftersom de inte är genomförbara.

”Det fanns en period då vi hade möten så fort vi öppnade ögonen. Vi diskuterade ständigt med varandra för att slutföra den optimala lösningen för varje liten detalj, såsom: bultar, packningar, tätningar, jämnhet, ugnens lutning…”, sa ingenjör Dung.

Denna expert kallar det en "kombinerad maskin av hundratals innovationer", formad av många tekniska problem och livserfarenheter.

Ett typiskt exempel är problemet med hantering av syntesgas. Gasen som produceras från avfall har egenskaper som skiljer sig från kommersiell gas. Det finns ingen spis på marknaden som kan bränna denna gas, så de var tvungna att prova hundratals munstycken för att hitta rätt gasblandning. I likhet med bioolja var teamet tvungna att designa sin egen ugn för att undvika rök och maximera energin.

Typiskt vietnamesiskt hushållsavfall korroderar också utrustning snabbare än normalt eftersom det innehåller syra, fisksås, salt och hushållsavloppsvatten. Forskargruppen använder värmebeständig rostskyddsfärg och kombinerar flera lager av material för att förlänga dess livslängd.

Det finns till synes enkla problem, som att ta bort kol från en sluten ugn, som blir svåra problem och löses nästan till slut. För i en temperaturmiljö på cirka 300 grader Celsius är ingen typ av packning lämplig för långvarig användning.

”I princip måste ugnen vara tätad. Det är lätt att ta flytande och gasformiga material, men det är inte lätt att ta ut fasta material ur en sluten ugn. Systemet måste ha dragkraft, vara igensättningsfritt, vara slätt och slutligen tätat vid öppning och stängning. Detta är en värmezon, så ingen packning eller tätning kan motstå så höga temperaturer och vara hållbar”, analyserade ingenjör Dung.

Strukturen är inspirerad av en jutekanon för att föra ut kol.

Efter en veckas funderande hittade den här ingenjören lösningen med hjälp av vapnet som han som barn avfyrade jutebollar. Den här typen av vapen var tvunget att vara helt tätat för att kunna skjuta. Han kallade det "kolvapeninnovationen" med ett hydrauliskt kolvsystem istället för bambupinnen i sin barndomsleksak.

Under testprocessen var teamet tvunget att kontinuerligt ta med sig prover av produktionsprodukter, från gas, kol, vatten till olja, för testning vid Kemiinstitutet och Miljö- Energiinstitutet.

Kol ensamt testades mer än tio gånger, gas flera dussin gånger, och avloppsvatten hade hundratals indikatorer. Varje gång testet misslyckades var hela gruppen tvungen att gå tillbaka och göra justeringar.

”Vi har en tjock bunt med inspektionsprotokoll. När ett mål är uppnått, är ett annat inte det. Vi måste mötas igen, göra teoretiska justeringar, sedan ge oss ut för att experimentera, sedan gå tillbaka till testning”, sa ingenjör Dung. ”Det är omöjligt att räkna hur många sådana loopar.”

Testningen avbryts när alla fyra utgångsprodukter uppfyller gruppens standarder.

När sopor är en resurs

Hittills har teamet färdigställt tre olika kapacitetsmoduler: 40–60 ton, 60–80 ton och 100–120 ton/dag. Den största modulen kan ensam kopplas till ett bearbetningssystem på 1 000 ton.

Efter en tids drift omvandlar fabriken hushålls- och industriavfall till stabil driftsenergi med en kapacitet på 120–150 ton/dag.

En rökfri, avloppsfri, luktfri och askfri sopfabrik, som en gång ansågs omöjlig, är nu verklighet.

”Vi strävar efter en modell för avfallshantering vid källan i varje kommun eller kluster av kommuner så att det inte behöver transporteras långt bort, vilket både sparar kostnader och skyddar miljön.”

"Om vi ​​bara koncentrerar 500–600 ton/dag till en stor fabrik, kommer vissa orter att behöva transportera soporna nästan 100 km, och i bergsområden kommer det att vara ännu svårare, ibland är transportkostnaden ännu högre än avfallshanteringskostnaden för fabriken", analyserade ingenjör Hung.

Forskargruppen nöjer sig inte med hushålls- och industriavfall, utan sa att denna teknik kan justeras i vissa delar av systemet för att hantera döda djur på grund av epidemier som afrikansk svinpest, fågelinfluensa...

Stora utbrott kan tvinga varje ort att förstöra hundratals ton boskap och fjäderfä med traditionella nedgrävningsmetoder. Detta slösar inte bara bort biologiska resurser, utan utgör också en risk för mark- och grundvattenföroreningar, och utesluter inte situationen med olaglig dumpning av kadaver, vilket orsakar biosäkerhetsrisker.

”Förr i tiden tänkte man bara på att bränna eller begrava avfall när man pratade om avfallshantering. Men nu är avfall inte längre något som ska slängas, utan en resurs som skapar ekonomiskt värde”, delade ingenjören Pham Quoc Hung stolt med sig och tittade på driftslinjen.

Foto: Minh Nhat, Bao Ngoc

Video: Doan Thuy

Källa: 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