В'єтнамський інженер створює першу систему переробки відходів з нульовим рівнем викидів, їдячи та сплячи зі сміттям.

(Ден Трі) - Технологія обробки відходів «три ні»: без спалювання, без захоронення, без викидів, розроблена в'єтнамським народом, може перетворити відходи на... чорне золото.

Зона збору сміття в районі Єн Зунг, Бак Джанг (старий), колись була сильно забруднена, оскільки її затопило десятками тисяч тонн залишків сміття, вона мала сильний сморід і кишіла мухами, як розбитий вулик.

Тепер цієї сцени більше немає.

Натомість це бездимна, безшумна фабрика, і мало хто замислюється, що всередині неї відбувається цикл перетворення сміття на «чорне золото».

Відходи транспортуються конвеєром у верхню частину термохімічної вежі.

Ця трансформація відбулася після більш ніж 6 місяців експлуатації системи обробки відходів «3 ні»: ні спалювання, ні захоронення, ні викидів, дослідженої, розробленої та впровадженої групою в'єтнамських інженерів. Це також перша система обробки відходів з нульовими викидами у В'єтнамі.

Основою системи є технологія каталітичного термічного розкладання зі змінним тиском. Замість спалювання відходів за високих температур понад 950 ^{градусів} Цельсія, як у традиційних сміттєспалювальних установках (які викидають багато токсичних газів, таких як діоксин і фуран), ця технологія використовує значно нижчі температури (280–320°C) в анаеробному середовищі (без кисню), щоб «розірвати» зв’язки у відходах, допомагаючи відходам повільно розкладатися без горіння.

Основою системи є технологія каталітичного розкладання зі змінним тиском.

Оскільки він не горить, він не утворює диму, дрібного пилу чи токсичних газів. Це також технологія обробки, яка не вимагає сортування відходів у джерелі, що є важливим проривом в контексті того, що понад 90% побутових відходів у В'єтнамі досі є змішаними відходами.

Щодня система може переробляти 60–160 тонн відходів, чого достатньо для обслуговування кластера комун або невеликої міської території без необхідності будівництва сміттєзвалища.

Цикл обробки відходів поділено на 6 закритих операційних зон:

1. Прийом та попередня обробка: Вхідні відходи очищаються від інертних матеріалів, а вологість збалансовується.

2. Піч для каталітичного термічного розкладання зі змінним тиском: тут відходи піддаються анаеробній термічній реакції в поєднанні з каталізатором.

3. Відновлення та обробка біогазу та біонафти: Синтез-газ та біонафта фільтруються, розділяються та очищуються. Газ та нафта повторно нагріваються в реакторі без використання викопного палива.

4. Відновлення та охолодження біовугілля: Відходи після реакції утворюють біовугілля, яке охолоджують у герметичному контейнері для забезпечення безпеки та якості.

5. Обробка конденсату: Відокремте чисту воду від реакційного процесу та використовуйте її повторно.

6. Моніторинг кластера керування: Автоматизація всієї системи, керування в режимі реального часу.

Особливість полягає в тому, що енергія, що виробляється з відходів, буде перероблена для підтримки тепла в реакторі та може бути продана іншим родовищам, коли виникне надлишок.

Оператор системи обробки відходів.

Чистий газ (синтез-газ) використовується для підтримки тепла в самій печі для обробки. Біомасло може подаватися в котел або використовуватися в промисловості. Біовугілля використовується як паливо для спалювання та покращення ґрунту. Чиста вода збирається для відповідності стандартам, необхідним для роботи системи.

Вся продукція, що випускається, проходить незалежні випробування в Інституті енергетичних та екологічних наук і технологій В'єтнамської академії наук і технологій. Результати показують, що вона відповідає промисловим стандартам і не є шкідливою для навколишнього середовища чи людей.

Завдяки гнучкій модульній структурі, цю технологію можна відтворити в будь-якій провінції чи місті, від гірських районів до міських зон, без необхідності використання попередньої системи сортування відходів. Кожен модуль може працювати незалежно, простий в обслуговуванні, економить місце та зменшує витрати на переробку.

Занепокоєння викликають гори сміттєзвалищ, що забруднюють увесь регіон

Наявність такої передової системи обробки відходів – це довгий час «їсти та спати» з відходами для групи в'єтнамських інженерів з різними спеціальностями, але які поділяють однакову стурбованість екологічними проблемами країни.

Поводження з відходами є складним питанням.

Інженер Фам Куок Хунг – член дослідницької групи з розробки систем переробки відходів з нульовим рівнем викидів, згадує ділові поїздки з півночі на південь 10 років тому, які призвели до рішення команди заглибитися в дослідження в галузі переробки відходів.

«Куди б ми не йшли, сміттєзвалища були завалені, як гори, та забруднені. Я поїхав до Нам Сон ( Ханой ), потім до Дінь Ву (Хайфон), і всюди було переповнено. У новинах того часу неважко було побачити інформацію про людей, які встановлюють намети, щоб блокувати транспортні засоби, бо не могли терпіти сморід», – згадував інженер Хунг.

Група підійшла до сфери обробки відходів з чіткою метою: мало бути радикальне рішення.

Під час дослідження вони зрозуміли, що сміття – це не просто відходи, а й вид палива. Деякі види побутових відходів мають енергію, еквівалентну вугільному пилу Куангніня 6, сягаючи 3800–4200 ккал/кг.

«Ми усвідомили, що сміття — це не просто екологічна проблема. Сміття — це енергія. Сміття — це можливість. Якщо ми ретельно ставимося до сміття, В'єтнам не лише вирішить проблему забруднення, але й торкнеться енергетичної проблеми», — проаналізував інженер Хунг.

Система імпорту вартістю мільярд доларів «безпорадна» з в'єтнамським сміттям

Було створено «наукову раду» з чотирьох членів, кожен з яких мав різну спеціалізацію: проектування – автоматизація, обладнання, технології, нафтохімія – енергетика, щоб знайти рішення.

За словами інженера Хунга, найбільшою проблемою для відходів у В'єтнамі є не лише технологія, але й технологія, яка має відповідати реальним умовам утворення відходів у В'єтнамі. Розвинені країни мають систему сортування відходів від джерела, що допомагає зробити їх чистими, однорідними та легкими в обробці.

У В'єтнамі побутові відходи – це суміш усього: від їжі та нейлонових пакетів до цегли, будівельного сміття та навіть небезпечних відходів. Низька калорійність, висока вологість, багато домішок легко спричиняють засмічення та екстремальні реакції в печі. Якщо безпосередньо застосовувати іноземні технології, їх буде важко ефективно використовувати, що часто призводить до засмічення печі.

Наступне питання: Як поводитися зі сміттям?

Звертаючись до низки світових моделей, таких як: американська плазма, німецьке спалювання в псевдозрідженому шарі, японська високотемпературна обробка, група інженерів була вражена сучасними технологіями. Але вони також швидко усвідомили, що інвестування в них було занадто дорогим, а вартість обробки ще вищою.

Американський модуль був запущений командою у випробування.

«Вартість послуг з переробки відходів у США може досягати 100 доларів за тонну. Тим часом у В’єтнамі середня вартість переробки відходів зазвичай становить лише 15-20 доларів за тонну. Якщо використовувати іноземне обладнання, то одні лише експлуатаційні витрати знищать бізнес з самого початку».

«Якщо проблему несортованих відходів неможливо вирішити, а вартість не може бути доступною всередині країни, то всі рішення залишаться лише на папері», – проаналізував інженер Хунг.

У процесі дослідження група створила власний прототип модуля обробки відходів. Однак, оскільки вона не вірила у свою здатність «винаходити себе», група інвестувала мільярди донгів у модуль, використовуючи американські технології для паралельного тестування. Фактично, спочатку більшість ресурсів та очікувань були спрямовані на цю іноземну технологію.

«Ми вважали, що іноземні країни більш розвинені, безумовно, кращі, тому ми надавали пріоритет американським технологіям. У той час ми не дуже вірили в себе, не дуже вірили у в'єтнамський розвідувальний підрозділ. Але коли ми поринули в реальність, ми зрозуміли, що американські технології були сучасними та хорошими, але вони не підходили для в'єтнамських відходів», – поділився інженер Хунг.

Систему було введено в експлуатацію для тестування обробки відходів у Єн Зунзі (старому) з кінця 2024 року, але вже через кілька місяців місцеві відходи швидко показали свою складність та «труднощі».

Відсутність класифікації, висока вологість, багато домішок, низька теплотворна здатність. Машини постійно засмічуються, а реакція в печі нестабільна.

«Ми усвідомлюємо, що існують проблеми в'єтнамського народу, які має вирішити сам в'єтнамський народ. Нехай в'єтнамський народ шукає рішення для в'єтнамського народу», – сказав інженер Хунг.

Їжте та спите зі сміттям, щоб досліджувати, обговорювати кожен болт

Зазнавши невдачі з планом А, який залучив майже всі їхні ресурси, дослідницька група вирішила «почати спочатку» зі своїм дітищем.

3D-модель системи обробки відходів з нульовим рівнем викидів.

Інженер Буй Куок Зунг — керівник дослідницької групи з технологій — чітко пам’ятає період, протягом якого члени групи протягом багатьох місяців їли та спали у тимчасовому житлі на сміттєзвалищі, досліджуючи, обговорюючи та експериментуючи.

«Коли ми вперше приїхали сюди, сміття було навалено на 7-8 метрів заввишки, фільтрат був чорним, а мухи кишіли по всій території. Загалом, це було жахливо. У той час, я пам’ятаю, я снідав клейким рисом, але не міг сісти і їсти його, мені доводилося ходити під час їжі, щоб мухи на нього не сіли».

Інженер Буй Куок Зунг - керівник дослідницької групи з технологій.

Але вся група рішуче налаштована докласти всіх зусиль для поступового ремонту, проживання та харчування разом з робітниками», – поділився інженер Дунг.

Щоб покращити та вдосконалити свою систему обробки відходів, дослідницька група стикається з багатьма серйозними проблемами, які потрібно вирішити.

Найскладніша проблема полягає в тому, як поводитися зі змішаними відходами. Це головне питання, яке призвело до невдачі багатьох технологій обробки відходів без спалювання у В'єтнамі.

Система, розроблена групою, являє собою технологію перетворення відходів за допомогою теплового середовища, скорочено званого термохімією. Суть полягає у використанні хімічних реакцій у тепловому середовищі для руйнування органічних зв'язків у відходах. У масі відходів є багато складних компонентів, деякі з яких дуже важко розділити, тому необхідно створити умови реакції, які можуть розкластися максимально.

Мета полягає у створенні трьох різних фаз: тверда – рідка – газоподібна. Тверда – це вугілля, рідка – нафта, газоподібна – газоподібна. Для цього система повинна працювати в строгому циклі, проходячи багато послідовних етапів обробки.

По-перше, як помістити відходи в реакційну камеру. Коли відходи потрапляють у реакційну камеру, вони створюють багато продуктів: газ, пару, нафту та вугілля. Група повинна знайти спосіб переробки всіх чотирьох цих речовин, щоб створити корисні продукти, які добре служать життю людини.

Процес дослідження починається з «розбору» кожної великої проблеми.

Вони розділили конкретні питання: як попередньо вибрати вхідні відходи, як контролювати вологість, які матеріали можуть витримувати нагрівання та корозію, як працює потік повітря та олії в печі, куди потрапляють тверді речовини, куди виходять рідини та гази, як зробити її одночасно герметичною та простою в обслуговуванні...

Кожне питання поділено на безліч дрібних частин, пов'язаних з хімією, механікою, гідравлікою, матеріалами, енергетикою, термодинамікою, автоматизацією...

Утворені продукти переробляються як паливо для системи очищення.

Група почала все спочатку, будучи студентами, шукаючи документи, перемальовуючи ескізи з перших рук, моделюючи кожну деталь реакційної камери, перепроектуючи шляхи газу, вугілля, води та нафти.

Кожне порушене питання ретельно обговорюється. Ті, хто має нові ідеї, повинні відстоювати свої погляди, а інші мають право ставити їх під сумнів до кінця. Є ініціативи, які обговорюються тижнями, але зрештою відхиляються, оскільки вони нездійсненні.

«Був період, коли ми проводили зустрічі, щойно відкривали очі. Ми постійно дискутували один з одним, щоб знайти оптимальне рішення для кожної дрібниці, такої як: болти, прокладки, ущільнювачі, плавність, нахил печі…», – сказав інженер Дунг.

Цей експерт називає це «комбінованою машиною сотень інновацій», сформованою з багатьох технічних проблем та життєвого досвіду.

Типовим прикладом є проблема поводження з синтез-газом. Газ, отриманий з відходів, має властивості, відмінні від промислового газу. На ринку немає жодної печі, яка могла б спалювати цей газ, тому їм довелося випробувати сотні форсунок, щоб знайти правильну газову суміш. Подібно до біонафти, команді довелося спроектувати власну піч, щоб уникнути диму та максимізувати енергію.

Типові в'єтнамські побутові відходи також кородують обладнання швидше, ніж зазвичай, оскільки вони містять кислоту, рибний соус, сіль та побутові стічні води. Дослідницька група використовує термостійку антикорозійну фарбу та поєднує кілька шарів матеріалів, щоб продовжити термін її служби.

Є, здавалося б, прості проблеми, такі як видалення вугілля із закритої печі, які стають складними і вирішуються майже врешті-решт. Тому що в температурному середовищі приблизно 300 градусів Цельсія жоден тип прокладки не підходить для тривалого використання.

«В принципі, піч має бути герметичною. Рідкі та газоподібні матеріали легко витягувати, але тверді матеріали із закритої печі нелегко витягувати. Система повинна мати тягу, бути стійкою до засмічення, бути плавною і, нарешті, герметичною під час відкривання та закривання. Це зона нагрівання, тому жодна прокладка чи ущільнення не можуть витримувати такі високі температури та бути довговічними», – проаналізував інженер Дунг.

Структура натхненна джутовою гарматою для видобутку вугілля.

Після тижня роздумів цей інженер знайшов рішення на основі рушниці, яка стріляла джутовими кульками, коли він був дитиною. Цей тип рушниці мав бути повністю герметичним для стрільби. Він назвав це «інновацією вугільної рушниці» з гідравлічною поршневою системою замість бамбукової палиці, як у його дитячій іграшці.

Під час випробувань команді доводилося постійно привозити зразки вихідної продукції, від газу, вугілля, води до нафти, для тестування в Інституті хімії та Інституті навколишнього середовища - енергетики.

Тільки вугілля перевіряли понад десять разів, газ — кілька десятків разів, а стічні води мали сотні показників. Щоразу, коли тест не давав результатів, всій групі доводилося повертатися та вносити корективи.

«У нас є товста стопка протоколів перевірок. Коли одна ціль досягнута, інша — ні. Нам доводиться зустрічатися знову, вносити теоретичні корективи, потім виходити на експерименти, а потім знову повертатися до випробувань», — сказав інженер Дунг. «Неможливо порахувати, скільки таких циклів».

Тестування припиняється, коли всі чотири вихідні продукти відповідають груповим стандартам.

Коли сміття – це ресурс

На сьогодні команда завершила розробку трьох модулів різної потужності: 40–60 тонн, 60–80 тонн та 100–120 тонн/день. Найбільший модуль можна об'єднати з системою обробки продуктивністю 1000 тонн.

Після певного періоду роботи завод перетворює тверді побутові та промислові відходи на стабільну робочу енергію з потужністю 120-150 тонн/добу.

Бездимний, без стічних вод, без запаху та без попелу сміттєвий завод, який колись вважався неможливим, тепер став реальністю.

«Ми прагнемо створити модель обробки відходів у джерелі у кожній комуні або кластері комун, щоб їх не доводилося вивозити далеко, що дозволить заощадити кошти та захистити довкілля».

Якщо ми просто зосередимо 500-600 тонн/день на великому заводі, деяким населеним пунктам доведеться транспортувати сміття майже на 100 км, а в гірських районах це буде ще складніше, іноді вартість транспортування навіть вища, ніж вартість обробки відходів для заводу», – проаналізував інженер Хунг.

Не зупиняючись на побутових та промислових відходах, дослідницька група заявила, що цю технологію можна скоригувати в деяких частинах системи для обробки мертвих тварин внаслідок епідемій, таких як африканська чума свиней, пташиний грип...

Великі спалахи можуть змусити кожну місцевість знищувати сотні тонн худоби та птиці традиційними методами поховання. Це не лише марнує біологічні ресурси, але й створює ризик забруднення ґрунту та ґрунтових вод, і не виключає ситуації незаконного скидання туш, що створює ризики для біобезпеки.

«Раніше, коли говорили про обробку відходів, люди думали лише про їх спалювання або закопування. Але тепер відходи – це вже не те, що викидають, а ресурс, який створює економічну цінність», – з гордістю поділився інженер Фам Куок Хунг, дивлячись на робочу лінію.

Фото: Мін Нят, Бао Нгок

Відео: Доан Туй

Джерело: 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