Impianto biogas fai da te. Impianto di biogas per la casa con le tue mani. Cosa si può riciclare e come ottenere buoni risultati

Puoi montare piccole installazioni a casa. Per divagare, dirò che ottenere biogas con le proprie mani non è una specie di nuova invenzione. Anche nei tempi antichi, il biogas in casa veniva attivamente ottenuto in Cina. Questo paese è ancora il leader in termini di numero di impianti di biogas. Ma qui come realizzare un impianto di biogas con le tue mani, cosa è necessario per questo, quanto costerà - cercherò di raccontare tutto questo in questo e negli articoli successivi.

Calcolo preliminare dell'impianto di biogas

Prima di procedere all'acquisto o all'automontaggio di un impianto a biogas, è necessario valutare adeguatamente la disponibilità delle materie prime, la loro tipologia, qualità e possibilità di fornitura ininterrotta. Non tutte le materie prime sono adatte alla produzione di biogas. Materie prime che non si adattano:

materie prime ad alto contenuto di lignina;
materie prime che contengono segatura conifere, (con presenza di resine)
con umidità superiore al 94%
letame in decomposizione, nonché materie prime con muffe o detergenti sintetici.

Se la materia prima è adatta per la lavorazione, è possibile procedere alla determinazione del volume del bioreattore. Il volume totale delle materie prime per la modalità mesofila (la temperatura della biomassa varia da 25-40 gradi, la modalità più comune) non supera i 2/3 del volume del reattore. La dose giornaliera non supera il 10% del totale delle materie prime caricate.

Qualsiasi materia prima è caratterizzata da tre parametri importanti:

densità;
contenuto di cenere;
umidità.

Gli ultimi due parametri sono determinati da tabelle statistiche. La materia prima viene diluita con acqua tenendo conto del raggiungimento dell'80-92% di umidità. Il rapporto tra quantità di acqua e materie prime può variare da 1:3 a 2:1. Questo viene fatto per conferire al substrato la fluidità richiesta. Quelli. per garantire il passaggio del supporto attraverso le tubazioni e la possibilità di miscelarlo. Per piccoli impianti di biogas, la densità del substrato può essere assunta uguale alla densità dell'acqua.

Proviamo a determinare il volume del reattore usando un esempio.

Diciamo che la fattoria ha 10 bovini, 20 maiali e 35 polli. Gli escrementi escono al giorno: 55 kg da 1 bovino, da 1 maiale - 4,5 kg e 0,17 kg da pollo. Il volume dei rifiuti giornalieri sarà: 10x55 + 20x4,5 + 0,17x35 = 550 + 90 + 5,95 = 645,95 kg. Arrotondare fino a 646 kg. Il contenuto di umidità degli escrementi di suini e bovini è dell'86% e quello del letame di pollo è del 75%. Per ottenere l'85% di umidità nel letame di pollo, aggiungere 3,9 litri di acqua (circa 4 kg).

Si scopre che la dose giornaliera di carico delle materie prime sarà di circa 650 kg. Pieno carico del reattore: OS=10x0,65=6,5 tonnellate e volume del reattore OP=1,5x6,5=9,75 m³. Quelli. abbiamo bisogno di un reattore con un volume di 10 m³.

Calcolo della resa del biogas

Tabella per il calcolo della resa del biogas in funzione del tipo di materia prima.

Tipo di materia prima	Produzione di gas, m³ per 1 kg di sostanza secca	Produzione di gas m³ per 1 tonnellata all'85% di umidità
Letame bovino	0,25-0,34	38-51,5
Letame di maiale	0,34-0,58	51,5-88
escrementi di uccelli	0,31-0,62	47-94
Sterco di cavallo	0,2-0,3	30,3-45,5
letame di pecora	0,3-0,62	45,5-94

Se prendiamo lo stesso esempio, moltiplicando poi il peso di ogni tipologia di materia prima per i corrispondenti dati tabellari e sommando tutte e tre le componenti, otteniamo una resa di biogas di circa 27-36,5 m³ al giorno.

Per poter navigare la quantità richiesta di biogas, dirò che una famiglia media di 4 persone avrà bisogno di 1,8-3,6 m³ per cucinare. Per riscaldare una stanza di 100 m² - 20 m³ di biogas al giorno.

Installazione e fabbricazione del reattore

Un serbatoio di metallo, un contenitore di plastica può essere usato come reattore, oppure può essere costruito in mattoni, cemento. Alcune fonti affermano che la forma preferita sia quella a cilindro, ma nelle strutture quadrate costruite in pietra o mattoni, si formano delle crepe dovute alla pressione delle materie prime. Indipendentemente dalla forma, dal materiale e dal luogo di installazione, il reattore deve:

essere a tenuta di acqua e gas. La miscelazione dell'aria con il gas non deve avvenire nel reattore. Tra il coperchio e il corpo deve essere presente una guarnizione in materiale sigillato;
essere isolati termicamente;
sopportare tutti i carichi (pressione del gas, peso, ecc.);
avere un portello per i lavori di riparazione.

L'installazione e la scelta della forma del reattore viene effettuata individualmente per ciascuna azienda.

Tema di fabbricazione impianto di biogas fai da te molto esteso. Pertanto, mi concentrerò su questo in questo articolo. Nel prossimo articolo parleremo della scelta di altri elementi di un impianto a biogas, dei prezzi e di dove può essere acquistato.

Ecologia del consumo Fattoria: è redditizio produrre biocarburanti in casa in piccole quantità in un appezzamento sussidiario personale? Se hai qualche barile di metallo e altra spazzatura di ferro, oltre a un abisso di tempo libero e non sai come smaltirlo, sì.

Supponiamo che il gas naturale non sia stato e non sarà nel tuo villaggio. E anche se c'è, costa denaro. Anche se un ordine di grandezza in meno rispetto al rovinoso riscaldamento con elettricità e carburante liquido. L'officina più vicina per la produzione di pellet è a un paio di centinaia di chilometri, è costoso da trasportare. Ogni anno diventa sempre più difficile acquistare legna da ardere ed è problematico riscaldarla. In questo contesto, sembra molto allettante ottenere biogas gratuito nel tuo giardino da erbacce, letame di pollo, letame del tuo maiale preferito o il contenuto del bagno del padrone. Basta fare un bioreattore! In TV raccontano di come i parsimoniosi contadini tedeschi si riscaldino con risorse di “sterco” e ora non hanno bisogno di nessun “Gazprom”. È qui che il detto "rimuoverà il film dalle feci" è vero. Internet pullula di articoli e video sul tema "biogas da biomasse" e "impianti di biogas fai-da-te". Ma poco si sa dell'applicazione pratica della tecnologia: tutti e tutti parlano di produzione di biogas in casa, ma pochi hanno visto esempi concreti in paese, proprio come il mitico Yo-Mobile on the road. Proviamo a capire perché è così e quali sono le prospettive per le tecnologie bioenergetiche progressiste nelle campagne.

Cos'è il biogas + un po' di storia

Il biogas si forma come risultato della decomposizione sequenziale a tre stadi (idrolisi, formazione di acido e metano) della biomassa da parte di vari tipi di batteri. Un utile componente combustibile è il metano, può essere presente anche idrogeno.

Processo di decomposizione batterica che produce metano combustibile

In misura maggiore o minore, durante la decomposizione di eventuali residui animali e vegetali si formano gas combustibili.

Composizione approssimativa del biogas, proporzioni specifiche dei componenti dipendono dalle materie prime e dalla tecnologia utilizzata

Le persone cercano da molto tempo di utilizzare questo tipo di combustibile naturale, nelle cronache medievali ci sono riferimenti al fatto che gli abitanti delle pianure dell'odierna Germania un millennio fa ricevettero biogas dalla vegetazione in decomposizione, immergendo pellicce di cuoio nelle paludi liquami. Nell'oscuro medioevo e anche nei secoli illuminati, i meteoristi più talentuosi, che grazie ad una dieta appositamente selezionata hanno potuto avviare e dare fuoco nel tempo ad abbondanti flatus di metano, hanno suscitato la costante gioia del pubblico al luna park spettacoli. Gli impianti industriali di biogas iniziarono a essere costruiti con vari gradi di successo a partire dalla metà del 19° secolo. In URSS negli anni '80 del secolo scorso fu adottato un programma statale per lo sviluppo dell'industria, ma non implementato, sebbene fossero ancora avviati una dozzina di impianti di produzione. All'estero, la tecnologia di produzione di biogas viene migliorata in modo relativamente attivo, il numero totale di impianti operativi è di decine di migliaia. Nei paesi sviluppati (UES, USA, Canada, Australia) si tratta di grandi complessi altamente automatizzati, nei paesi in via di sviluppo (Cina, India) - impianti di biogas semi-artigianali per la casa e piccole fattorie.

Percentuale del numero di impianti di biogas nei paesi dell'UE. Si vede chiaramente che la tecnologia si sta sviluppando attivamente solo in Germania, il motivo sono i sussidi statali solidi e gli incentivi fiscali.

Qual è l'uso del biogas

È chiaro che come carburante, poiché brucia. Riscaldamento di edifici industriali e residenziali, produzione di energia elettrica, cucina. Tuttavia, non tutto è così semplice come viene mostrato nei video sparsi su YouTube. Il biogas deve bruciare stabilmente negli impianti di generazione di calore. Per fare ciò, i suoi parametri del mezzo gassoso devono essere portati a standard abbastanza rigorosi. Il contenuto di metano non deve essere inferiore al 65% (ottimo 90-95%), non dovrebbe esserci idrogeno, il vapore acqueo viene rimosso, l'anidride carbonica viene rimossa, i restanti componenti sono inerti alle alte temperature.

È impossibile utilizzare biogas di origine “sterco animale”, che non sia esente da impurità maleodoranti, negli edifici residenziali.

La pressione normalizzata è di 12,5 bar, con un valore inferiore a 8-10 bar, l'automazione nei moderni modelli di apparecchiature di riscaldamento e attrezzature da cucina interrompe la fornitura di gas. È molto importante che le caratteristiche del gas che entra nel generatore di calore siano stabili. In caso di salto di pressione oltre la norma, la valvola funzionerà, sarà necessario riattivarla manualmente. È negativo se vengono utilizzati apparecchi a gas obsoleti che non sono dotati di un sistema di controllo del gas. Nel migliore dei casi, il bruciatore della caldaia di riscaldamento potrebbe guastarsi. L'opzione peggiore è che il gas si spenga, ma il suo flusso non si fermi. E questo è carico di tragedie. Riassumendo quanto detto: le caratteristiche del biogas devono essere portate ai parametri richiesti e le precauzioni di sicurezza devono essere rigorosamente osservate. Catena di processo semplificata per la produzione di biogas. Una fase importante è la separazione e la separazione dei gas

Quali materie prime vengono utilizzate per produrre biogas

Materie prime vegetali e animali

Le materie prime vegetali sono ottime per la produzione di biogas: dall'erba fresca si ottiene la massima resa di combustibile - fino a 250 m3 per tonnellata di materia prima, contenuto di metano fino al 70%. Un po' meno, si possono ottenere fino a 220 m3 dall'insilato di mais, fino a 180 m3 dalle cime di barbabietola. Qualsiasi pianta verde è adatta, le alghe, il fieno (100 m3 per tonnellata) sono buoni, ma ha senso utilizzare mangimi preziosi come carburante solo se ce n'è un chiaro eccesso. La produzione di metano dalla polpa, che si forma nella produzione di succhi, oli e biodiesel, è bassa, ma il materiale è libero. La mancanza di materie prime vegetali è un ciclo produttivo lungo, 1,5-2 mesi. Il biogas può essere ottenuto anche dalla cellulosa e da altri scarti vegetali a lenta decomposizione, ma l'efficienza è estremamente bassa, si produce poco metano e il ciclo produttivo è molto lungo. In conclusione, diciamo che le materie prime vegetali devono essere macinate finemente.
Materie prime di origine animale: sono idonei anche corna e zoccoli tradizionali, scarti di caseifici, macelli e impianti di lavorazione e anche in forma frantumata. Il "minerale" più ricco sono i grassi animali, la produzione di biogas di alta qualità con una concentrazione di metano fino all'87% raggiunge i 1500 m3 per tonnellata. Tuttavia, le materie prime animali scarseggiano e, di norma, le trovano altri usi.

Gas combustibile da escrementi

Il letame è economico e disponibile in abbondanza in molte aziende agricole, ma la resa e la qualità del biogas è molto inferiore rispetto ad altri tipi. Le polpette di vacca e le mele equine possono essere utilizzate allo stato puro, la fermentazione inizia subito, la resa in biogas è di 60 m2 per tonnellata di materia prima con un basso contenuto di metano (fino al 60%). Il ciclo produttivo è breve, 10-15 giorni. Il letame di maiale e il letame di pollo sono tossici - in modo che possano svilupparsi batteri benefici, viene mescolato con rifiuti vegetali, insilati. Le composizioni detergenti, i tensioattivi, che vengono utilizzati nella pulizia degli allevamenti, rappresentano un grosso problema. Insieme agli antibiotici, che penetrano in grandi quantità nel letame, inibiscono l'ambiente batterico e inibiscono la formazione di metano. È del tutto impossibile non utilizzare disinfettanti e le imprese agricole che hanno investito nella produzione di gas da letame sono costrette a trovare un compromesso tra igiene e controllo delle malattie animali da un lato e mantenimento della produttività dei bioreattori dall'altro.
Sono adatti anche gli escrementi umani, completamente liberi. Ma non è redditizio utilizzare le normali acque reflue, la concentrazione di feci è troppo bassa e disinfettanti e tensioattivi sono alti. I tecnologi affermano che potrebbero essere utilizzati solo se i "prodotti" entrano nella fogna solo dal wc, a condizione che la tazza venga sciacquata con un solo litro d'acqua (standard 4/8 l). E niente detersivi, ovviamente.

Requisiti aggiuntivi per le materie prime

Un grave problema affrontato dalle aziende agricole che hanno installato moderne attrezzature per la produzione di biogas è che le materie prime non devono contenere inclusioni solide; una pietra, un dado, un pezzo di filo o una tavola che entra accidentalmente nella massa ostruirà la tubazione, disabiliterà una costosa pompa fecale o impastatrice. Va detto che i dati forniti sulla resa massima di gas dalla carica corrispondono a condizioni ideali di laboratorio. Per avvicinarsi a queste cifre nella produzione reale, è necessario osservare una serie di condizioni: mantenere la temperatura richiesta, mescolare periodicamente materie prime finemente macinate, aggiungere additivi che attivano la fermentazione, ecc. Su un impianto di fortuna, assemblato secondo le raccomandazioni degli articoli su “ottenere biogas con le proprie mani”, si riesce a malapena a raggiungere il 20% del livello massimo, gli impianti ad alta tecnologia possono raggiungere valori del 60-95%.

Dati sufficientemente oggettivi sulla resa massima di biogas per diverse tipologie di materie prime

Dispositivo impianto biogas

La produzione di biogas è redditizia?

Abbiamo già detto che nei paesi sviluppati costruiscono grandi impianti industriali, mentre nei paesi in via di sviluppo ne costruiscono principalmente di piccoli, per una piccola economia. Spieghiamo perché è così:

Ha senso produrre biocarburanti in casa?

È redditizio produrre biocarburanti a casa in piccole quantità su un terreno sussidiario personale? Se hai qualche barile di metallo e altra spazzatura di ferro, oltre a un abisso di tempo libero e non sai come smaltirlo, sì. Ma i risparmi, ahimè, sono scarsi. E investire in apparecchiature ad alta tecnologia con piccoli volumi di materie prime e produzione di metano non ha comunque senso.

Un altro video di Kulibin domestico

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Senza miscelare le materie prime e attivare il processo fermentativo, la resa in metano non sarà superiore al 20% del possibile. Ciò significa che nel migliore dei casi, da 100 kg (carico bunker) di erba selezionata, si possono ottenere 5 m3 di gas senza tener conto della compressione. E andrà bene se il contenuto di metano supera il 50% e non è un dato di fatto che brucerà nel generatore di calore. Secondo l'autore, la materia prima viene caricata quotidianamente, ovvero il suo ciclo produttivo è di un giorno. Infatti il tempo richiesto è di 60 giorni. La quantità di biogas ricevuta dall'inventore, contenuta in una bombola da 50 litri, che è riuscito a riempire, in caso di gelo per una caldaia di riscaldamento con una potenza di 15 kW (un edificio residenziale di circa 150 m2) è sufficiente per 2 minuti .

Si consiglia a coloro che sono interessati alla possibilità di produzione di biogas di studiare attentamente il problema, soprattutto dal punto di vista finanziario, con domande tecniche rivolgersi a professionisti con esperienza in tale lavoro. Le informazioni pratiche ottenute in quegli allevamenti dove le tecnologie bioenergetiche sono già utilizzate da tempo saranno molto preziose. pubblicato

Il gas è ampiamente utilizzato sia per l'industria, anche chimica (ad esempio, materie prime per la produzione di materie plastiche) che nella vita di tutti i giorni. In condizioni domestiche, il gas viene utilizzato per il riscaldamento di condomini residenziali privati e condominiali, per cucinare, per il riscaldamento dell'acqua, come combustibile per auto, ecc.

Dal punto di vista ambientale, il gas è uno dei combustibili più puliti. Rispetto ad altri tipi di carburante, la minor quantità di emissioni di sostanze nocive.

Ma se parliamo di gas, allora intendiamo automaticamente il gas naturale estratto dall'interno della terra.

Un giorno mi sono imbattuto in un articolo su un giornale che raccontava come un nonno assemblasse un'installazione non complicata e ricavasse gas dal letame. Questo argomento mi ha interessato molto. E vorrei parlare di questa alternativa al gas naturale: questo è il biogas. Trovo questo argomento molto interessante e utile persone normali e soprattutto gli agricoltori.

Nella cascina di qualsiasi fattoria contadina si può utilizzare non solo l'energia del vento, del sole, ma anche del biogas.

Biogas- combustibile gassoso, prodotto della decomposizione microbiologica anaerobica di sostanze organiche. La tecnologia di produzione del gas è un metodo ecologico e senza sprechi di lavorazione, riciclaggio e disinfezione di vari rifiuti organici di origine vegetale e animale.

La materia prima per la produzione del biogas è il letame ordinario, le foglie, l'erba, in genere gli eventuali detriti organici: cime, scarti alimentari, foglie cadute.

Il gas risultante, il metano, è il risultato dell'attività vitale dei batteri del metano. Dal metano - è anche chiamato gas di palude o grisù, il 90-98% è costituito da gas naturale, che viene utilizzato nella vita di tutti i giorni.

L'impianto a gas è molto facile da produrre. Abbiamo bisogno del contenitore principale, puoi saldarlo da solo o usarne uno già pronto, può essere qualsiasi cosa. Ai lati del serbatoio è necessario installare l'isolamento termico, per utilizzare l'installazione nella stagione fredda. Dall'alto facciamo un paio di portelli. Da uno di essi colleghiamo i tubi per lo sfiato del gas. Per un intenso processo di fermentazione e sviluppo di gas, la miscela deve essere periodicamente agitata. Pertanto, è necessario installare un dispositivo di miscelazione. Inoltre, il gas deve essere raccolto e immagazzinato o utilizzato per lo scopo previsto. Per raccogliere il gas, puoi utilizzare una normale camera per auto, quindi, se è presente un compressore, comprimerlo e pomparlo in cilindri.

Il principio di funzionamento è abbastanza semplice: il letame viene caricato attraverso un portello. All'interno, questa biomassa viene decomposta da speciali batteri metanici. Per rendere il processo più intenso, il contenuto deve essere miscelato e preferibilmente riscaldato. Per il riscaldamento, è possibile installare tubi all'interno dei quali dovrebbe circolare l'acqua calda. Il metano rilasciato a seguito dell'attività vitale dei batteri attraverso i tubi entra nelle camere dell'auto e, quando ne si accumula una quantità sufficiente, lo comprimiamo con un compressore e lo pompiamo in cilindri.

Nella stagione calda o quando si utilizza il riscaldamento artificiale, l'impianto può produrre una quantità di gas abbastanza grande, circa 8 m 3 /giorno.

È anche possibile ottenere gas dai rifiuti domestici delle discariche, ma le sostanze chimiche utilizzate nella vita di tutti i giorni rappresentano un problema.

I batteri metano si trovano nell'intestino degli animali e quindi nel letame. Ma affinché possano iniziare a lavorare, è necessario limitare la loro interazione con l'ossigeno, poiché deprime la loro attività vitale. Ecco perché è necessario creare installazioni speciali in modo che i batteri non entrino in contatto con l'aria.

Nel biogas risultante, la concentrazione di metano è leggermente inferiore rispetto al gas naturale, quindi, quando viene bruciato, produrrà leggermente meno calore. Quando si bruciano 1 m 3 di gas naturale, vengono rilasciati 7-7,5 Gcal, mentre con il biogas - 6-6,5 Gcal.

Questo gas è adatto sia per il riscaldamento (abbiamo ancora Informazione Generale sul riscaldamento) e per l'uso nelle stufe domestiche. Il costo del biogas è basso, e in alcuni casi è praticamente zero se tutto è fatto con materiali improvvisati e si tiene, ad esempio, una mucca.

I rifiuti della produzione di gas sono biohumus, un fertilizzante organico in cui, nel processo di decomposizione senza accesso all'ossigeno, tutto, dai semi di erba infestante, marcisce e rimangono solo i microelementi utili necessari per le piante.

All'estero esistono anche metodi per creare giacimenti di gas artificiale. Sembra questo. Poiché gran parte dei rifiuti domestici scartati è costituita da materia organica, che può marcire e produrre biogas. Affinché il gas inizi a distinguersi, è necessario privare la materia organica dell'interazione con l'aria. Pertanto, i rifiuti vengono arrotolati in strati e lo strato superiore è costituito da un materiale a tenuta di gas, come l'argilla. Quindi si perforano pozzi e si estrae il gas come da giacimenti naturali. E allo stesso tempo si stanno risolvendo diversi problemi, che sono lo smaltimento dei rifiuti e la produzione di energia.

In quali condizioni viene prodotto il biogas?

Condizioni per l'ottenimento e valore energetico del biogas

Per assemblare un impianto di piccole dimensioni è necessario sapere da quali materie prime e con quale tecnologia si può ottenere il biogas.

Il gas si ottiene nel processo di decomposizione (fermentazione) di sostanze organiche senza accesso all'aria (processo anaerobico): escrementi di animali domestici, paglia, cime, foglie cadute e altri rifiuti organici generati in un singolo nucleo familiare. Ne consegue che il biogas può essere ottenuto da qualsiasi rifiuto domestico che può decomporsi e fermentare allo stato liquido o umido.

Il processo di decomposizione (fermentazione) avviene in due fasi:

Decomposizione della biomassa (idratazione);
Gassificazione (rilascio di biogas).

Questi processi avvengono in un fermentatore (impianto di biogas anaerobico).

I fanghi ottenuti dopo la decomposizione negli impianti di biogas aumentano la fertilità del suolo e la resa aumenta del 10-50%. Si ottiene così un prezioso fertilizzante.

Il biogas è costituito da una miscela di gas:

metano-55-75%;
anidride carbonica-23-33%;
acido solfidrico-7%.

La fermentazione del metano è un complesso processo di fermentazione organica, un processo batterico. La condizione principale affinché questo processo avvenga è la presenza di calore.

Nel processo di decomposizione della biomassa si genera calore, sufficiente per il proseguimento del processo, per trattenere questo calore il fermentatore deve essere isolato termicamente. Con una diminuzione della temperatura nel fermentatore, l'intensità dell'evoluzione del gas diminuisce, poiché i processi microbiologici nella massa organica rallentano. Pertanto, un isolamento termico affidabile di un impianto di biogas (biofermentatore) è una delle condizioni più importanti per il suo normale funzionamento. Quando si carica il letame nel fermentatore, deve essere miscelato con acqua calda a una temperatura di 35-40 ° C. Ciò contribuirà a garantire la modalità necessaria del suo funzionamento.

Durante la ricarica, la perdita di calore deve essere ridotta al minimo Assistenza tecnica per il biogas

Per un migliore riscaldamento del fermentatore, è possibile utilizzare l'"effetto serra". Per fare ciò, una struttura in legno o metallo leggero viene installata sopra la cupola e coperta con un involucro di plastica. I migliori risultati si ottengono quando la temperatura del materiale fermentato è di 30-32°C e l'umidità è del 90-95%. Nelle regioni di mezzo e corsia nord parte del gas prodotto deve essere speso durante i periodi freddi dell'anno per riscaldare ulteriormente la massa fermentata, il che complica la progettazione degli impianti di biogas.

Gli impianti sono facili da costruire nelle singole aziende agricole sotto forma di fermentatori speciali per la fermentazione della biomassa. La principale materia prima organica per il caricamento nel fermentatore è il letame.

Al primo carico di letame bovino, il processo di fermentazione dovrebbe durare almeno 20 giorni, letame suino almeno 30 giorni. È possibile ottenere più gas quando si carica una miscela di vari componenti rispetto al caricamento, ad esempio, del letame bovino.

Ad esempio, una miscela di letame bovino e letame di pollame durante la lavorazione produce fino al 70% di metano nel biogas.

Dopo che il processo di fermentazione si è stabilizzato, è necessario caricare ogni giorno le materie prime non più del 10% della quantità di massa lavorata nel fermentatore.

Durante la fermentazione, oltre alla produzione di gas, avviene la disinfezione delle sostanze organiche. I rifiuti organici eliminano la microflora patogena, la deodorizzazione degli odori sgradevoli.

Il fango risultante deve essere periodicamente scaricato dal fermentatore, viene utilizzato come fertilizzante.

Al primo riempimento dell'impianto di biogas, il gas prelevato non brucia, questo accade perché il primo gas ricevuto contiene una grande quantità di anidride carbonica, circa il 60%. Pertanto, deve essere rilasciato nell'atmosfera e dopo 1-3 giorni il funzionamento dell'impianto di biogas si stabilizzerà.

Tabella n. 1 - la quantità di gas ottenuta al giorno durante la fermentazione degli escrementi di un animale

In termini di quantità di energia rilasciata, 1 m 3 di biogas equivale a:

1,5 kg di carbone;
0,6 kg di cherosene;
2 kWh di energia elettrica;
3,5 kg di legna da ardere;
12 kg di bricchetti di letame.

Realizzazione di piccoli impianti a biogas

Figura 1 - Schema del più semplice impianto di biogas con cupola piramidale: 1 - fossa letame; 2 - scanalatura - tenuta stagna; 3 - campana per la raccolta del gas; 4, 5 - tubo di derivazione per la rimozione del gas; 6 - manometro.

Secondo la figura 1, la fossa 1 e la cupola 3 sono dotate di dimensioni.La fossa è rivestita con lastre di cemento armato dello spessore di 10 cm, intonacate con malta cementizia e ricoperte di resina per la tenuta. Una campana alta 3 m è saldata dal ferro del tetto, nella parte superiore della quale si accumulerà biogas. Per proteggersi dalla corrosione, la campana viene periodicamente verniciata con due strati di pittura ad olio. È ancora meglio pre-coprire la campana dall'interno con piombo rosso. Nella parte superiore della campana è installato un raccordo 4 per la rimozione del biogas e un manometro 5 per la misurazione della sua pressione. Il tubo di uscita del gas 6 può essere costituito da un tubo di gomma, di plastica o di metallo.

Intorno alla fossa - il fermentatore, è disposto un solco di cemento - un sigillo d'acqua 2. riempito d'acqua, in cui il lato inferiore della campana è immerso di 0,5 m.

Figura 2 - Dispositivo per la rimozione della condensa: 1 - tubazione per la rimozione del gas; 2 - Tubo ad U per la condensa; 3 - condensa.

Il gas può essere fornito, ad esempio, alla stufa tramite tubi in metallo, plastica o gomma. Affinché in inverno, a causa del congelamento dell'acqua di condensazione, i tubi non congelino, viene utilizzato un semplice dispositivo mostrato in Figura 2: il tubo a forma di U 2 è collegato alla tubazione 1 nel punto più basso. L'altezza della sua parte libera deve essere maggiore della pressione del biogas (in mm di colonna d'acqua). La condensa 3 drena attraverso l'estremità libera del tubo e non ci saranno perdite di gas.

Figura 3 - Schema del più semplice impianto di biogas a cupola conica: 1 - fossa letame; 2 - cupola (campana); 3 - parte estesa del tubo di derivazione; 4 - tubo per la rimozione del gas; 5 - scanalatura - tenuta stagna.

Nell'installazione mostrata in Figura 3, la fossa 1 con un diametro di 4 mm e una profondità di 2 m è rivestita all'interno con un ferro da copertura, le cui lastre sono saldate saldamente. La superficie interna del serbatoio saldato è ricoperta di resina per la protezione anticorrosione. Sul lato esterno del bordo superiore della vasca di cemento è disposta una scanalatura anulare profonda 5 fino a 1 m, che viene riempita d'acqua. Installa liberamente la parte verticale della cupola 2, chiudendo il serbatoio. Pertanto, la scanalatura riempita d'acqua funge da tenuta d'acqua. Il biogas viene raccolto nella parte superiore della cupola, da dove viene alimentato attraverso il tubo di uscita 3 e ulteriormente attraverso la tubazione 4 (o tubo flessibile) fino al luogo di utilizzo.

Circa 12 metri cubi di sostanza organica (preferibilmente letame fresco) vengono caricati nella vasca rotonda 1, che viene riempita con la frazione di liquame (urina) senza aggiunta di acqua. Una settimana dopo il riempimento, il fermentatore inizia a funzionare. In questa installazione, la capacità del fermentatore è di 12 metri cubi, il che consente di costruirlo per 2-3 famiglie le cui case si trovano nelle vicinanze. Tale installazione può essere costruita nel cortile di casa se la famiglia alleva, ad esempio, tori o contiene diverse mucche.

Figura 4 - Schemi di opzioni per gli impianti più semplici: 1 - fornitura di rifiuti organici; 2 - contenitore per rifiuti organici; 3 - luogo di raccolta del gas sotto la cupola; 4 - diramazione per rimozione gas; 5 - rimozione dei fanghi; 6 - manometro; 7 - una cupola in film di polietilene; 8 - sigillo d'acqua e; 9 - carico; 10 - sacco in polietilene tutto incollato.

Gli schemi strutturali e tecnologici degli impianti più semplici di piccole dimensioni sono mostrati in Figura 4. Le frecce indicano i movimenti tecnologici della massa organica iniziale, del gas e del fango. Strutturalmente, la cupola può essere rigida o realizzata in film di polietilene. Una cupola rigida può essere realizzata con una parte cilindrica lunga per immersione profonda nella massa lavorata, galleggiante (figura 4, d), o inserita in una tenuta idraulica (figura 4, e). , e. Nell'ultima versione, un peso 9 è posizionato sulla busta di pellicola in modo che la busta non si gonfi troppo e anche per formare una pressione sufficiente sotto la pellicola.

Il gas che viene raccolto sotto la cupola o la pellicola viene fornito attraverso un gasdotto al luogo di utilizzo. Per evitare un'esplosione di gas, è possibile installare una valvola regolata su una certa pressione sul tubo di uscita. Tuttavia, il pericolo di un'esplosione di gas è improbabile, perché con un aumento significativo della pressione del gas sotto la cupola, quest'ultima verrà sollevata nella tenuta idraulica a un'altezza critica e si capovolgerà, rilasciando gas.

La produzione di biogas può essere ridotta a causa del fatto che durante la fermentazione si forma una crosta sulla superficie delle materie prime organiche nel fermentatore. Affinché non interferisca con il rilascio di gas, viene rotto agitando la massa nel fermentatore. Puoi mescolare non manualmente, ma attaccando una forcella di metallo dal basso alla cupola. La cupola si alza in una tenuta idraulica ad una certa altezza quando il gas si accumula e cade mentre viene utilizzato.

A causa del movimento sistematico della cupola dall'alto verso il basso, le forcelle collegate alla cupola romperanno la crosta.

L'elevata umidità e la presenza di acido solfidrico (fino allo 0,5%) contribuiscono ad aumentare la corrosione delle parti metalliche degli impianti di biogas. Pertanto, le condizioni di tutti gli elementi metallici del fermentatore vengono regolarmente monitorate e i siti danneggiati vengono accuratamente protetti, soprattutto con piombo rosso in uno o due strati, e quindi dipinti in due strati con qualsiasi pittura ad olio.

Figura 5. Schema di un impianto a biogas con riscaldamento: 1 - fermentatore; 2 - scudo di legno; 3 - bocchettone di riempimento; 4 - serbatoio di metano; 5 - agitatore; 6 - diramazione per campionamento biogas; 7 - strato termoisolante; 8 - reticolo; 9 - valvola di scarico per massa lavorata; 10 - canale per l'alimentazione dell'aria; 11 - soffiatore.

Impianto a biogas con riscaldamento della massa fermentata con calore , rilasciato durante la decomposizione del letame, in un fermentatore aerobico, è mostrato in Figura 5. Comprende un serbatoio di metano - un contenitore metallico cilindrico con un bocchettone di riempimento 3. una valvola di scarico 9. un miscelatore meccanico 5 e una diramazione 6 per il campionamento del biogas .

Il fermentatore 1 può essere realizzato rettangolare e 3 materiali in legno. Per scaricare il letame trattato, le pareti del succo sono rimovibili. Il pavimento del fermentatore è a doghe, l'aria viene soffiata attraverso il canale tecnologico 10 dal soffiatore 11. La parte superiore del fermentatore è ricoperta da scudi di legno 2. Per ridurre la perdita di calore, le pareti e il fondo sono realizzati con uno strato termoisolante 7.

La configurazione funziona in questo modo. Il liquame preparato in via preliminare con un contenuto di umidità dell'88-92% viene versato nel serbatoio del metano 4 attraverso il golovin 3, il livello del liquido è determinato dalla parte inferiore del bocchettone di riempimento. Il fermentatore aerobico 1 attraverso la parte di apertura superiore viene riempito con letame di lettiera o una miscela di letame con riempitivo organico secco sfuso (paglia, segatura) con un contenuto di umidità del 65-69%. Quando l'aria viene fornita attraverso il canale tecnologico nel fermentatore, la massa organica inizia a decomporsi e viene rilasciato calore. È sufficiente riscaldare il contenuto del serbatoio del metano. Di conseguenza, viene rilasciato biogas. Si accumula nella parte superiore del serbatoio metano. Attraverso il tubo di derivazione 6 viene utilizzato per le necessità domestiche. Nel processo di fermentazione, il letame nel digestore viene mescolato con un agitatore 5.

Tale installazione ripagherà in un anno solo a causa dello smaltimento dei rifiuti in una famiglia personale. I valori approssimativi per il consumo di biogas sono riportati nella tabella 2.

Tabella n. 2 - valori approssimativi per il consumo di biogas

Nota: l'unità può funzionare in qualsiasi zona climatica.

Figura 6 - Schema di un singolo impianto di biogas IBGU-1: 1 - bocchettone di riempimento; 2 - .miscelatore; 3 - diramazione, per campionamento gas; 4 - strato termoisolante; 5 - tubo di derivazione con gru per lo scarico della massa lavorata; 6 - termometro.

Impianto di biogas individuale (IBGU-1) per una famiglia con 2-6 mucche o 20-60 maiali o 100-300 pollame (Figura 6). L'unità può lavorare da 100 a 300 kg di letame al giorno e produce 100-300 kg di fertilizzanti organici ecologici e 3-12 m 3 di biogas.

citato base teorica produzione di gas metano da biomassa mediante digestione anaerobica.

È stato spiegato il ruolo dei batteri nella trasformazione graduale delle sostanze organiche, con una descrizione delle condizioni necessarie per la produzione più intensiva di biogas. In questo articolo verranno fornite implementazioni pratiche di impianti a biogas, con la descrizione di alcuni progetti improvvisati.

Poiché i prezzi dell'energia aumentano e molti allevatori e proprietari di piccole aziende agricole hanno problemi con lo smaltimento dei rifiuti, complessi industriali per la produzione di biogas e piccoli impianti di biogas per abitazione privata. Utilizzando i motori di ricerca, l'utente di Internet può trovare facilmente una soluzione chiavi in mano conveniente per abbinare l'impianto di biogas e il suo prezzo, mettersi in contatto con i fornitori di apparecchiature e concordare la costruzione di un generatore di biogas a casa o in azienda.

Complesso industriale del biogas

Bioreattore - la base di un impianto di biogas

Viene chiamato il contenitore in cui avviene la decomposizione anaerobica della biomassa bioreattore, fermentatore o serbatoio metano. I bioreattori sono completamente sigillati, con una cupola fissa o galleggiante, con un design a campana subacquea. I bioreattori psicrofili a campana (che non richiedono riscaldamento) hanno la forma di un serbatoio aperto con biomassa liquida, in cui è immerso un contenitore a forma di cilindro o campana, dove viene raccolto il biogas.

Il biogas raccolto esercita pressione sulla bombola, facendola salire al di sopra del serbatoio. Pertanto, la campana svolge anche la funzione di un serbatoio del gas: un deposito temporaneo del gas risultante.

Bioreattore a cupola galleggiante

Lo svantaggio del design a campana di un reattore a biogas è l'impossibilità di mescolare il substrato e riscaldarlo durante i periodi freddi dell'anno. Anche un fattore negativo è un forte odore e condizioni antigieniche dovute alla superficie aperta di parte del substrato.

Inoltre, parte del gas risultante uscirà nell'atmosfera, inquinando l'ambiente. Pertanto, questi bioreattori sono utilizzati solo in impianti di biogas artigianali in paesi poveri con clima caldo.

Un altro esempio di bioreattore a cupola galleggiante

Per prevenire l'inquinamento ambiente ed eliminazione degli odori sgradevoli i reattori a biogas per la casa e le grandi industrie hanno un design a cupola fissa. La forma della struttura nel processo di gassificazione non ha molta importanza, ma quando si utilizza un cilindro con tetto a cupola si ottengono notevoli risparmi. materiali da costruzione. I bioreattori a cupola fissa sono dotati di ugelli per l'aggiunta di nuove porzioni di biomassa e la rimozione del substrato esausto.

Una variante del bioreattore a cupola fissa

Principali tipologie di impianti a biogas

Poiché il design a cupola fissa è il più accettabile, la maggior parte delle soluzioni di bioreattore già pronte sono di questo tipo. A seconda del metodo di caricamento, i bioreattori hanno un design diverso e sono suddivisi in:

Porzione, con un unico carico dell'intera biomassa, e con successivo scarico completo dopo la lavorazione delle materie prime. Il principale svantaggio di questo tipo di bioreattori è il rilascio irregolare di gas durante la lavorazione del substrato;
carico e scarico continui di materie prime, grazie ai quali si ottiene un rilascio uniforme di biogas. Grazie alla progettazione del bioreattore, durante le operazioni di carico e scarico, la produzione di biogas non si ferma e non ci sono perdite, poiché gli ugelli attraverso i quali viene effettuata l'aggiunta e la rimozione della biomassa sono realizzati sotto forma di tenuta d'acqua che impedisce il gas dalla fuga.

Esempio di bioreattore batch

I reattori a biogas batch possono essere di qualsiasi tipo che prevenga la fuoriuscita di gas. Quindi, ad esempio, un tempo in Australia erano popolari i serbatoi di metano a canale con un tetto gonfiabile elastico, dove una leggera sovrappressione all'interno del bioreattore gonfiava una bolla di polipropilene resistente. Al raggiungimento di un certo livello di pressione all'interno del bioreattore, il compressore veniva acceso, pompando fuori il biogas generato.

Bioreattori a canale con portagas flessibile

Il tipo di fermentazione in questo impianto di biogas può essere mesofila (con riscaldamento debole). A causa dell'ampia superficie della cupola di gonfiaggio, i bioreattori a canale possono essere installati solo in ambienti riscaldati o in regioni con clima caldo. Il vantaggio del design è l'assenza della necessità di un ricevitore intermedio, ma il grande svantaggio è la vulnerabilità della cupola elastica ai danni meccanici.

Bioreattore a canale grande con serbatoio flessibile del gas

Recentemente, stanno guadagnando popolarità i bioreattori batch con fermentazione a secco del letame senza aggiunta di acqua al substrato. Poiché il letame ha la sua umidità, sarà sufficiente per la vita degli organismi, sebbene l'intensità delle reazioni diminuirà.

I bioreattori a secco sembrano un garage sigillato con porte a chiusura ermetica. La biomassa viene caricata nel reattore mediante un caricatore frontale e rimane in questo stato fino al completamento del ciclo completo di generazione del gas (circa sei mesi), senza la necessità di aggiungere il substrato e mescolarlo.

Bioreattore batch caricato attraverso una porta sigillata ermeticamente

Impianto di biogas fai da te

Va notato che nella maggior parte dei bioreattori, di regola, solo la zona di generazione del gas è sigillata e la biomassa liquida all'ingresso e all'uscita è a pressione atmosferica. Sovrapressione all'interno del bioreattore sposta parte del substrato liquido negli ugelli, motivo per cui il livello di biomassa in essi contenuto è leggermente superiore a quello all'interno del serbatoio.

Le linee rosse nel diagramma indicano la differenza di livelli nel bioreattore e negli ugelli

Questi progetti di bioreattori fatti in casa sono popolari tra gli artigiani popolari che realizzano autonomamente impianti di biogas con le proprie mani per la casa, consentendo il carico e lo scarico manuale riutilizzabile del substrato. Nella fabbricazione di bioreattori con le proprie mani, molti artigiani sperimentano contenitori completamente sigillati, utilizzando diverse camere di gomma dei pneumatici delle ruote di grandi veicoli come serbatoio del gas.

Disegno di un serbatoio del gas ricavato dalle camere del trattore

Nel video qui sotto, un appassionato di produzione casalinga di biogas, usando l'esempio di botti piene di escrementi di uccelli, dimostra la possibilità di ottenere effettivamente gas combustibile in casa, trasformandolo in fertilizzante utile scarti di pollame. L'unica cosa che può essere aggiunta al progetto descritto in questo video è che è necessario mettere un manometro e una valvola di sicurezza su un bioreattore fatto in casa.

Calcoli della produttività del bioreattore

La quantità di biogas è determinata dalla massa e dalla qualità delle materie prime utilizzate. In Internet si trovano tabelle che indicano la quantità di rifiuti prodotti dai vari animali, ma i proprietari, che ogni giorno devono pulire il letame, non hanno bisogno di questa teoria, perché conoscono la quantità e la massa del futuro substrato attraverso i loro propria pratica. Sulla base della disponibilità di materie prime rinnovabili ogni giorno, è possibile calcolare il volume richiesto del bioreattore e quello giornaliero produzione di biogas.

Tabella per ottenere la quantità di letame da alcuni animali con un calcolo approssimativo della resa di biogas

Dopo che sono stati effettuati i calcoli e approvato il progetto del bioreattore, si può procedere alla sua costruzione. Il materiale può essere un contenitore in cemento armato, colato nel terreno, o in muratura, sigillato con uno speciale rivestimento che viene utilizzato per il trattamento delle piscine.

È inoltre possibile realizzare il serbatoio principale dell'impianto di biogas domestico in ferro rivestito con materiale anticorrosivo. I piccoli bioreattori industriali sono spesso realizzati con serbatoi di plastica di grande volume e chimicamente resistenti.

Costruzione di un bioreattore in muratura

Negli impianti industriali di biogas, sistemi elettronici controllo e vari reagenti per la correzione Composizione chimica substrato e il suo livello di acidità, nonché sostanze speciali vengono aggiunti alla biomassa: enzimi e vitamine che stimolano la riproduzione e l'attività vitale dei microrganismi all'interno del bioreattore. Nel processo di sviluppo della microbiologia si stanno creando ceppi di batteri metanogeni sempre più resistenti ed efficaci, che possono essere acquistati da aziende coinvolte nella produzione di biogas.

Il grafico mostra che con l'uso di enzimi, la resa massima di biogas avviene due volte più velocemente.

La necessità di pompare e pulire il biogas

La produzione costante di gas in un bioreattore di qualsiasi tipo porta alla necessità di pompare il biogas. Alcuni primitivi impianti di biogas possono bruciare il gas risultante direttamente in un bruciatore installato nelle vicinanze, ma l'instabilità della sovrappressione nel bioreattore può portare alla scomparsa della fiamma e al successivo rilascio gas velenoso. L'utilizzo di un impianto di biogas così primitivo collegato ad una stufa è categoricamente inaccettabile a causa della possibilità di avvelenamento con componenti tossici del biogas grezzo.

La fiamma del bruciatore durante la combustione del biogas deve essere pulita, uniforme e stabile

Pertanto, quasi tutti gli schemi di un impianto di biogas includono serbatoi di stoccaggio del gas e un sistema di purificazione del gas. Come complesso di pulizia fatto in casa, puoi utilizzare un filtro per l'acqua e un contenitore fatto in casa pieno di trucioli di metallo, oppure acquistare sistemi professionali filtrazione. Il serbatoio per lo stoccaggio temporaneo del biogas può essere costituito da camere di pneumatici, da cui il gas viene pompato di volta in volta da un compressore in normali bombole di propano per lo stoccaggio e il successivo utilizzo.

In alcuni paesi africani, per immagazzinare e trasportare il biogas vengono utilizzati contenitori gonfiabili a forma di cuscino.

In alternativa all'uso obbligatorio di un serbatoio del gas, si può percepire un bioreattore a cupola galleggiante migliorato. Il miglioramento consiste nell'aggiunta di un deflettore concentrico che forma una sacca d'acqua che funge da tenuta d'acqua e impedisce alla biomassa di entrare in contatto con l'aria. La pressione all'interno della cupola galleggiante dipenderà dal suo peso. Facendo passare il gas attraverso il sistema di purificazione e il riduttore, può essere utilizzato in una stufa domestica, periodicamente spurgato dal bioreattore.

Bioreattore con cupola galleggiante e sacca d'acqua

Macinazione e miscelazione del substrato nel bioreattore

L'agitazione della biomassa è una parte importante del processo di formazione del biogas, poiché fornisce ai batteri l'accesso ai nutrienti che possono accumularsi sul fondo del bioreattore. Affinché le particelle di biomassa siano meglio miscelate nel bioreattore, devono essere frantumate meccanicamente o manualmente prima di essere caricate nel serbatoio del metano. Attualmente, negli impianti di biogas industriali e fatti in casa, vengono utilizzati tre metodi di miscelazione del substrato:

agitatori meccanici azionati da un motore elettrico o manualmente;
miscelazione in circolazione con una pompa o un'elica che pompa il substrato all'interno del bioreattore;
miscelazione gorgogliante soffiando il biogas già esistente nella biomassa liquida. svantaggio questo metodoè la formazione di schiuma sulla superficie del supporto.

La freccia indica la vite di circolazione della miscelazione in un bioreattore fatto in casa

La miscelazione meccanica del substrato all'interno del bioreattore può essere effettuata manualmente o automaticamente accendendo il motore elettrico tramite un timer elettronico. La miscelazione a getto d'acqua o gorgogliamento della biomassa può essere effettuata solo mediante motori elettrici controllati manualmente o mediante algoritmo software.

Questo bioreattore ha un agitatore meccanico

Riscaldamento di substrati in impianti a biogas mesofili e termofili

La temperatura ottimale per la formazione di gas è la temperatura del substrato nell'intervallo 35-50ºC. Per mantenere questa temperatura, vari impianti di riscaldamento- acqua, vapore, elettrico. Il controllo della temperatura deve essere effettuato utilizzando un interruttore termico o termocoppie collegate all'attuatore che regola il riscaldamento del bioreattore.

È inoltre necessario ricordare che una fiamma libera surriscalderà le pareti del bioreattore e all'interno della sua biomassa brucerà. Il substrato bruciato ridurrà il trasferimento di calore e la qualità del riscaldamento e la parete calda del bioreattore crollerà rapidamente. Uno di le migliori opzioniè il riscaldamento dell'acqua dal tubo di ritorno dell'impianto di riscaldamento della casa. È necessario installare un sistema di elettrovalvole per poter spegnere il riscaldamento del bioreattore o collegare il riscaldamento del substrato direttamente dalla caldaia se fa troppo freddo.

Impianto elettrico e di riscaldamento dell'acqua del bioreattore

Il riscaldamento del substrato nel bioreattore con l'aiuto di elementi riscaldanti sarà vantaggioso solo se è disponibile elettricità alternativa ottenuta da un generatore eolico o da pannelli solari. In questo caso, gli elementi riscaldanti possono essere collegati direttamente al generatore o alla batteria, il che escluderà costosi convertitori di tensione dal circuito. Per ridurre la perdita di calore e ridurre i costi di riscaldamento del substrato nel bioreattore, è necessario isolarlo il più possibile utilizzando vari riscaldatori.

Isolamento del bioreattore con materiale termoisolante

Esperienze pratiche che sono inevitabili quando si costruiscono impianti di biogas con le proprie mani

Non importa quanta letteratura legge un appassionato alle prime armi della produzione indipendente di biogas e non importa quanti video guardi, in pratica dovrai imparare molto da solo e i risultati, di regola, saranno lontani da quelli calcolati.

Pertanto, molti maestri dei novizi seguono il percorso di esperimenti indipendenti per ottenere biogas, partendo da piccoli contenitori, determinando quanto gas dalle materie prime disponibili viene prodotto dal loro piccolo impianto sperimentale di biogas. I prezzi dei componenti, la produzione di metano ei costi futuri della costruzione di un impianto di biogas funzionante completo ne determineranno la fattibilità e la fattibilità.

Nel video sopra, il maestro mostra le capacità del suo impianto di biogas, notando quanto biogas verrà prodotto in un giorno. Nel suo caso, quando si pompano otto atmosfere nel ricevitore del compressore, il volume del gas risultante dopo i ricalcoli, tenendo conto del volume del serbatoio 24 l, sarà di circa 0,2 m².

Questa quantità di biogas ottenuta da una botte da 200 litri non è significativa, ma, come mostrato nel seguente video di questo mago, questa quantità di gas è sufficiente per un'ora di combustione di un fornello (15 minuti moltiplicati per quattro atmosfere di una bombola , che è il doppio del ricevitore).

In un altro video qui sotto, il maestro parla dell'ottenimento di biogas e fertilizzanti biologicamente puri trattando i rifiuti organici in un impianto di biogas. Va tenuto presente che il valore dei fertilizzanti organici può superare il costo del gas risultante e quindi il biogas diventerà un utile sottoprodotto del processo di produzione di fertilizzanti di qualità. Un'altra utile proprietà delle materie prime biologiche è la possibilità di conservarle per un certo periodo per utilizzarle al momento giusto.

Certo, il biogas fai-da-te non è per tutti. Innanzitutto, devi essere il proprietario di una casa privata. Un'installazione fatta in casa ha dimensioni e opzioni di installazione in cui le condizioni dell'appartamento non sono categoricamente adatte. In secondo luogo, in casa è possibile solo se c'è una grande quantità di rifiuti organici. E in terzo luogo, forse la cosa più importante, è necessaria la conoscenza.

Non ha senso inventare un'installazione: tutto è già stato inventato molto tempo fa. Ma per implementare un'idea già pronta secondo disegni già pronti, questo deve essere compreso. Uno strumento, ingegnosità, comprensione e consapevolezza dello schema del dispositivo, e anche un desiderio che ti permetterà di non deviare dall'obiettivo prefissato: tutto questo è molto importante.

Riassumere:

Posto. Solo cortili privati, dove ci sono appezzamenti fino a 10 m2 liberi da edifici e alberi. Vale la pena considerare tali opzioni anche quando, in futuro, sarà possibile costruire un edificio di tipo economico o addirittura residenziale al di sopra dell'impianto stesso.
Materiale. Acciaio inossidabile, mattoni, cemento, tubi (metallo e/o plastica) sono i più basilari. Aggiungiamo strumenti a questo elenco: attrezzature per saldatura, betoniere, utensili per il taglio dei metalli.
Materia prima. La principale fonte di biogas può essere solo la materia organica: letame, rifiuti di origine vegetale, rifiuti del macello. Ogni tipo di materia prima fornisce la propria quantità di biogas di una certa qualità. In ogni caso, dovrebbero esserci materie prime sufficienti per aumentare la redditività.
Comprensione e comprensione dell'idea. Puoi farne a meno: invitato, pagato, ricevuto - perché capire? Ma anche il più primitivo e progettato per la piccola produzione di biogas è costoso, e il punto è ottenere tutto ciò di cui hai bisogno, in base alle tue forze. Quindi qui devi essere il portatore del titolo non detto di "artigiano".

Molti agricoltori europei sono passati da tempo a questo carburante alternativo. L'ammortamento di un biogeneratore è di 3-5 anni, tutto dipende dalla scala dei consumi. Ad esempio, i proprietari danesi di mini-fattorie, con solo 50-100 capi di bestiame, riescono a ottenere biogas con i propri impianti, che soddisfa pienamente le esigenze sia di un edificio residenziale che dell'azienda stessa. Il comfort in casa e in fattoria, grazie alla propria produzione di biogas, è percepito da loro come già qualcosa di ordinario.

Come funziona

Nell'intero impianto biologico, quasi ogni elemento è quello principale:

Serbatoio: un contenitore in cui avviene la fermentazione della biomassa dovuta all'azione dei batteri. Di diverse dimensioni e di diversi materiali, il serbatoio funge da padella. Sarebbe più corretto chiamarlo bioreattore. Questa struttura complessa non deve solo contenere la biomassa per la fermentazione, ma deve anche possedere qualità come affidabilità e durata. L'impianto di biogas non è un edificio riutilizzabile. Devi farlo una volta e solo migliorare il design, altrimenti la redditività scenderà sotto lo zero.
Elementi di collegamento che non devono avvelenare il gas. Il metano è un gas esplosivo e una scintilla accidentale può portare a conseguenze disastrose.
Sistema di miscelazione di massa delle materie prime. In condizioni artigianali, è abbastanza difficile da realizzare, ma è altamente desiderabile. La miscelazione regolare migliora la produttività.
Sistema di isolamento del reattore. L'isolamento affidabile e di alta qualità consente di mantenere la temperatura richiesta all'interno del reattore. I batteri sono in grado di sopravvivere a basse temperature, ma non sono vitali. E anche se la temperatura all'interno sarà sempre sopra lo zero, deve essere in grado di mantenerla e controllarla.
Portagas: un contenitore per lo stoccaggio temporaneo (fino al consumo) di gas. In condizioni artigianali è rappresentato da una vasca in acciaio.
Sistema di filtrazione o sistema di filtrazione. È auspicabile pulire il gas ottenuto a seguito della fermentazione dalla CO2.

La materia prima, entrando nel bioreattore, inizia a fermentare. Il gas emesso non è pulito. Contiene la proporzione di metano (fino all'80-90%), anidride carbonica (fino al 20-30%), idrogeno (fino al 5-10%). L'agitazione intermittente favorisce la frequenza del degassamento. Il gas entra nel serbatoio del gas, quindi nel sistema di filtrazione e quindi nell'unità consumata (caldaia, forno, ecc.).

Momenti fondamentali

Il biogas in casa può essere ottenuto in diversi volumi e diverse qualità. Diversi fattori influenzano questo:

La quantità di materie prime. Per il funzionamento continuo del bioreattore, la biomassa deve essere periodicamente alimentata verso l'interno. La frequenza di alimentazione dipende dalle dimensioni del reattore. Le alte prestazioni si ottengono riempiendo il serbatoio del 75%. Un valore inferiore riduce l'efficienza della produzione, nonché un carico superiore al 75%.
Origine delle materie prime. Letame o massa di mais: la differenza è significativa. Di solito partono dalla presenza dell'uno o dell'altro tipo di materia prima. Ad esempio, dai grassi animali è possibile ottenere un'enorme quantità di metano di alta qualità, fino a 1500 m3 per tonnellata di materie prime. Allo stesso tempo, anche il contenuto di metano sarà il massimo possibile, fino al 90%. La produzione di biogas dalle alghe ha indicatori più bassi - fino a 250-300 m3 per tonnellata.
Frequenza di alimentazione. La fermentazione deve essere completata quasi completamente, l'acqua rilasciata deve essere drenata, i residui non fermentati smaltiti e solo allora è possibile una nuova fornitura di una certa quantità. In condizioni artigianali, questo processo è abbastanza difficile da controllare. Gli impianti industriali sono più progressivi e l'intero processo è controllato dall'automazione.
Combinazione di materie prime. Alcuni tipi di biomassa possono completarsi a vicenda, fungendo da catalizzatori per i processi chimici all'interno del reattore. Alcuni, al contrario, riescono a rallentare il corso della reazione. Ad esempio, il deposito di cereali in combinazione con il letame dà buoni risultati come risultato della combinazione. Mentre i grassi non sono combinati con quasi nessun altro tipo di materia prima.

La tabella mostra il volume di gas prodotto (in m3) da una tonnellata di materia prima:

Come usare

Il biogas in casa può essere utilizzato in base alla sua quantità e qualità. Solitamente si tratta del riscaldamento di annessi o di un edificio residenziale. Con piccoli volumi di gas può essere sufficiente solo per riscaldare l'acqua, ma in questo caso è necessario riconsiderare la redditività dell'impianto. Alcuni artigiani hanno portato i loro progetti a livelli di prestazioni enormi e si sono completamente dimenticati del consumo di elettricità e gas naturale di proprietà dello Stato.

In ogni caso, per mezzo di un impianto a biogas, si realizzano diversi aspetti positivi sia per il consumatore di gas che per l'intera umanità:

passaggio alla produzione a basso costo,
risparmio,
smaltimento parziale dei rifiuti,
prevenzione del riscaldamento globale.

L'umanità ha fatto un gigantesco balzo in avanti, avendo imparato a controllare la natura e la vita. Il biogas, come combustibile alternativo e tipo di energia, è ora possibile reperirlo in casa. Naturalmente, l'alto costo delle apparecchiature è alquanto spaventoso, ma i calcoli di ammortamento mostrano che un bioreattore a casa è una soluzione vantaggiosa e conveniente.