Biogazownia zrób to sam. Biogazownia do domu własnymi rękami. Co można poddać recyklingowi i jak osiągnąć dobre wyniki

Małe instalacje można montować w domu. Na dygresję powiem, że zdobywanie biogazu własnymi rękami nie jest jakimś nowym wynalazkiem. Już w starożytności biogaz w domu był aktywnie pozyskiwany w Chinach. Kraj ten nadal jest liderem pod względem liczby biogazowni. Ale tu jak zrobić biogazownię własnymi rękami, co jest do tego potrzebne, ile to będzie kosztować - postaram się to wszystko opowiedzieć w tym i kolejnych artykułach.

Wstępne obliczenia biogazowni

Przed przystąpieniem do zakupu lub samodzielnego montażu biogazowni należy odpowiednio ocenić dostępność surowców, ich rodzaj, jakość oraz możliwość nieprzerwanych dostaw. Nie każdy surowiec nadaje się do produkcji biogazu. Surowce, które nie pasują:

surowce o wysokiej zawartości ligniny;
surowce zawierające trociny drzewa iglaste, (z obecnością żywic)
o wilgotności przekraczającej 94%
gnijący obornik, a także surowce z pleśnią lub syntetycznymi detergentami.

Jeśli surowiec nadaje się do przetworzenia, można przystąpić do określenia objętości bioreaktora. Całkowita objętość surowców dla trybu mezofilnego (temperatura biomasy waha się w granicach 25-40 stopni, najczęstszy tryb) nie przekracza 2/3 objętości reaktora. Dzienna dawka to nie więcej niż 10% całości załadowanych surowców.

Każdy surowiec charakteryzuje się trzema ważnymi parametrami:

gęstość;
zawartość popiołu;
wilgotność.

Ostatnie dwa parametry określa się na podstawie tabel statystycznych. Surowiec rozcieńcza się wodą z uwzględnieniem osiągnięcia 80-92% wilgotności. Stosunek ilości wody i surowców może wahać się od 1:3 do 2:1. Odbywa się to w celu nadania podłożu wymaganej płynności. Tych. aby zapewnić przejście podłoża przez rury i możliwość jego mieszania. W przypadku małych biogazowni gęstość podłoża można przyjąć jako równą gęstości wody.

Spróbujmy określić objętość reaktora na przykładzie.

Załóżmy, że farma ma 10 sztuk bydła, 20 świń i 35 kurczaków. Dziennie wydalane są odchody: 55 kg z 1 bydła, z 1 świni - 4,5 kg i 0,17 kg z kurczaka. Objętość dziennych odpadów wyniesie: 10x55 + 20x4,5 + 0,17x35 = 550 + 90 + 5,95 = 645,95 kg. Zaokrąglaj do 646 kg. Wilgotność odchodów świń i bydła wynosi 86%, a obornika kurzego 75%. Aby uzyskać 85% wilgotności w odchodach kurzych, dodaj 3,9 litra wody (około 4 kg).

Okazuje się, że dzienna dawka załadunku surowców wyniesie około 650 kg. Pełne obciążenie reaktora: OS=10x0,65=6,5 tony, a objętość reaktora OP=1,5x6,5=9,75 m³. Tych. potrzebujemy reaktora o objętości 10 m³.

Obliczanie uzysku biogazu

Tabela do obliczania uzysku biogazu w zależności od rodzaju surowca.

Rodzaj surowca	Wydajność gazu, m³ na 1 kg suchej masy	Wydajność gazu m³ na 1 tonę przy wilgotności 85%
Obornik bydlęcy	0,25-0,34	38-51,5
Obornik świński	0,34-0,58	51,5-88
ptasie odchody	0,31-0,62	47-94
łajno końskie	0,2-0,3	30,3-45,5
obornik	0,3-0,62	45,5-94

Jeśli weźmiemy ten sam przykład, a następnie pomnożenie masy każdego rodzaju surowca przez odpowiednie dane tabelaryczne i zsumowanie wszystkich trzech składników, otrzymamy wydajność biogazu wynoszącą około 27-36,5 m³ dziennie.

Aby nawigować po wymaganej ilości biogazu, powiem, że przeciętna czteroosobowa rodzina będzie potrzebować do gotowania 1,8-3,6 m³. Do ogrzania pomieszczenia o powierzchni 100 m² - 20 m³ biogazu dziennie.

Montaż i wykonanie reaktora

Jako reaktor może służyć metalowy zbiornik, plastikowy pojemnik lub może być zbudowany z cegły, betonu. Niektóre źródła podają, że preferowanym kształtem jest walec, ale w kwadratowych konstrukcjach zbudowanych z kamienia lub cegły powstają pęknięcia pod wpływem nacisku surowców. Niezależnie od kształtu, materiału i miejsca instalacji, reaktor musi:

być wodo- i gazoszczelne. W reaktorze nie powinno odbywać się mieszanie powietrza z gazem. Pomiędzy pokrywą a korpusem musi znajdować się uszczelka z uszczelnionego materiału;
być izolowany termicznie;
wytrzymać wszystkie obciążenia (ciśnienie gazu, waga itp.);
mieć właz do prac naprawczych.

Montaż i dobór kształtu reaktora dokonywany jest dla każdej farmy indywidualnie.

Motyw produkcyjny biogazownia zrób to sam bardzo obszerny. Dlatego skupię się na tym w tym artykule. W kolejnym artykule porozmawiamy o doborze pozostałych elementów biogazowni, cenach oraz gdzie można ją kupić.

Ekologia konsumpcji Gospodarstwo rolne: Czy opłaca się produkować biopaliwo w domu w małych ilościach na osobistej działce pomocniczej? Jeśli masz kilka metalowych beczek i innych żelaznych rupieci, a także otchłań wolnego czasu i nie wiesz jak się z nimi pozbyć – tak.

Załóżmy, że gazu ziemnego nie było i nie będzie w Twojej wsi. A nawet jeśli jest, to kosztuje. Chociaż o rząd wielkości tańsze niż rujnujące ogrzewanie prądem i płynne paliwo. Najbliższy warsztat do produkcji pelletu jest oddalony o kilkaset kilometrów, jego przenoszenie jest drogie. Z roku na rok coraz trudniej jest kupić drewno opałowe, a jego ogrzanie jest kłopotliwe. Na tym tle bardzo kuszące jest zdobycie darmowego biogazu na własnym podwórku z chwastów, kurzego obornika, obornika z ulubionej świni czy zawartości toalety mistrza. Wystarczy zrobić bioreaktor! W telewizji opowiadają, jak oszczędni niemieccy rolnicy ogrzewają się „odchodami” i teraz nie potrzebują „Gazpromu”. W tym miejscu sprawdza się powiedzenie „usunie film z kału”. Internet jest pełen artykułów i filmów na temat „biogaz z biomasy” i „biogazownia zrób to sam”. Niewiele jednak wiadomo o praktycznym zastosowaniu technologii: wszyscy i wszyscy mówią o produkcji biogazu w domu, ale niewiele osób widziało w wiosce konkretne przykłady, jak legendarny Yo-Mobile na drodze. Spróbujmy dowiedzieć się, dlaczego tak jest i jakie są perspektywy dla postępowych technologii bioenergetycznych na wsi.

Czym jest biogaz + trochę historii

Biogaz powstaje w wyniku sekwencyjnego, trójstopniowego rozkładu (hydroliza, tworzenie kwasu i metanu) biomasy przez różnego rodzaju bakterie. Przydatnym składnikiem palnym jest metan, może być również obecny wodór.

Proces rozkładu bakterii, w wyniku którego powstaje palny metan

W większym lub mniejszym stopniu podczas rozkładu wszelkich pozostałości zwierzęcych i roślinnych powstają gazy palne.

Orientacyjny skład biogazu, konkretne proporcje składników zależą od zastosowanych surowców i technologii

Ludzie od dawna próbują wykorzystać ten rodzaj naturalnego paliwa, w średniowiecznych kronikach pojawiają się wzmianki o tym, że mieszkańcy nizin dzisiejszych Niemiec tysiąc lat temu otrzymywali biogaz z gnijącej roślinności, zanurzając skórzane futra w bagnach papka. W mrocznym średniowieczu, a nawet w oświeconych wiekach najzdolniejsi meteorolodzy, którzy dzięki specjalnie dobranej diecie potrafili w porę odpalić i podpalić obfite metanowe wzdęcia, wzbudzali nieustanną radość na wesołym miasteczku. występy. Biogazownie przemysłowe zaczęto budować z różnym powodzeniem od połowy XIX wieku. W ZSRR w latach 80. ubiegłego wieku przyjęto państwowy program rozwoju przemysłu, ale nie wdrożono, chociaż uruchomiono jeszcze kilkanaście zakładów produkcyjnych. Za granicą technologia produkcji biogazu jest stosunkowo aktywnie ulepszana, łączna liczba działających instalacji to dziesiątki tysięcy. W krajach rozwiniętych (EWG, USA, Kanada, Australia) są to wysoko zautomatyzowane duże kompleksy, w krajach rozwijających się (Chiny, Indie) - pół-rzemieślnicze biogazownie dla gospodarstw domowych i małych gospodarstw.

Procent liczby biogazowni w krajach UE. Widać wyraźnie, że technologia rozwija się aktywnie tylko w Niemczech, powodem są solidne dotacje państwowe i ulgi podatkowe.

Jakie jest zastosowanie biogazu

Oczywiste jest, że jako paliwo, ponieważ się pali. Ogrzewanie budynków przemysłowych i mieszkalnych, energetyka, gotowanie. Jednak nie wszystko jest tak proste, jak pokazują filmy rozrzucone po YouTube. Biogaz musi spalać się stabilnie w ciepłowniach. W tym celu parametry medium gazowego muszą być doprowadzone do dość rygorystycznych standardów. Zawartość metanu nie powinna być mniejsza niż 65% (optymalnie 90-95%), nie powinno być wodoru, usuwana jest para wodna, usuwany jest dwutlenek węgla, pozostałe składniki są obojętne na wysokie temperatury.

W budynkach mieszkalnych nie można stosować biogazu pochodzenia „odchodowo-zwierzęcego”, który nie jest pozbawiony zanieczyszczeń o nieprzyjemnym zapachu.

Znormalizowane ciśnienie wynosi 12,5 bar, przy wartości poniżej 8-10 bar, automatyka w nowoczesnych modelach urządzeń grzewczych i kuchennych wstrzymuje dopływ gazu. Bardzo ważne jest, aby charakterystyka gazu wchodzącego do generatora ciepła była stabilna. W przypadku skoku ciśnienia poza normę zawór zadziała, trzeba będzie go ponownie włączyć ręcznie. Źle, jeśli używane są przestarzałe urządzenia gazowe, które nie są wyposażone w system kontroli gazu. W najlepszym przypadku palnik kotła grzewczego może ulec awarii. Najgorsze jest to, że gaz zgaśnie, ale jego przepływ się nie zatrzyma. A to jest pełne tragedii. Podsumowując to, co zostało powiedziane: właściwości biogazu muszą zostać doprowadzone do wymaganych parametrów, a środki ostrożności muszą być ściśle przestrzegane. Uproszczony łańcuch procesowy do produkcji biogazu. Ważnym etapem jest separacja i separacja gazów

Jakie surowce są używane do produkcji biogazu

Surowce roślinne i zwierzęce

Surowce roślinne doskonale nadają się do produkcji biogazu: ze świeżej trawy można uzyskać maksymalny uzysk paliwa - do 250 m3 na tonę surowca, zawartość metanu do 70%. Nieco mniej, do 220 m3 można pozyskać z kiszonki z kukurydzy, do 180 m3 z buraków. Wszelkie zielone rośliny są odpowiednie, algi, siano (100 m3 na tonę) są dobre, ale warto używać wartościowej paszy jako paliwa tylko wtedy, gdy jest jej wyraźny nadmiar. Produkcja metanu z pulpy, która powstaje przy produkcji soków, olejów i biodiesla jest niewielka, ale materiał jest darmowy. Brak surowców roślinnych to długi cykl produkcyjny, 1,5-2 miesiące. Biogaz można również pozyskać z celulozy i innych wolno rozkładających się odpadów roślinnych, ale wydajność jest niezwykle niska, wytwarzana jest niewielka ilość metanu, a cykl produkcyjny jest bardzo długi. Podsumowując, mówimy, że surowce roślinne muszą być drobno zmielone.
Surowce pochodzenia zwierzęcego: tradycyjne rogi i kopyta, odpady z mleczarni, rzeźni i zakładów przetwórczych również nadają się, również w postaci pokruszonej. Najbogatszą „rudą” są tłuszcze zwierzęce, produkcja wysokiej jakości biogazu o stężeniu metanu do 87% sięga 1500 m3 na tonę. Brakuje jednak surowców zwierzęcych iz reguły znajdują dla nich inne zastosowania.

Gaz palny z ekskrementów

Obornik jest tani i dostępny w obfitości w wielu gospodarstwach, ale wydajność i jakość biogazu jest znacznie niższa niż w przypadku innych rodzajów. Pasztety krowie i końskie jabłka można stosować w czystej postaci, fermentacja rozpoczyna się natychmiast, wydajność biogazu wynosi 60 m2 na tonę surowców o niskiej zawartości metanu (do 60%). Cykl produkcyjny jest krótki, 10-15 dni. Obornik świński i kurzy są toksyczne - aby mogły się rozwijać pożyteczne bakterie, miesza się go z odpadami roślinnymi, kiszonką. Dużym problemem są kompozycje detergentowe, surfaktanty, które stosuje się w czyszczeniu budynków inwentarskich. Wraz z antybiotykami, które w dużych ilościach dostają się do obornika, hamują środowisko bakteryjne i hamują tworzenie metanu. Całkowicie niemożliwe jest niestosowanie środków dezynfekujących, a przedsiębiorstwa rolnicze, które zainwestowały w produkcję gazu z obornika, zmuszone są znaleźć kompromis między higieną i kontrolą chorób zwierząt z jednej strony a utrzymaniem wydajności bioreaktorów z drugiej.
Odpowiednie są również ludzkie odchody, całkowicie bezpłatne. Jednak stosowanie zwykłych ścieków jest nieopłacalne, stężenie kału jest zbyt niskie, a środki dezynfekujące i surfaktanty wysokie. Technolodzy twierdzą, że można by ich używać tylko wtedy, gdyby „produkty” trafiały do kanalizacji tylko z toalety, pod warunkiem spłukiwania miski tylko jednym litrem wody (standardowo 4/8 l). I oczywiście żadnych detergentów.

Dodatkowe wymagania dotyczące surowców

Poważnym problemem gospodarstw, które zainstalowały nowoczesne urządzenia do produkcji biogazu, jest to, że surowce nie powinny zawierać stałych wtrąceń: przypadkowo dostający się do masy kamień, nakrętka, kawałek drutu lub deska zatka rurociąg, wyłączy kosztowną pompę kałową lub mikser. Trzeba powiedzieć, że podane dane dotyczące maksymalnej wydajności gazu z wsadu odpowiadają idealnym warunkom laboratoryjnym. Aby zbliżyć się do tych liczb w rzeczywistej produkcji, konieczne jest przestrzeganie szeregu warunków: utrzymywanie wymaganej temperatury, okresowe mieszanie drobno zmielonych surowców, dodawanie dodatków aktywujących fermentację itp. Na prowizorycznej instalacji, zmontowanej zgodnie z zaleceniami artykułów o „pozyskiwaniu biogazu własnymi rękami”, ledwo można osiągnąć 20% maksymalnego poziomu, instalacje high-tech mogą osiągnąć wartości 60-95%.

Wystarczająco obiektywne dane dotyczące maksymalnego uzysku biogazu dla różnych rodzajów surowców

Urządzenie do biogazowni

Czy produkcja biogazu się opłaca?

Wspomnieliśmy już, że w krajach rozwiniętych budują duże instalacje przemysłowe, natomiast w krajach rozwijających się budują głównie małe, dla małej gospodarki. Wyjaśnijmy, dlaczego tak jest:

Czy ma sens produkowanie biopaliw w domu?

Czy opłaca się produkować biopaliwo w domu w małych ilościach na osobistej działce pomocniczej? Jeśli masz kilka metalowych beczek i innych żelaznych rupieci, a także otchłań wolnego czasu i nie wiesz jak się z nimi pozbyć – tak. Niestety oszczędności są skąpe. A inwestowanie w nowoczesny sprzęt przy niewielkich ilościach surowców i produkcji metanu w żadnym wypadku nie ma sensu.

Kolejne wideo krajowego Kulibin

SUBSKRYBUJ NASZ kanał youtube Econet.ru, który umożliwia oglądanie online, pobieranie z YouTube za darmo wideo o uzdrowieniu, odmłodzeniu osoby..

Umieść LIKE, podziel się ze ZNAJOMYMI!

https://www.youtube.com/channel/UCXd71u0w04qcwk32c8kY2BA/videos

Bez wymieszania surowców i uruchomienia procesu fermentacji wydajność metanu nie będzie większa niż 20% możliwej. Oznacza to, że w najlepszym przypadku ze 100 kg (załadunek bunkra) wyselekcjonowanej trawy można uzyskać 5 m3 gazu bez uwzględniania kompresji. I będzie dobrze, jeśli zawartość metanu przekroczy 50% i nie jest faktem, że spali się on w generatorze ciepła. Według autora surowiec jest ładowany codziennie, czyli cykl produkcyjny trwa jeden dzień. W rzeczywistości wymagany czas to 60 dni. Ilość biogazu otrzymana przez wynalazcę, zawarta w 50-litrowej butli, którą udało mu się napełnić w mroźną pogodę na kocioł grzewczy o mocy 15 kW (budynek mieszkalny ok. 150 m2) wystarcza na 2 minuty .

Osobom zainteresowanym możliwością produkcji biogazu zaleca się dokładne przestudiowanie problemu, zwłaszcza pod kątem finansowym, z pytania techniczne odwoływać się do profesjonalistów posiadających doświadczenie w takiej pracy. Bardzo cenne będą praktyczne informacje uzyskane w tych gospodarstwach, w których od jakiegoś czasu stosowane są technologie bioenergetyczne. opublikowany

Gaz ma szerokie zastosowanie zarówno w przemyśle, w tym chemicznym (np. surowce do produkcji tworzyw sztucznych), jak iw życiu codziennym. W warunkach domowych gaz wykorzystywany jest do ogrzewania budynków mieszkalnych prywatnych i mieszkalnych, gotowania, podgrzewania wody, jako paliwo do samochodów itp.

Z punktu widzenia ochrony środowiska gaz jest jednym z najczystszych rodzajów paliwa. W porównaniu z innymi rodzajami paliw najmniejsza ilość emisji szkodliwych substancji.

Ale jeśli mówimy o gazie, to automatycznie mamy na myśli gaz ziemny wydobywany z wnętrza Ziemi.

Pewnego dnia natknąłem się na artykuł w gazecie, który opowiadał, jak jeden z dziadków montował nietrudną instalację i pobiera gaz z obornika. Ten temat bardzo mnie zainteresował. I chciałbym opowiedzieć o tej alternatywie dla gazu ziemnego - to jest biogaz. Uważam, że ten temat jest dość interesujący i przydatny zwykli ludzie a zwłaszcza rolników.

W zagrodzie każdego chłopskiego gospodarstwa można wykorzystać nie tylko energię wiatru, słońca, ale także biogaz.

Biogaz- paliwo gazowe, produkt beztlenowego rozkładu mikrobiologicznego substancji organicznych. Technologia produkcji gazu to przyjazna dla środowiska, bezodpadowa metoda przetwarzania, recyklingu i dezynfekcji różnych odpadów organicznych pochodzenia roślinnego i zwierzęcego.

Surowcem do produkcji biogazu jest zwykły obornik, liście, trawa, ogólnie wszelkie szczątki organiczne: wierzchołki, odpady żywnościowe, opadłe liście.

Powstający gaz - metan - jest wynikiem żywotnej aktywności bakterii metanowych. Z metanu - nazywany jest również gazem bagiennym lub przeciwpożarowym, 90-98% składa się z gazu ziemnego, który jest używany w życiu codziennym.

Gazownia jest bardzo łatwa w produkcji. Potrzebujemy głównego pojemnika, możesz go samemu zgrzać lub użyć jakiegoś gotowego, może to być cokolwiek. Po bokach zbiornika należy zainstalować izolację termiczną, aby móc korzystać z instalacji w zimnych porach roku. Z góry wykonujemy kilka włazów. Z jednego z nich dołączamy rury do odpowietrzania gazu. W celu intensywnego procesu fermentacji i wydzielania się gazu, mieszaninę należy okresowo mieszać. Dlatego musisz zainstalować urządzenie mieszające. Ponadto gaz należy gromadzić i przechowywać lub wykorzystywać zgodnie z jego przeznaczeniem. Do zbierania gazu można użyć zwykłej komory samochodowej, a następnie, jeśli jest sprężarka, skompresować i przepompować do butli.

Zasada działania jest dość prosta: obornik jest ładowany przez jeden właz. Wewnątrz biomasa ta jest rozkładana przez specjalne bakterie metanowe. Aby proces był bardziej intensywny, zawartość należy wymieszać i najlepiej podgrzać. Do ogrzewania można zainstalować rury, w których powinna krążyć ciepła woda. Metan uwolniony w wyniku żywotnej aktywności bakterii przez rurki dostaje się do komór samochodu, a gdy nagromadzi się w wystarczającej ilości, kompresujemy go kompresorem i pompujemy do cylindrów.

W ciepłe dni lub przy sztucznym ogrzewaniu zakład może wyprodukować dość dużą ilość gazu, ok. 8 m 3 /dobę.

Możliwe jest również pozyskiwanie gazu z odpadów domowych ze składowisk, ale problemem są chemikalia używane w życiu codziennym.

Bakterie metanowe znajdują się w jelitach zwierząt, a więc w oborniku. Ale aby mogły zacząć działać, konieczne jest ograniczenie ich interakcji z tlenem, ponieważ obniża to ich aktywność życiową. Dlatego konieczne jest stworzenie specjalnych instalacji, aby bakterie nie miały kontaktu z powietrzem.

W powstałym biogazie stężenie metanu jest nieco niższe niż w gazie ziemnym, dlatego podczas spalania będzie wytwarzał nieco mniej ciepła. Podczas spalania 1 m 3 gazu ziemnego uwalnia się 7-7,5 Gcal, natomiast z biogazu - 6-6,5 Gcal.

Ten gaz nadaje się zarówno do ogrzewania (nadal mamy informacje ogólne o ogrzewaniu) oraz do użytku w domowych piecach. Koszt biogazu jest niski, aw niektórych przypadkach praktycznie zerowy, jeśli wszystko jest zrobione z improwizowanych materiałów i trzymasz np. krowę.

Odpadem z produkcji gazu jest biohumus – nawóz organiczny, w którym w procesie gnicia bez dostępu tlenu gnije wszystko, począwszy od nasion chwastów, a tylko pożyteczne mikroelementy niezbędne dla roślin.

Za granicą istnieją nawet metody tworzenia sztucznych pól gazowych. To wygląda tak. Ponieważ duża część wyrzucanych odpadów domowych to materia organiczna, która może gnić i wytwarzać biogaz. Aby gaz zaczął się wyróżniać, konieczne jest pozbawienie materii organicznej interakcji z powietrzem. Dlatego odpady są zwijane warstwami, a warstwa wierzchnia jest wykonana z materiału gazoszczelnego, takiego jak glina. Następnie wiercone są studnie i wydobywany jest gaz jak ze złóż naturalnych. Jednocześnie rozwiązywanych jest kilka problemów, są to utylizacja odpadów i produkcja energii.

W jakich warunkach produkowany jest biogaz?

Warunki pozyskiwania i wartość energetyczna biogazu

Aby zbudować niewielki zakład, trzeba wiedzieć, z jakich surowców i w jakiej technologii można pozyskać biogaz.

Gaz pozyskiwany jest w procesie rozkładu (fermentacji) substancji organicznych bez dostępu powietrza (proces beztlenowy): odchody zwierząt domowych, słoma, czubki liści, opadłe liście i inne odpady organiczne powstające w indywidualnym gospodarstwie domowym. Wynika z tego, że biogaz można uzyskać z dowolnych odpadów domowych, które mogą rozkładać się i fermentować w stanie płynnym lub mokrym.

Proces rozkładu (fermentacji) przebiega w dwóch fazach:

Rozkład biomasy (hydratacja);
Zgazowanie (uwalnianie biogazu).

Procesy te zachodzą w fermentorze (biogazownia beztlenowa).

Osad uzyskany po rozkładzie w biogazowniach zwiększa żyzność gleby i zwiększa plon o 10-50%. W ten sposób uzyskuje się cenny nawóz.

Biogaz składa się z mieszaniny gazów:

metan-55-75%;
dwutlenek węgla-23-33%;
siarkowodór-7%.

Fermentacja metanowa to złożony organiczny proces fermentacji - proces bakteryjny. Głównym warunkiem zajścia tego procesu jest obecność ciepła.

W procesie rozkładu biomasy wytwarzane jest ciepło, które jest wystarczające do przebiegu procesu, aby zatrzymać to ciepło, fermentor musi być izolowany termicznie. Wraz ze spadkiem temperatury w fermentorze zmniejsza się intensywność wydzielania gazu, ponieważ procesy mikrobiologiczne w masie organicznej ulegają spowolnieniu. Dlatego niezawodna izolacja termiczna biogazowni (biofermentera) jest jednym z najważniejszych warunków jej normalnej pracy. Podczas ładowania obornika do fermentora należy go wymieszać z gorącą wodą o temperaturze 35-40 ° C. Pomoże to zapewnić niezbędny tryb jego działania.

Podczas przeładunku straty ciepła należy ograniczyć do minimum

Dla lepszego nagrzania fermentora można zastosować „efekt cieplarniany”. W tym celu nad kopułą montuje się drewnianą lub lekką metalową ramę i przykrywa plastikową folią. Najlepsze rezultaty osiąga się, gdy fermentowany materiał ma temperaturę 30-32°C, a wilgotność 90-95%. W regionach środkowych i pas północny część powstałego gazu należy wykorzystać w zimnych okresach roku na dodatkowe ogrzewanie przefermentowanej masy, co komplikuje projektowanie biogazowni.

Instalacje są łatwe do zbudowania w indywidualnych gospodarstwach w postaci specjalnych fermentorów do fermentacji biomasy. Głównym surowcem organicznym do załadunku do fermentora jest obornik.

Przy pierwszym załadunku obornika bydlęcego proces fermentacji powinien trwać co najmniej 20 dni, obornik świński co najmniej 30 dni. Możesz uzyskać więcej gazu podczas ładowania mieszanki różnych składników w porównaniu do ładowania np. obornika bydlęcego.

Na przykład mieszanka obornika bydlęcego i obornika drobiowego podczas przetwarzania wytwarza do 70% metanu w biogazie.

Po ustabilizowaniu się procesu fermentacji konieczne jest codzienne ładowanie surowców nie więcej niż 10% ilości masy przetwarzanej w fermentorze.

Podczas fermentacji oprócz wytwarzania gazu następuje dezynfekcja substancji organicznych. Odpady organiczne pozbywają się patogennej mikroflory, dezodoryzują nieprzyjemne zapachy.

Powstały osad musi być okresowo rozładowywany z fermentora, służy jako nawóz.

Kiedy biogazownia jest napełniana po raz pierwszy, pobierany gaz nie spala się, dzieje się tak, ponieważ pierwszy odbierany gaz zawiera dużą ilość dwutlenku węgla, około 60%. Dlatego musi zostać uwolniony do atmosfery, a po 1-3 dniach praca biogazowni ustabilizuje się.

Tabela nr 1 - ilość gazu uzyskiwana na dzień podczas fermentacji odchodów jednego zwierzęcia

Pod względem ilości uwolnionej energii 1 m 3 biogazu odpowiada:

1,5 kg węgla;
0,6 kg nafty;
2 kWh energii elektrycznej;
3,5 kg drewna opałowego;
12 kg brykietów z obornika.

Budowa małych biogazowni

Rysunek 1 - Schemat najprostszej biogazowni z kopułą piramidalną: 1 - dół gnojowy; 2 - rowek - uszczelnienie wodne; 3 - dzwonek do zbierania gazu; 4, 5 - odgałęzienie do usuwania gazu; 6 - manometr.

Zgodnie z wymiarami przedstawionymi na rysunku 1, wykop 1 i kopuła 3 są wyposażone w wymiary. Wykop jest wyłożony płytami żelbetowymi o grubości 10 cm, które są otynkowane zaprawą cementową i pokryte żywicą dla zapewnienia szczelności. Z blachy dachowej przyspawany jest dzwon o wysokości 3 m, w górnej części którego będzie gromadził się biogaz. W celu ochrony przed korozją dzwon jest okresowo malowany dwiema warstwami farby olejnej. Jeszcze lepiej jest wstępnie przykryć dzwon od wewnątrz czerwonym ołowiem. W górnej części dzwonu zamontowana jest złączka 4 do usuwania biogazu oraz manometr 5 do pomiaru jego ciśnienia. Rura wylotowa gazu 6 może być wykonana z gumowego węża, plastikowej lub metalowej rury.

Wokół dołu - fermentora ułożony jest betonowy rowek - 2. wypełniony wodą syfon, w którym zanurzona jest dolna strona dzwonu na 0,5 m.

Rysunek 2 - Urządzenie do usuwania kondensatu: 1 - rurociąg do usuwania gazu; 2 - rura w kształcie litery U do kondensatu; 3 - kondensat.

Gaz można doprowadzać np. do pieca rurami metalowymi, plastikowymi lub gumowymi. Aby zapobiec zamarzaniu rur z powodu zamarzania kondensującej się wody w zimie, stosuje się proste urządzenie pokazane na rysunku 2: Rura 2 w kształcie litery U jest podłączona do rurociągu 1 w najniższym punkcie. Wysokość jego wolnej części musi być większa niż ciśnienie biogazu (w mm słupa wody). Kondensat 3 spływa przez wolny koniec rurki i nie dochodzi do wycieku gazu.

Rysunek 3 - Schemat najprostszej biogazowni z kopułą stożkową: 1 - dół gnojowy; 2 - kopuła (dzwonek); 3 - przedłużona część rury odgałęzionej; 4 - rura do usuwania gazu; 5 - rowek - uszczelnienie wodne.

W instalacji pokazanej na rysunku 3, dół 1 o średnicy 4 mm i głębokości 2 m wyłożony jest wewnątrz blachą dachową, której arkusze są szczelnie zespawane. Wewnętrzna powierzchnia spawanego zbiornika pokryta jest żywicą w celu zabezpieczenia antykorozyjnego. Po zewnętrznej stronie górnej krawędzi zbiornika betonowego znajduje się pierścieniowy rowek 5 o głębokości do 1 m, który jest wypełniony wodą. Swobodnie instaluje pionową część kopuły 2, zamykając zbiornik. W ten sposób rowek wypełniony wodą służy jako uszczelnienie wodne. Biogaz gromadzony jest w górnej części kopuły, skąd jest podawany rurą wylotową 3 i dalej rurociągiem 4 (lub wężem) do miejsca użytkowania.

Około 12 metrów sześciennych materii organicznej (najlepiej świeżego obornika) jest ładowanych do okrągłego zbiornika 1, który jest napełniany frakcją gnojowicy (mocz) bez dodawania wody. Tydzień po napełnieniu fermentor zaczyna działać. W tej instalacji pojemność fermentora wynosi 12 metrów sześciennych, co pozwala na jego budowę dla 2-3 rodzin, których domy znajdują się w pobliżu. Taką instalację można zbudować na podwórku, jeśli rodzina hoduje np. byki lub zawiera kilka krów.

Rysunek 4 - Schematy opcji dla najprostszych instalacji: 1 - dostawa odpadów organicznych; 2 - pojemnik na odpady organiczne; 3 - miejsce odbioru gazu pod kopułą; 4 - odgałęzienie do usuwania gazu; 5 - usuwanie szlamu; 6 - manometr; 7 - kopuła wykonana z folii polietylenowej; 8 - uszczelnienie wodne i; 9 - ładunek; 10 - worek polietylenowy całkowicie klejony.

Schematy konstrukcyjne i technologiczne najprostszych instalacji małogabarytowych przedstawiono na rysunku 4. Strzałki wskazują ruchy technologiczne początkowej masy organicznej, gazu i szlamu. Konstrukcyjnie kopuła może być sztywna lub wykonana z folii polietylenowej. Sztywną kopułę można wykonać z długą cylindryczną częścią do głębokiego zanurzenia w obrabianej masie, pływającą (rysunek 4, d) lub włożoną w uszczelnienie hydrauliczne (rysunek 4, e). W najnowszej wersji na worek foliowy nałożony jest obciążnik 9, aby worek nie puchł nadmiernie, a także aby wytworzył odpowiedni docisk pod folią.

Gaz zbierany pod kopułą lub folią jest dostarczany gazociągiem do miejsca użytkowania. Aby uniknąć wybuchu gazu, na rurze wylotowej można zamontować zawór dostosowany do określonego ciśnienia. Jednak niebezpieczeństwo wybuchu gazu jest mało prawdopodobne, ponieważ przy znacznym wzroście ciśnienia gazu pod kopułą, ten ostatni zostanie podniesiony w uszczelnieniu hydraulicznym do krytycznej wysokości i przewróci się, uwalniając gaz.

Produkcja biogazu może zostać zmniejszona dzięki temu, że podczas fermentacji w fermentorze tworzy się skórka na powierzchni surowców organicznych. Aby nie przeszkadzał w uwalnianiu gazu, rozbija się go mieszając masę w fermentorze. Możesz mieszać nie ręcznie, ale mocując metalowy widelec od dołu do kopuły. Kopuła wznosi się w uszczelnieniu hydraulicznym na określoną wysokość, gdy gromadzi się gaz i opada w miarę użytkowania.

Ze względu na systematyczny ruch kopuły od góry do dołu widelce połączone z kopułą rozbijają skorupę.

Wysoka wilgotność oraz obecność siarkowodoru (do 0,5%) przyczyniają się do zwiększonej korozji metalowych części biogazowni. Dlatego stan wszystkich metalowych elementów fermentora jest na bieżąco monitorowany, a miejsca uszkodzeń są starannie zabezpieczane, najlepiej za pomocą czerwonego ołowiu w jednej lub dwóch warstwach, a następnie malowane w dwóch warstwach dowolną farbą olejną.

Rysunek 5. Schemat biogazowni z ogrzewaniem: 1 – fermentor; 2 - drewniana tarcza; 3 - szyjka wlewu; 4 - zbiornik na metan; 5 - mieszadło; 6 - odgałęzienie do pobierania biogazu; 7 - warstwa termoizolacyjna; 8 - krata; 9 - zawór spustowy do przetworzonej masy; 10 - kanał dopływu powietrza; 11 - dmuchawa.

Biogazownia z ogrzewaniem przefermentowanej masy ciepłem , uwalniany podczas rozkładu gnojowicy, w fermentorze tlenowym, pokazano na rysunku 5. Zawiera metanowiec - cylindryczny metalowy pojemnik z szyjką wlewową 3. zawór spustowy 9. mieszadło mechaniczne 5 i rurę do ekstrakcji biogazu 6.

Fermentor 1 może być wykonany z materiałów prostokątnych, a 3 z drewna. Aby rozładować oczyszczony obornik, ścianki soku są zdejmowane. Dno fermentora jest listwowe, powietrze jest wdmuchiwane kanałem technologicznym 10 z dmuchawy 11. Górna część fermentora pokryta jest drewnianymi osłonami 2. W celu zmniejszenia strat ciepła ściany i dno wykonane są z warstwy termoizolacyjnej 7.

Konfiguracja działa w ten sposób. Wstępnie przygotowaną gnojowicę o wilgotności 88-92% wlewa się do zbiornika metanu 4 przez golovin 3, poziom cieczy określa dolna część szyjki wlewu. Fermentor tlenowy 1 przez górną część otworu napełniany jest ściółką obornikową lub mieszanką obornika z sypkim suchym wypełniaczem organicznym (słoma, trociny) o wilgotności 65-69%. Gdy powietrze jest dostarczane przez kanał technologiczny w fermentorze, masa organiczna zaczyna się rozkładać i uwalniane jest ciepło. Wystarczy ogrzać zawartość zbiornika metanu. W rezultacie uwalniany jest biogaz. Gromadzi się w górnej części metanowca. Poprzez rurę rozgałęźną 6 służy do potrzeb domowych. W procesie fermentacji obornik w warniku jest mieszany mieszadłem 5.

Taka instalacja zwróci się już za rok tylko dzięki utylizacji odpadów w gospodarstwie domowym. Orientacyjne wartości zużycia biogazu podano w tabeli 2.

Tabela nr 2 - przybliżone wartości zużycia biogazu

Uwaga: urządzenie może pracować w dowolnej strefie klimatycznej.

Rysunek 6 - Schemat indywidualnej biogazowni IBGU-1: 1 - szyjka wlewowa; 2 - .mikser; 3 - rura odgałęziona, do pobierania próbek gazu; 4 - warstwa termoizolacyjna; 5 - rura odgałęziona z dźwigiem do rozładunku przetworzonej masy; 6 - termometr.

Indywidualna biogazownia (IBGU-1) dla rodziny liczącej od 2 do 6 krów lub 20-60 świń lub 100-300 drobiu (rysunek 6). Zakład może przerabiać od 100 do 300 kg obornika dziennie i wytwarza 100-300 kg ekologicznych nawozów organicznych oraz 3-12 m 3 biogazu.

cytowany podstawy teoretyczne produkcja metanu z biomasy w procesie fermentacji beztlenowej.

Wyjaśniono rolę bakterii w stopniowej przemianie substancji organicznych wraz z opisem warunków niezbędnych do najbardziej intensywnej produkcji biogazu. W niniejszym artykule zostaną przedstawione praktyczne realizacje biogazowni wraz z opisem niektórych improwizowanych projektów.

Ponieważ ceny energii rosną, a wielu właścicieli zwierząt gospodarskich i małych gospodarstw ma problemy z utylizacją odpadów, kompleksy przemysłowe do produkcji biogazu i małych biogazowni do prywatnego domu. Korzystając z wyszukiwarek internauta może łatwo znaleźć niedrogie rozwiązanie „pod klucz” dopasowane do biogazowni i jej ceny, skontaktować się z dostawcami sprzętu i uzgodnić budowę generatora biogazu w domu lub w gospodarstwie.

Kompleks przemysłowy biogazu

Bioreaktor - podstawa biogazowni

Pojemnik, w którym odbywa się beztlenowy rozkład biomasy, nazywa się bioreaktor, fermentor lub zbiornik na metan. Bioreaktory są w pełni uszczelnione, ze stałą lub pływającą kopułą, z dzwonem nurkowym. Psychrofilne bioreaktory dzwonowe (niewymagające ogrzewania) mają postać otwartego zbiornika z ciekłą biomasą, w którym zanurzony jest zbiornik w postaci cylindra lub dzwonu, w którym gromadzony jest biogaz.

Zebrany biogaz wywiera nacisk na butlę, powodując jego unoszenie się ponad zbiornik. W ten sposób dzwon pełni również funkcję zbiornika gazu - tymczasowego przechowywania powstałego gazu.

Bioreaktor z pływającą kopułą

Wadą konstrukcji dzwonowej reaktora biogazowego jest brak możliwości mieszania substratu i podgrzewania go w zimnych porach roku. Negatywnym czynnikiem jest również silny zapach i niehigieniczne warunki ze względu na otwartą powierzchnię części podłoża.

Ponadto część powstałego gazu ucieknie do atmosfery, zanieczyszczając środowisko. Dlatego bioreaktory te są używane tylko w rzemieślniczych biogazowniach w biednych krajach o gorącym klimacie.

Kolejny przykład bioreaktora z pływającą kopułą

Aby zapobiec zanieczyszczeniu środowisko i eliminacja nieprzyjemnych zapachów Reaktory biogazowe dla domu i dużego przemysłu mają konstrukcję ze stałą kopułą. Kształt konstrukcji w procesie gazowania nie ma większego znaczenia, ale przy zastosowaniu butli z kopulastym dachem uzyskuje się znaczne oszczędności. materiały budowlane. Bioreaktory ze stałą kopułą wyposażone są w dysze do dodawania nowych porcji biomasy i usuwania zużytego substratu.

Odmiana bioreaktora ze stałą kopułą

Główne typy biogazowni

Ponieważ konstrukcja stałej kopuły jest najbardziej akceptowalna, większość gotowych rozwiązań bioreaktorów jest tego typu. W zależności od sposobu załadunku bioreaktory różnią się konstrukcją i dzielą się na:

Porcja, z jednorazowym załadunkiem całej biomasy, a następnie pełnym rozładunkiem po przetworzeniu surowca. Główną wadą tego typu bioreaktorów jest nierównomierne uwalnianie gazu podczas obróbki substratu;
ciągły załadunek i rozładunek surowców, dzięki czemu uzyskuje się równomierne uwalnianie biogazu. Ze względu na konstrukcję bioreaktora podczas załadunku i rozładunku produkcja biogazu nie zatrzymuje się i nie ma wycieków, ponieważ dysze, przez które odbywa się dodawanie i usuwanie biomasy wykonane są w postaci uszczelnienia wodnego, które zapobiega przedostawaniu się gazu ucieczka.

Przykład bioreaktora wsadowego

Reaktory okresowe na biogaz mogą mieć dowolną konstrukcję, która zapobiega wyciekowi gazu. I tak na przykład kiedyś w Australii popularne były metanoniki kanałowe z elastycznym łukiem nadmuchiwanym, w których niewielkie nadciśnienie wewnątrz bioreaktora napompowało bańkę z wytrzymałego polipropylenu. Po osiągnięciu określonego ciśnienia wewnątrz bioreaktora włączano sprężarkę, wypompowując wytworzony biogaz.

Bioreaktory kanałowe z elastycznym zbiornikiem gazu

Rodzaj fermentacji w tej biogazowni może być mezofilny (przy słabym ogrzewaniu). Ze względu na dużą powierzchnię kopuły pompującej bioreaktory kanałowe mogą być instalowane tylko w ogrzewanych pomieszczeniach lub w rejonach o gorącym klimacie. Zaletą konstrukcji jest brak konieczności stosowania odbiornika pośredniego, natomiast dużą wadą jest podatność kopuły elastycznej na uszkodzenia mechaniczne.

Bioreaktor wielkokanałowy z elastycznym zbiornikiem gazu

Ostatnio coraz większą popularność zyskują bioreaktory okresowe z suchą fermentacją obornika bez dodawania wody do podłoża. Ponieważ obornik ma własną wilgoć, wystarczy do życia organizmów, chociaż intensywność reakcji zmniejszy się.

Bioreaktory typu suchego wyglądają jak szczelny garaż z szczelnie zamykającymi się drzwiami. Biomasa jest ładowana do reaktora za pomocą ładowacza czołowego i pozostaje w tym stanie do zakończenia pełnego cyklu wytwarzania gazu (około pół roku), bez konieczności dodawania substratu i mieszania.

Bioreaktor wsadowy ładowany przez hermetycznie zamknięte drzwi

Biogazownia DIY

Należy zauważyć, że w większości bioreaktorów z reguły uszczelniona jest tylko strefa wytwarzania gazu, a ciekła biomasa na wlocie i wylocie znajduje się pod ciśnieniem atmosferycznym. Nadciśnienie wewnątrz bioreaktora wypiera część ciekłego substratu do dysz, dlatego poziom biomasy w nich jest nieco wyższy niż wewnątrz zbiornika.

Czerwone linie na schemacie oznaczają różnicę poziomów w bioreaktorze i dyszach

Te projekty domowych bioreaktorów są popularne wśród ludowych rzemieślników, którzy samodzielnie wykonują biogazownie w domu, umożliwiając ręczny załadunek i rozładunek substratu wielokrotnego użytku. Podczas produkcji bioreaktorów własnymi rękami wielu rzemieślników eksperymentuje z całkowicie zamkniętymi pojemnikami, wykorzystując jako zbiornik gazu kilka gumowych komór z opon kół dużych pojazdów.

Rysunek zbiornika gazu wykonanego z komór ciągnika

Na poniższym filmie entuzjasta domowej produkcji biogazu na przykładzie beczek wypełnionych ptasimi odchodami udowadnia możliwość faktycznego pozyskania gazu palnego w domu, przetwarzając go w użyteczny nawóz odpady drobiowe. Jedyne, co można dodać do projektu opisanego w tym filmie, to umieszczenie manometru i zaworu bezpieczeństwa na domowym bioreaktorze.

Obliczenia produktywności bioreaktora

Ilość biogazu zależy od masy i jakości użytych surowców. W Internecie można znaleźć tabele, które wskazują ilość odpadów wytwarzanych przez różne zwierzęta, ale właściciele, którzy muszą codziennie usuwać obornik, nie potrzebują tej teorii, ponieważ znają ilość i masę przyszłego substratu poprzez swoją własna praktyka. W oparciu o dostępność surowców odnawialnych każdego dnia można obliczyć wymaganą objętość bioreaktora i dobową produkcja biogazu.

Tabela uzyskiwania ilości obornika od niektórych zwierząt z przybliżoną kalkulacją uzysku biogazu

Po wykonaniu obliczeń i zatwierdzeniu projektu bioreaktora można przystąpić do jego budowy. Materiałem może być żelbetowy pojemnik, wylany w ziemi lub murowany, uszczelniony specjalną powłoką, która służy do obróbki basenów.

Istnieje również możliwość zbudowania głównego zbiornika przydomowej biogazowni z żelaza pokrytego materiałem antykorozyjnym. Małe bioreaktory przemysłowe są często wykonane z dużych, odpornych chemicznie zbiorników z tworzywa sztucznego.

Budowa bioreaktora murowanego

W przemysłowych biogazowniach, systemy elektroniczne kontrola i różne odczynniki do korekty skład chemiczny Substrat i jego poziom kwasowości, a także specjalne substancje są dodawane do biomasy - enzymy i witaminy, które stymulują rozmnażanie i aktywność życiową mikroorganizmów wewnątrz bioreaktora. W procesie rozwoju mikrobiologii powstają coraz bardziej odporne i efektywne szczepy bakterii metanogennych, które można nabyć od firm zajmujących się produkcją biogazu.

Z wykresu wynika, że przy zastosowaniu enzymów maksymalna wydajność biogazu następuje dwukrotnie szybciej.

Konieczność pompowania i oczyszczania biogazu

Ciągła produkcja gazu w bioreaktorze o dowolnej konstrukcji powoduje konieczność wypompowywania biogazu. Niektóre prymitywne biogazownie mogą spalać powstały gaz bezpośrednio w palniku zainstalowanym w pobliżu, ale niestabilność nadciśnienia w bioreaktorze może prowadzić do zaniku płomienia i późniejszego uwolnienia trujący gaz. Stosowanie tak prymitywnej biogazowni podłączonej do pieca jest kategorycznie niedopuszczalne ze względu na możliwość zatrucia toksycznymi składnikami surowego biogazu.

Płomień palnika podczas spalania biogazu musi być czysty, równy i stabilny

Dlatego prawie każdy schemat biogazowni obejmuje zbiorniki magazynowe gazu i system oczyszczania gazu. Jako domowy kompleks czyszczący możesz użyć filtra do wody i domowego pojemnika wypełnionego wiórami metalowymi lub kupić systemy profesjonalne filtrowanie. Zbiornik do tymczasowego przechowywania biogazu może być wykonany z komór z opon, z których gaz jest co jakiś czas wypompowywany przez kompresor do standardowych butli z propanem w celu przechowywania i późniejszego wykorzystania.

W niektórych krajach afrykańskich nadmuchiwane pojemniki na gaz w postaci poduszki służą do przechowywania i transportu biogazu.

Jako alternatywę dla obowiązkowego stosowania zbiornika gazu można dostrzec ulepszony bioreaktor z pływającą kopułą. Ulepszenie polega na dodaniu koncentrycznej przegrody, która tworzy kieszeń wodną, która działa jak uszczelnienie wodne i zapobiega kontaktowi biomasy z powietrzem. Ciśnienie wewnątrz pływającej kopuły będzie zależeć od jej wagi. Przepuszczając gaz przez system oczyszczania i reduktor, można go stosować w przydomowym piecu, okresowo upuszczanym z bioreaktora.

Bioreaktor z pływającą kopułą i kieszenią na wodę

Mielenie i mieszanie substratu w bioreaktorze

Mieszanie biomasy jest ważną częścią procesu tworzenia biogazu, zapewniając bakteriom dostęp do składników odżywczych, które mogą zbijać się na dnie bioreaktora. W celu lepszego wymieszania cząstek biomasy w bioreaktorze należy je rozdrobnić mechanicznie lub ręcznie przed załadowaniem do zbiornika metanu. Obecnie w biogazowniach przemysłowych i domowych stosuje się trzy metody mieszania substratu:

mieszadła mechaniczne napędzane silnikiem elektrycznym lub ręcznie;
mieszanie cyrkulacyjne z pompą lub śmigłem pompującym substrat do wnętrza bioreaktora;
mieszanie bąbelkowe poprzez wdmuchiwanie już istniejącego biogazu do biomasy płynnej. niekorzyść Ta metoda to tworzenie się piany na powierzchni podłoża.

Strzałka wskazuje śrubę cyrkulacyjną mieszania w domowym bioreaktorze

Mechaniczne mieszanie substratu wewnątrz bioreaktora może odbywać się ręcznie lub automatycznie poprzez włączenie silnika elektrycznego za pomocą elektronicznego timera. Mieszanie biomasy za pomocą strumienia wody lub bąbelkowania może odbywać się wyłącznie za pomocą silników elektrycznych sterowanych ręcznie lub za pomocą algorytmu programowego.

Ten bioreaktor posiada mieszadło mechaniczne

Ogrzewanie podłoża w biogazowniach mezofilnych i termofilnych

Optymalną temperaturą powstawania gazu jest temperatura podłoża w zakresie 35-50ºC. Aby utrzymać tę temperaturę, różne systemy grzewcze- wodna, parowa, elektryczna. Kontrolę temperatury należy przeprowadzić za pomocą wyłącznika termicznego lub termopar podłączonych do siłownika regulującego nagrzewanie bioreaktora.

Trzeba też pamiętać, że otwarty płomień przegrzeje ściany bioreaktora, a wewnątrz jego biomasa spali się. Spalony substrat zmniejszy przenoszenie ciepła i jakość ogrzewania, a gorąca ściana bioreaktora szybko się zawali. Jeden z najlepsze opcje to ogrzewanie wody z rury powrotnej instalacji grzewczej domu. Niezbędne jest zainstalowanie systemu elektrozaworów, aby móc wyłączyć grzanie bioreaktora lub podłączyć grzanie podłoża bezpośrednio z kotła, jeśli jest za zimno.

System ogrzewania elektrycznego i wodnego bioreaktora

Ogrzewanie podłoża w bioreaktorze za pomocą elementów grzejnych będzie korzystne tylko w przypadku alternatywnej energii elektrycznej pozyskiwanej z generatora wiatrowego lub paneli słonecznych. W takim przypadku elementy grzejne można podłączyć bezpośrednio do generatora lub akumulatora, co wykluczy z obwodu drogie przetworniki napięcia. Aby zmniejszyć straty ciepła i obniżyć koszty ogrzewania podłoża w bioreaktorze, konieczne jest jak najdokładniejsze zaizolowanie go różnymi grzałkami.

Izolacja bioreaktora materiałem termoizolacyjnym

Praktyczne doświadczenia, które są nieuniknione przy budowie biogazowni własnymi rękami

Bez względu na to, ile literatury czyta początkujący entuzjasta samodzielnej produkcji biogazu i nieważne, ile filmów obejrzy, w praktyce trzeba będzie się wiele nauczyć, a wyniki z reguły będą dalekie od wyliczonych.

Dlatego wielu początkujących mistrzów podąża ścieżką samodzielnych eksperymentów w pozyskiwaniu biogazu, zaczynając od małych zbiorników, określając, ile gazu z dostępnych surowców wytwarza ich mała eksperymentalna biogazownia. Ceny komponentów, produkcja metanu oraz przyszłe koszty budowy kompletnej działającej biogazowni będą decydować o jej opłacalności i wykonalności.

Na powyższym filmie mistrz demonstruje możliwości swojej biogazowni, zwracając uwagę, ile biogazu zostanie wyprodukowane w ciągu jednego dnia. W jego przypadku przy wpompowaniu ośmiu atmosfer do odbiornika sprężarki objętość powstałego gazu po przeliczeniach z uwzględnieniem objętości zbiornika 24 l wyniesie około 0,2 m².

Ta ilość biogazu uzyskana z 200-litrowej beczki nie jest znacząca, ale jak pokazano na poniższym filmie tego kreatora, ta ilość gazu wystarcza na godzinę palenia jednego palnika piecowego (15 minut pomnożone przez cztery atmosfery butli , który jest dwukrotnie większy od odbiornika).

W innym filmie poniżej mistrz opowiada o pozyskiwaniu biogazu i biologicznie czystych nawozów poprzez przetwarzanie odpadów organicznych w biogazowni. Należy pamiętać, że wartość nawozów organicznych może przewyższyć koszt powstałego gazu, a wtedy biogaz stanie się użytecznym produktem ubocznym procesu wytwarzania nawozów wysokiej jakości. Kolejną przydatną właściwością surowców organicznych jest możliwość ich przechowywania przez określony czas w celu wykorzystania we właściwym czasie.

Oczywiście biogaz „zrób to sam” nie jest dla wszystkich. Po pierwsze, musisz być właścicielem prywatnego domu. Instalacja domowa ma wymiary i opcje montażu, w których warunki mieszkania kategorycznie nie są odpowiednie. Po drugie, w domu jest to możliwe tylko przy dużej ilości odpadów organicznych. I po trzecie, być może najważniejsze, potrzebna jest wiedza.

Nie ma sensu wymyślać instalacji - wszystko wymyślono już dawno temu. Ale aby zrealizować gotowy pomysł według gotowych rysunków, należy to zrozumieć. Narzędzie, pomysłowość, zrozumienie i świadomość schematu urządzenia, a także chęć, która pozwoli Ci nie zboczyć z zamierzonego celu - to wszystko jest bardzo ważne.

Podsumowując:

Miejsce. Tylko prywatne dziedzińce, na których znajdują się działki do 10 m2 wolne od zabudowań i drzew. Warto rozważyć takie opcje również wtedy, gdy w przyszłości nad samą instalacją możliwe będzie postawienie budynku o charakterze gospodarczym, a nawet mieszkalnym.
Materiał. Najbardziej podstawowe to stal nierdzewna, cegła, beton, rury (metalowe i/lub plastikowe). Dodajmy do tej listy narzędzia: sprzęt spawalniczy, betoniarki, narzędzia do cięcia metalu.
Surowiec. Głównym źródłem biogazu może być wyłącznie materia organiczna – obornik, odpady pochodzenia roślinnego, odpady z rzeźni. Każdy rodzaj surowca daje własną ilość biogazu o określonej jakości. W każdym razie powinno być wystarczająco dużo surowców, aby zwiększyć rentowność.
Zrozumienie i zrozumienie idei. Możesz się bez tego obejść: zaproszone, opłacone, odebrane - po co zrozumienie? Ale nawet najbardziej prymitywna i przeznaczona do małej produkcji biogazu jest droga, a chodzi o to, aby zdobyć wszystko, czego potrzebujesz, opierając się na własnych siłach. Więc tutaj musisz być nosicielem niewypowiedzianego tytułu „rzemieślnika”.

Wielu europejskich rolników od dawna przestawia się na to alternatywne paliwo. Zwrot biogeneratora to 3-5 lat, wszystko zależy od skali zużycia. Na przykład duńskim właścicielom mini-farm, które mają tylko 50-100 sztuk bydła, udaje się pozyskać biogaz za pomocą własnych instalacji, co w pełni zaspokaja potrzeby zarówno budynku mieszkalnego, jak i samego gospodarstwa. Komfort w domu i gospodarstwie, dzięki własnej produkcji biogazu, jest przez nich postrzegany jako coś zwyczajnego.

Jak to działa

W całej instalacji biologicznej prawie każdy element jest najważniejszy:

Tank – pojemnik, w którym następuje fermentacja biomasy na skutek działania bakterii. Zbiornik o różnych rozmiarach iz różnych materiałów służy jako rodzaj patelni. Bardziej słusznie byłoby nazwać to bioreaktorem. Ta złożona struktura musi nie tylko zawierać biomasę do fermentacji, ale także cechować się niezawodnością i trwałością. Biogazownia nie jest budynkiem wielokrotnego użytku. Musisz to zrobić raz i tylko ulepszyć projekt, w przeciwnym razie rentowność spadnie poniżej zera.
Elementy łączące, które nie mogą zatruwać gazu. Metan jest gazem wybuchowym, a przypadkowa iskra może prowadzić do katastrofalnych konsekwencji.
System mieszania masy surowcowej. W warunkach rzemieślniczych jest dość trudny do wykonania, ale jest wysoce pożądany. Regularne mieszanie poprawia wydajność.
System izolacji reaktora. Niezawodna i wysokiej jakości izolacja pozwala na utrzymanie wymaganej temperatury wewnątrz reaktora. Bakterie są w stanie przetrwać w niskich temperaturach, ale nie są zdolne do życia. I chociaż temperatura wewnątrz zawsze będzie powyżej zera, musi być w stanie ją utrzymać i kontrolować.
Pojemnik na gaz - pojemnik do czasowego (do zużycia) przechowywania gazu. W warunkach rzemieślniczych jest reprezentowany przez stalowy zbiornik.
System filtracji lub system filtracji. Pożądane jest oczyszczenie gazu uzyskanego w wyniku fermentacji z CO2.

Surowiec wchodzący do bioreaktora zaczyna fermentować. Emitowany gaz nie jest czysty. Zawiera metan (do 80-90%), dwutlenek węgla (do 20-30%), wodór (do 5-10%). Przerywane mieszanie sprzyja częstotliwości odgazowywania. Gaz dostaje się do zbiornika gazu, następnie do systemu filtracji, a następnie do zużytej jednostki (kocioł, piec itp.).

Podstawowe momenty

Biogaz w domu można uzyskać w różnych objętościach i różnej jakości. Wpływa na to kilka czynników:

Ilość surowców. W celu ciągłej pracy bioreaktora biomasa musi być okresowo wprowadzana do środka. Częstotliwość zasilania zależy od wymiarów reaktora. Wysoką wydajność osiąga się dzięki napełnieniu zbiornika do 75%. Niższa wartość obniża wydajność produkcji, a także obciążenie o ponad 75%.
Pochodzenie surowców. Obornik lub masa kukurydziana - różnica jest znacząca. Zwykle zaczynają się od obecności takiego lub innego rodzaju surowca. Na przykład z tłuszczów zwierzęcych można uzyskać ogromne ilości wysokiej jakości metanu - do 1500 m3 na tonę surowca. Jednocześnie zawartość metanu również będzie maksymalna - do 90%. Produkcja biogazu z alg ma niższe wskaźniki - do 250-300 m3 na tonę.
Częstotliwość podawania. Fermentację należy zakończyć prawie całkowicie, uwolnioną wodę spuścić, niesfermentowane pozostałości zutylizować i dopiero wtedy możliwe jest ponowne zaopatrzenie w określoną ilość. W warunkach rzemieślniczych proces ten jest dość trudny do kontrolowania. Instalacje przemysłowe są coraz bardziej progresywne, a cały proces kontrolowany jest przez automatyzację.
Połączenie surowców. Niektóre rodzaje biomasy mogą się uzupełniać, działając jako katalizatory procesów chemicznych wewnątrz reaktora. Niektórzy wręcz przeciwnie, są w stanie spowolnić przebieg reakcji. Na przykład wywar zbożowy w połączeniu z obornikiem daje dobre wyniki w wyniku połączenia. Tłuszcze natomiast nie łączy się z prawie żadnym innym rodzajem surowca.

W tabeli przedstawiono ilość wytworzonego gazu (wm3) z jednej tony surowców:

Jak używać

Biogaz w domu może być używany w zależności od jego ilości i jakości. Zwykle jest to ogrzewanie budynków gospodarczych lub budynków mieszkalnych. Przy niewielkich ilościach gazu wystarczy tylko podgrzać wodę, ale w tym przypadku konieczne jest ponowne rozważenie opłacalności instalacji. Niektórzy rzemieślnicy podnieśli swoje projekty do ogromnych poziomów wydajności i całkowicie zapomnieli o zużyciu państwowej energii elektrycznej i gazu ziemnego.

W każdym razie za pomocą biogazowni realizowanych jest kilka pozytywnych aspektów zarówno dla konsumenta gazu, jak i dla całej ludzkości:

przejście na produkcję niskokosztową,
oszczędności,
częściowa utylizacja odpadów,
zapobieganie globalnemu ociepleniu.

Ludzkość zrobiła ogromny krok naprzód, nauczywszy się kontrolować naturę i życie. Biogaz, jako alternatywne paliwo i rodzaj energii, stał się teraz możliwy do uzyskania w domu. Oczywiście wysoki koszt sprzętu jest nieco przerażający, ale obliczenia zwrotu z inwestycji pokazują, że bioreaktor w domu to opłacalne i celowe rozwiązanie.