Wie man aus Gülle Biogas gewinnt: ein Überblick über die Grundlagen und den Aufbau einer Produktionsanlage. Wir gewinnen Biogas mit unseren eigenen Händen Biogas aus tierischen Abfällen

02.05.2020

Steigende Energiepreise lassen uns über die Möglichkeit der Selbstversorgung nachdenken. Eine Möglichkeit ist eine Biogasanlage. Mit seiner Hilfe wird aus Gülle, Einstreu und Pflanzenresten Biogas gewonnen, das nach der Reinigung für Gasgeräte (Herd, Kessel) verwendet, in Flaschen gepumpt und als Kraftstoff für Autos oder Stromgeneratoren verwendet werden kann. Im Allgemeinen kann die Verarbeitung von Gülle zu Biogas den gesamten Energiebedarf eines Hauses oder Bauernhofs decken.

Der Bau einer Biogasanlage ist eine Möglichkeit, Energieressourcen selbstständig bereitzustellen

Allgemeine Grundsätze

Biogas ist ein Produkt, das aus der Zersetzung organischer Stoffe gewonnen wird. Beim Prozess der Fäulnis / Vergärung werden Gase freigesetzt, durch deren Sammlung Sie den Bedarf des eigenen Haushalts decken können. Die Anlage, in der dieser Prozess stattfindet, wird als „Biogasanlage“ bezeichnet.

Der Prozess der Biogasbildung erfolgt aufgrund der lebenswichtigen Aktivität verschiedener Arten von Bakterien, die im Abfall selbst enthalten sind. Aber damit sie aktiv „arbeiten“ können, müssen sie bestimmte Bedingungen schaffen: Feuchtigkeit und Temperatur. Um sie zu erzeugen, wird eine Biogasanlage gebaut. Dies ist ein Komplex von Geräten, dessen Basis ein Bioreaktor ist, in dem die Zersetzung von Abfällen stattfindet, die von einer Gasbildung begleitet wird.

Es gibt drei Arten der Verarbeitung von Gülle zu Biogas:

Psychophiler Modus. Die Temperatur in der Biogasanlage beträgt +5°C bis +20°C. Unter solchen Bedingungen ist der Zersetzungsprozess langsam, es entsteht viel Gas, seine Qualität ist gering.
Mesophil. Das Gerät wechselt bei Temperaturen von +30°C bis +40°C in diesen Modus. In diesem Fall vermehren sich mesophile Bakterien aktiv. In diesem Fall wird mehr Gas gebildet, der Verarbeitungsprozess dauert weniger Zeit - von 10 bis 20 Tagen.
Thermophil. Diese Bakterien vermehren sich bei Temperaturen über +50°C. Der Prozess ist am schnellsten (3-5 Tage), die Gasausbeute am größten (unter idealen Bedingungen können aus 1 kg Lieferung bis zu 4,5 Liter Gas gewonnen werden). Die meisten Referenztabellen für den Gasertrag aus der Verarbeitung werden speziell für diesen Modus angegeben, sodass es sich lohnt, bei Verwendung anderer Modi eine Anpassung nach unten vorzunehmen.

Das Schwierigste in Biogasanlagen ist das thermophile Regime. Dazu bedarf es einer hochwertigen Wärmedämmung einer Biogasanlage, einer Heizung und einer Temperieranlage. Aber am Ausgang bekommen wir die maximale Menge an Biogas. Ein weiteres Merkmal der thermophilen Verarbeitung ist die Unmöglichkeit des Nachladens. Die verbleibenden zwei Modi - psychophil und mesophil - ermöglichen es Ihnen, täglich eine frische Portion zubereiteter Rohstoffe hinzuzufügen. Im thermophilen Modus ermöglicht eine kurze Prozesszeit jedoch, den Bioreaktor in Zonen zu unterteilen, in denen sein Anteil an Rohstoffen mit unterschiedlichen Beschickungszeiten verarbeitet wird.

Schema einer Biogasanlage

Die Basis einer Biogasanlage ist ein Bioreaktor oder Bunker. Darin findet der Fermentationsprozess statt und das entstehende Gas sammelt sich darin an. Es gibt auch einen Be- und Entladebunker, das entstehende Gas wird durch ein in den oberen Teil eingeführtes Rohr abgeführt. Als nächstes kommt das Gasaufbereitungssystem - seine Reinigung und Erhöhung des Drucks in der Gasleitung auf die funktionierende.

Für mesophile und thermophile Regime ist auch ein Bioreaktor-Heizsystem erforderlich, um die erforderlichen Regime zu erreichen. Hierfür werden in der Regel gasbefeuerte Heizkessel verwendet. Von dort führt das Rohrleitungssystem zum Bioreaktor. Normalerweise sind dies Polymerrohre, da sie eine aggressive Umgebung am besten vertragen.

Eine andere Biogasanlage benötigt ein System zum Mischen des Stoffes. Während der Gärung bildet sich oben eine harte Kruste, schwere Partikel setzen sich ab. All dies zusammen verschlechtert den Prozess der Gasbildung. Um einen homogenen Zustand der verarbeiteten Masse aufrechtzuerhalten, sind Rührwerke erforderlich. Sie können mechanisch oder sogar manuell sein. Kann per Timer oder manuell gestartet werden. Es hängt alles davon ab, wie die Biogasanlage gebaut ist. Ein automatisiertes System ist teurer in der Installation, erfordert aber während des Betriebs ein Minimum an Aufmerksamkeit.

Biogasanlagen nach Standorttyp können sein:

Overhead.
Halb untergetaucht.
Begraben.

Teurer bei der unterirdischen Installation - es ist viel Landarbeit erforderlich. Aber wenn sie unter unseren Bedingungen arbeiten, sind sie besser - es ist einfacher, die Isolierung zu organisieren, weniger Heizkosten.

Was kann recycelt werden

Eine Biogasanlage ist im Wesentlichen Allesfresser – alle organischen Stoffe können verarbeitet werden. Alle Gülle und Urin, Pflanzenreste sind geeignet. Reinigungsmittel, Antibiotika, Chemikalien beeinträchtigen den Prozess negativ. Es ist wünschenswert, ihre Aufnahme zu minimieren, da sie die an der Verarbeitung beteiligte Flora abtöten.

Rindermist gilt als ideal, da er Mikroorganismen in großen Mengen enthält. Wenn es keine Kühe im Betrieb gibt, ist es wünschenswert, beim Beladen des Bioreaktors etwas Einstreu hinzuzufügen, um das Substrat mit der erforderlichen Mikroflora zu bevölkern. Pflanzenreste werden vorzerkleinert, mit Wasser verdünnt. Im Bioreaktor werden pflanzliche Rohstoffe und Exkremente vermischt. Ein solches „Auftanken“ dauert länger, aber am Ausgang haben wir mit dem richtigen Modus die höchste Produktausbeute.

Standortbestimmung

Um die Kosten für die Organisation des Prozesses zu minimieren, ist es sinnvoll, eine Biogasanlage in der Nähe der Abfallquelle zu platzieren - in der Nähe von Gebäuden, in denen Vögel oder Tiere gehalten werden. Es ist wünschenswert, eine Konstruktion zu entwickeln, bei der die Belastung durch Schwerkraft erfolgt. Von einem Kuhstall oder Schweinestall aus kann eine Rohrleitung unter einem Gefälle verlegt werden, durch die Gülle durch die Schwerkraft in den Bunker fließt. Dies vereinfacht die Wartung des Reaktors und die Beseitigung von Gülle erheblich.

Es ist am ratsamsten, die Biogasanlage so zu platzieren, dass die Abfälle des Hofes durch die Schwerkraft abfließen können

Normalerweise befinden sich Gebäude mit Tieren in einiger Entfernung von einem Wohngebäude. Daher muss das erzeugte Gas an die Verbraucher weitergegeben werden. Das Strecken einer Gasleitung ist jedoch billiger und einfacher als das Organisieren einer Leitung zum Transportieren und Verladen von Gülle.

Bioreaktor

An den Gülleaufbereitungstank werden recht strenge Anforderungen gestellt:

Alle diese Anforderungen für den Bau einer Biogasanlage müssen erfüllt werden, da sie die Sicherheit gewährleisten und normale Bedingungen für die Verarbeitung von Gülle zu Biogas schaffen.

Welche Materialien können hergestellt werden

Beständigkeit gegenüber aggressiven Umgebungen ist die Hauptanforderung an Materialien, aus denen Behälter hergestellt werden können. Das Substrat im Bioreaktor kann sauer oder alkalisch sein. Dementsprechend muss das Material, aus dem der Behälter besteht, gegenüber verschiedenen Medien gut verträglich sein.

Nicht viele Materialien erfüllen diese Anforderungen. Das erste, was mir in den Sinn kommt, ist Metall. Es ist langlebig und kann zur Herstellung von Behältern in jeder Form verwendet werden. Das Gute ist, dass Sie einen vorgefertigten Behälter verwenden können - eine Art alten Tank. In diesem Fall wird der Bau einer Biogasanlage sehr wenig Zeit in Anspruch nehmen. Der Mangel an Metall besteht darin, dass es mit chemisch aktiven Substanzen reagiert und zu zerfallen beginnt. Um dieses Minus zu neutralisieren, wird das Metall mit einer Schutzschicht überzogen.

Eine hervorragende Option ist die Kapazität eines Polymerbioreaktors. Kunststoff ist chemisch neutral, verrottet nicht, rostet nicht. Es ist nur notwendig, aus solchen Materialien auszuwählen, die das Einfrieren und Erhitzen auf ausreichend hohe Temperaturen aushalten. Die Wände des Reaktors sollten dick sein, vorzugsweise mit Glasfaser verstärkt. Solche Behälter sind nicht billig, aber sie halten lange.

Eine billigere Option ist eine Biogasanlage mit einem Tank aus Ziegeln, Betonblöcken und Stein. Damit das Mauerwerk hohen Belastungen standhält, ist eine Bewehrung des Mauerwerks notwendig (in jeder 3-5 Reihe, je nach Wandstärke und Material). Nach Abschluss der Wanderrichtung ist eine anschließende mehrschichtige Behandlung der Wände innen und außen notwendig, um die Wasser- und Gasdichtheit zu gewährleisten. Die Wände sind mit einer Zement-Sand-Zusammensetzung mit Zusätzen (Additiven) verputzt, die die erforderlichen Eigenschaften verleihen.

Reaktordimensionierung

Das Volumen des Reaktors hängt von der gewählten Temperatur für die Verarbeitung von Gülle zu Biogas ab. Am häufigsten wird mesophil gewählt - es ist einfacher zu warten und impliziert die Möglichkeit einer täglichen zusätzlichen Beladung des Reaktors. Die Biogasproduktion nach Erreichen des Normalmodus (ca. 2 Tage) ist stabil, ohne Ausbrüche und Einbrüche (wenn normale Bedingungen geschaffen werden). In diesem Fall ist es sinnvoll, das Volumen der Biogasanlage in Abhängigkeit von der auf dem Hof anfallenden Güllemenge pro Tag zu berechnen. Alles lässt sich leicht anhand der Durchschnittsdaten berechnen.

Die Zersetzung von Mist bei mesophilen Temperaturen dauert 10 bis 20 Tage. Dementsprechend wird das Volumen durch Multiplizieren mit 10 oder 20 berechnet. Bei der Berechnung muss die Wassermenge berücksichtigt werden, die erforderlich ist, um das Substrat in einen idealen Zustand zu bringen - seine Luftfeuchtigkeit sollte 85-90% betragen. Das gefundene Volumen wird um 50% erhöht, da die maximale Belastung 2/3 des Tankvolumens nicht überschreiten sollte - Gas sollte sich unter der Decke ansammeln.

Zum Beispiel hat der Hof 5 Kühe, 10 Schweine und 40 Hühner. Tatsächlich werden 5 * 55 kg + 10 * 4,5 kg + 40 * 0,17 kg = 275 kg + 45 kg + 6,8 kg = 326,8 kg gebildet. Um Hühnermist auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 85 % zu bringen, müssen Sie etwas mehr als 5 Liter Wasser hinzufügen (das sind weitere 5 kg). Die Gesamtmasse beträgt 331,8 kg. Für die Verarbeitung in 20 Tagen sind erforderlich: 331,8 kg * 20 \u003d 6636 kg - etwa 7 Würfel nur für das Substrat. Wir multiplizieren die gefundene Zahl mit 1,5 (Erhöhung um 50%), wir erhalten 10,5 Kubikmeter. Dies ist der berechnete Wert des Volumens des Reaktors der Biogasanlage.

Be- und Entladeluken führen direkt zum Bioreaktortank. Damit das Substrat gleichmäßig über die gesamte Fläche verteilt wird, werden sie an gegenüberliegenden Enden des Behälters angebracht.

Bei der Erdverlegung der Biogasanlage nähern sich die Be- und Entladeleitungen in einem spitzen Winkel dem Körper. Außerdem sollte das untere Rohrende unterhalb des Flüssigkeitsspiegels im Reaktor liegen. Dadurch wird verhindert, dass Luft in den Behälter eindringt. An den Rohren sind auch Dreh- oder Absperrventile installiert, die in Normalstellung geschlossen sind. Sie sind nur zum Be- oder Entladen geöffnet.

Da die Gülle große Fragmente (Einstreuelemente, Grashalme usw.) enthalten kann, werden Rohre mit kleinem Durchmesser oft verstopft. Daher müssen sie zum Be- und Entladen einen Durchmesser von 20-30 cm haben und vor Beginn der Arbeiten an der Isolierung der Biogasanlage, aber nach dem Aufstellen des Containers installiert werden.

Die komfortabelste Betriebsweise einer Biogasanlage ist die regelmäßige Be- und Entladung des Substrats. Dieser Vorgang kann einmal täglich oder einmal alle zwei Tage durchgeführt werden. Gülle und andere Komponenten werden in einem Lagertank vorgesammelt, wo sie in den erforderlichen Zustand gebracht werden - zerkleinert, falls erforderlich, angefeuchtet und gemischt. Der Einfachheit halber kann dieser Behälter einen mechanischen Rührer aufweisen. Das vorbereitete Substrat wird in die Aufnahmeluke gegossen. Wenn Sie den Aufnahmebehälter in die Sonne stellen, wird das Substrat vorgewärmt, wodurch die Kosten für die Aufrechterhaltung der erforderlichen Temperatur gesenkt werden.

Es ist wünschenswert, die Einbautiefe des Aufnahmetrichters so zu berechnen, dass der Abfall durch Schwerkraft hineinfließt. Gleiches gilt für das Entladen in den Bioreaktor. Der beste Fall ist, wenn sich das vorbereitete Substrat durch die Schwerkraft bewegt. Und ein Dämpfer sperrt es während der Zubereitung.

Um die Dichtheit der Biogasanlage zu gewährleisten, müssen Klappen am Schütttrichter und im Entladebereich mit einer Dichtgummidichtung versehen sein. Je weniger Luft sich im Tank befindet, desto sauberer ist das Gas am Auslass.

Sammlung und Entsorgung von Biogas

Die Entnahme des Biogases aus dem Reaktor erfolgt über ein Rohr, dessen eines Ende unter dem Dach liegt, das andere meist in ein Wasserschloss abgesenkt wird. Das ist ein Behälter mit Wasser, in den das entstehende Biogas eingeleitet wird. In der Wasserdichtung befindet sich ein zweites Rohr - es befindet sich über dem Flüssigkeitsspiegel. Es kommt mehr reines Biogas heraus. Am Ausgang ihres Bioreaktors ist ein Gasabsperrventil installiert. Die beste Option ist Kugel.

Welche Materialien können für das Gasübertragungssystem verwendet werden? Verzinkte Metallrohre und Gasrohre aus HDPE oder PPR. Sie müssen auf Dichtigkeit achten, Nähte und Fugen werden mit Seifenlauge geprüft. Die gesamte Rohrleitung wird aus Rohren und Formstücken gleichen Durchmessers zusammengesetzt. Keine Kontraktionen oder Expansionen.

Reinigung von Verunreinigungen

Die ungefähre Zusammensetzung des entstehenden Biogases ist wie folgt:

Methan - bis zu 60%;
Kohlendioxid - 35%;
andere gasförmige Substanzen (einschließlich Schwefelwasserstoff, der dem Gas einen unangenehmen Geruch verleiht) - 5%.

Damit Biogas geruchlos ist und gut brennt, müssen Kohlendioxid, Schwefelwasserstoff und Wasserdampf daraus entfernt werden. Kohlendioxid wird in einem Wasserschloss entfernt, wenn gelöschter Kalk auf den Boden der Anlage gegeben wird. Ein solches Lesezeichen muss regelmäßig geändert werden (wenn das Gas schlechter brennt, ist es Zeit, es zu ändern).

Die Gasentwässerung kann auf zwei Arten erfolgen - durch Anbringen von hydraulischen Dichtungen in der Gasleitung - durch Einführen von gekrümmten Abschnitten unter den hydraulischen Dichtungen in das Rohr, in denen sich Kondensat ansammelt. Der Nachteil dieser Methode ist die Notwendigkeit einer regelmäßigen Entleerung der Wasserdichtung - bei einer großen Menge an gesammeltem Wasser kann dies den Gasdurchgang blockieren.

Die zweite Möglichkeit besteht darin, einen Filter mit Kieselgel einzusetzen. Das Prinzip ist das gleiche wie in der Wasserdichtung - das Gas wird in das Kieselgel geleitet und unter der Abdeckung getrocknet. Bei dieser Methode der Biogastrocknung muss Kieselgel periodisch getrocknet werden. Dazu muss es einige Zeit in der Mikrowelle aufgewärmt werden. Es erwärmt sich, die Feuchtigkeit verdunstet. Sie können einschlafen und wieder verwenden.

Zur Entfernung von Schwefelwasserstoff wird ein mit Metallspänen beladener Filter verwendet. Sie können alte Waschlappen aus Metall in den Behälter laden. Die Reinigung erfolgt auf genau die gleiche Weise: Dem unteren Teil des mit Metall gefüllten Behälters wird Gas zugeführt. Beim Passieren wird es von Schwefelwasserstoff gereinigt, sammelt sich im oberen freien Teil des Filters, von wo es durch ein weiteres Rohr / Schlauch abgeführt wird.

Benzintank und Kompressor

Das gereinigte Biogas gelangt in den Lagertank - Gastank. Es kann eine versiegelte Plastiktüte oder ein Plastikbehälter sein. Die Hauptbedingung ist die Gasdichtheit, Form und Material spielen keine Rolle. Biogas wird im Gastank gespeichert. Daraus wird mit Hilfe eines Kompressors Gas unter einem bestimmten Druck (vom Kompressor eingestellt) bereits dem Verbraucher zugeführt - einem Gasherd oder Kessel. Dieses Gas kann auch zur Stromerzeugung mit einem Generator verwendet werden.

Um nach dem Kompressor einen stabilen Druck im System zu erzeugen, ist es wünschenswert, einen Empfänger zu installieren - ein kleines Gerät zum Ausgleich von Druckstößen.

Mischgeräte

Damit die Biogasanlage normal funktioniert, ist es notwendig, die Flüssigkeit im Bioreaktor regelmäßig zu mischen. Dieser einfache Prozess löst viele Probleme:

mischt einen frischen Teil der Ladung mit einer Bakterienkolonie;
fördert die Freisetzung des erzeugten Gases;
gleicht die Temperatur der Flüssigkeit aus, ausgenommen wärmere und kältere Bereiche;
erhält die Homogenität des Substrats und verhindert das Absetzen oder Auftauchen einiger Bestandteile.

Typischerweise hat eine kleine selbstgebaute Biogasanlage mechanische Rührwerke, die durch Muskelkraft angetrieben werden. Bei Anlagen mit großem Volumen können die Rührwerke durch Motoren angetrieben werden, die über eine Zeitschaltuhr eingeschaltet werden.

Die zweite Möglichkeit besteht darin, die Flüssigkeit zu mischen, indem ein Teil des erzeugten Gases hindurchgeleitet wird. Dazu wird nach dem Verlassen des Metatanks ein T-Stück platziert und ein Teil des Gases in den unteren Teil des Reaktors gegossen, wo es durch ein Rohr mit Löchern austritt. Dieser Teil des Gases kann nicht als Verbrauch betrachtet werden, da er trotzdem wieder in das System gelangt und somit im Gastank landet.

Die dritte Mischmethode besteht darin, das Substrat mit Hilfe von Kotpumpen aus dem unteren Teil zu pumpen und es oben auszugießen. Der Nachteil dieser Methode ist die Abhängigkeit von der Verfügbarkeit von Strom.

Heizsystem und Wärmedämmung

Ohne Erhitzen der verarbeiteten Aufschlämmung vermehren sich psychophile Bakterien. Der Verarbeitungsprozess dauert in diesem Fall 30 Tage und die Gasausbeute ist gering. Im Sommer können bei Wärmedämmung und Vorwärmung der Ladung Temperaturen von bis zu 40 Grad erreicht werden, wenn die Entwicklung mesophiler Bakterien beginnt, aber im Winter ist eine solche Anlage praktisch nicht funktionsfähig - die Prozesse sind sehr träge. Bei Temperaturen unter +5°C gefrieren sie praktisch.

Was zu erhitzen und wo zu platzieren

Wärme wird für beste Ergebnisse verwendet. Am rationellsten ist die Warmwasserbereitung aus dem Kessel. Der Kessel kann mit Strom, festen oder flüssigen Brennstoffen betrieben werden, er kann auch mit dem erzeugten Biogas betrieben werden. Die maximale Temperatur, auf die Wasser erhitzt werden darf, beträgt +60 °C. Heißere Rohre können dazu führen, dass Partikel an der Oberfläche haften bleiben, was zu einer verringerten Heizeffizienz führt.

Sie können auch direktes Erhitzen verwenden - Heizelemente einsetzen, aber erstens ist es schwierig, das Mischen zu organisieren, und zweitens haftet das Substrat an der Oberfläche, wodurch die Wärmeübertragung verringert wird und die Heizelemente schnell durchbrennen

Eine Biogasanlage kann mit handelsüblichen Heizkörpern beheizt werden, einfach zu einer Spule verdrehten Rohren, geschweißten Registern. Es ist besser, Polymerrohre zu verwenden - Metall-Kunststoff oder Polypropylen. Gewellte Edelstahlrohre sind ebenfalls geeignet, sie sind einfacher zu verlegen, insbesondere in zylindrischen vertikalen Bioreaktoren, aber die gewellte Oberfläche provoziert Sedimentbildung, was für die Wärmeübertragung nicht sehr gut ist.

Um die Möglichkeit der Ablagerung von Partikeln auf den Heizelementen zu verringern, werden sie in der Rührerzone platziert. Nur in diesem Fall ist es notwendig, alles so zu gestalten, dass der Mischer die Rohre nicht berühren kann. Es scheint oft, dass es besser ist, die Heizungen von unten zu platzieren, aber die Praxis hat gezeigt, dass eine solche Heizung aufgrund von Ablagerungen am Boden ineffizient ist. Daher ist es sinnvoller, die Heizungen an den Wänden des Metatanks der Biogasanlage zu platzieren.

Methoden der Wassererwärmung

Je nach Anordnung der Rohre kann die Beheizung extern oder intern erfolgen. In Innenräumen ist die Heizung effizient, aber die Reparatur und Wartung von Heizungen ist ohne Abschalten und Abpumpen des Systems unmöglich. Daher wird besonderes Augenmerk auf die Materialauswahl und die Qualität der Verbindungen gelegt.

Die Beheizung erhöht die Produktivität der Biogasanlage und verkürzt die Verarbeitungszeit der Rohstoffe

Wenn sich die Heizungen im Freien befinden, wird mehr Wärme benötigt (die Kosten für die Erwärmung des Inhalts einer Biogasanlage sind viel höher), da viel Wärme für die Erwärmung der Wände aufgewendet wird. Aber das System ist immer für Reparaturen verfügbar und die Erwärmung ist gleichmäßiger, da das Medium von den Wänden erwärmt wird. Ein weiterer Pluspunkt dieser Lösung ist, dass Rührwerke das Heizsystem nicht beschädigen können.

Wie man isoliert

Am Boden der Grube wird zuerst eine Ausgleichsschicht aus Sand gegossen, dann eine wärmeisolierende Schicht. Es kann Ton gemischt mit Stroh und Blähton, Schlacke sein. Alle diese Komponenten können gemischt werden, können in getrennten Schichten gegossen werden. Sie werden in den Horizont eingeebnet, die Kapazität der Biogasanlage wird installiert.

Die Seiten des Bioreaktors können mit modernen Materialien oder klassischen altmodischen Methoden isoliert werden. Von den altmodischen Methoden - Beschichtung mit Ton und Stroh. Es wird in mehreren Schichten aufgetragen.

Von modernen Materialien können Sie extrudierten Polystyrolschaum mit hoher Dichte, Porenbetonblöcke mit niedriger Dichte verwenden. Der technologisch fortschrittlichste ist in diesem Fall Polyurethanschaum (PPU), aber die Dienstleistungen für seine Anwendung sind nicht billig. Es stellt sich jedoch eine nahtlose Wärmedämmung heraus, die die Heizkosten minimiert. Es gibt ein weiteres wärmeisolierendes Material - Schaumglas. In Platten ist es sehr teuer, aber sein Kampf oder seine Krume kostet einiges, und in Bezug auf die Eigenschaften ist es nahezu perfekt: Es nimmt keine Feuchtigkeit auf, hat keine Angst vor dem Einfrieren, verträgt statische Belastungen gut und hat eine geringe Wärmeleitfähigkeit .

Eine der Aufgaben, die es in der Landwirtschaft zu lösen gilt, ist die Entsorgung von Gülle und Pflanzenabfällen. Und dies ist ein ziemlich ernstes Problem, das ständige Aufmerksamkeit erfordert. Recycling kostet nicht nur Zeit und Mühe, sondern auch eine ordentliche Menge. Heute gibt es zumindest eine Möglichkeit, dieses Problem in einen Einnahmeposten umzuwandeln: die Verarbeitung von Gülle zu Biogas. Die Technologie basiert auf dem natürlichen Prozess der Zersetzung von Gülle und Pflanzenresten durch die darin enthaltenen Bakterien. Die ganze Aufgabe besteht darin, spezielle Bedingungen für eine möglichst vollständige Zersetzung zu schaffen. Diese Bedingungen sind der fehlende Sauerstoffzugang und die optimale Temperatur (40-50 o C).

Jeder weiß, wie Gülle am häufigsten entsorgt wird: aufgeschüttet und nach der Gärung auf die Felder gebracht. Dabei wird das entstehende Gas in die Atmosphäre freigesetzt, wobei 40 % des in der Ausgangssubstanz enthaltenen Stickstoffs und der größte Teil des Phosphors ebenfalls dorthin fliegen. Der resultierende Dünger ist alles andere als perfekt.

Um Biogas zu gewinnen, ist es notwendig, dass der Prozess der Güllezersetzung ohne Zugang zu Sauerstoff in einem geschlossenen Raum stattfindet. In diesem Fall verbleiben sowohl Stickstoff als auch Phosphor im Restprodukt, und das Gas sammelt sich im oberen Teil des Tanks, von wo es leicht abgepumpt werden kann. Es werden zwei Gewinnquellen erzielt: Gas direkt und effektiver Dünger. Zudem ist der Dünger von höchster Qualität und zu 99 % sicher: Die meisten Krankheitserreger und Wurmeier sterben ab, die in der Gülle enthaltenen Unkrautsamen verlieren ihre Keimfähigkeit. Es gibt sogar Linien zum Verpacken dieser Reststoffe.

Die zweite zwingende Bedingung für die Verarbeitung von Gülle zu Biogas ist die Aufrechterhaltung der optimalen Temperatur. In der Biomasse enthaltene Bakterien sind bei niedrigen Temperaturen inaktiv. Sie beginnen bei einer Umgebungstemperatur von +30 o C zu wirken. Außerdem sind zwei Arten von Bakterien in der Gülle enthalten:

Thermophile Anlagen mit Temperaturen von +43 o C bis +52 o C sind am effizientesten: In ihnen wird 3 Tage lang Gülle verarbeitet, aus 1 Liter Nutzfläche des Bioreaktors werden bis zu 4,5 Liter Biogas gewonnen (das ist die maximale Leistung). . Das Aufrechterhalten einer Temperatur von +50 o C erfordert jedoch erhebliche Energiekosten, was nicht in jedem Klima rentabel ist. Daher arbeiten Biogasanlagen häufiger bei mesophilen Temperaturen. Die Verarbeitungszeit kann in diesem Fall 12-30 Tage betragen, die Ausbeute beträgt ca. 2 Liter Biogas pro 1 Liter Bioreaktorvolumen.

Die Zusammensetzung des Gases variiert je nach Ausgangsmaterial und Verarbeitungsbedingungen, ist aber ungefähr wie folgt: Methan - 50-70 %, Kohlendioxid - 30-50 % und enthält auch eine kleine Menge Schwefelwasserstoff (weniger als 1 % ) und eine sehr geringe Menge an Ammoniak, Wasserstoff und Stickstoffverbindungen. Je nach Auslegung der Anlage kann Biogas eine beträchtliche Menge Wasserdampf enthalten, der entwässert werden muss (andernfalls brennt es einfach nicht). Wie die Industrieanlage aussieht, zeigt das Video.

Es kann eine ganze Gasproduktionsanlage gesagt werden. Aber für einen privaten Hof oder einen kleinen Bauernhof sind solche Mengen nutzlos. Die einfachste Biogasanlage ist leicht mit den eigenen Händen zu machen. Aber die Frage ist: „Wohin soll das Biogas als nächstes geschickt werden?“ Die Verbrennungswärme des resultierenden Gases beträgt 5340 kcal / m3 bis 6230 kcal / m3 (6,21 - 7,24 kWh / m3). Daher kann es einem Gaskessel zur Wärmeerzeugung (Heizung und Warmwasser) oder einer Stromerzeugungsanlage, einem Gasherd usw. zugeführt werden. So verwendet Vladimir Rashin, der Konstrukteur einer Biogasanlage, Gülle aus seiner Wachtelfarm.

Es stellt sich heraus, dass Sie mit einer mehr oder weniger anständigen Menge an Vieh und Geflügel den Bedarf Ihres Haushalts an Wärme, Gas und Strom vollständig decken können. Und wenn Sie Gasinstallationen an Autos installieren, dann Kraftstoff für die Flotte. Da der Energieanteil an den Produktionskosten 70-80% beträgt, kann man nur an einem Bioreaktor sparen und dann viel Geld verdienen. Nachfolgend ein Screenshot der wirtschaftlichen Berechnung der Rentabilität einer Biogasanlage für einen kleinen landwirtschaftlichen Betrieb (Stand: September 2014). Man kann die Wirtschaft nicht klein nennen, aber sie ist definitiv auch nicht groß. Wir entschuldigen uns für die Terminologie - dies ist der Stil des Autors.

Dies stellt eine ungefähre Aufschlüsselung der erforderlichen Kosten und möglichen Einnahmen dar. Schemata von selbstgebauten Biogasanlagen

Schemata von selbstgebauten Biogasanlagen

Das einfachste Schema einer Biogasanlage ist ein versiegelter Behälter - ein Bioreaktor, in den die vorbereitete Gülle gegossen wird. Dementsprechend gibt es eine Luke zum Laden von Gülle und eine Luke zum Entladen von verarbeiteten Rohstoffen.

Das einfachste Schema einer Biogasanlage ohne "Schnickschnack"

Der Behälter ist nicht vollständig mit Substrat gefüllt: 10-15 % des Volumens müssen frei bleiben, um Gas zu sammeln. Im Tankdeckel ist eine Gasleitung eingebaut. Da das resultierende Gas ziemlich viel Wasserdampf enthält, wird es in dieser Form nicht brennen. Daher ist es notwendig, es zur Entwässerung durch eine Wasserdichtung zu führen. In diesem einfachen Gerät kondensiert der größte Teil des Wasserdampfs und das Gas brennt bereits gut. Dann ist es wünschenswert, das Gas von nicht brennbarem Schwefelwasserstoff zu reinigen, und erst dann kann es in den Gasbehälter eingespeist werden - einen Behälter zum Sammeln von Gas. Und von dort aus ist es bereits möglich, zu Verbrauchern zu züchten: einem Kessel oder einem Gasherd zuzuführen. Wie Sie mit Ihren eigenen Händen Filter für eine Biogasanlage herstellen, sehen Sie im Video.

Große Industrieanlagen werden auf der Oberfläche platziert. Und das ist im Prinzip verständlich - das Volumen der Landarbeit ist zu groß. Aber in kleinen Farmen ist die Bunkerschüssel im Boden vergraben. Dadurch können Sie erstens die Kosten für die Aufrechterhaltung der erforderlichen Temperatur senken, und zweitens gibt es in einem privaten Innenhof bereits genügend Geräte.

Der Behälter kann vorgefertigt oder aus Ziegeln, Beton usw. in eine ausgehobene Grube gebracht werden. In diesem Fall müssen Sie jedoch auf Luftdichtheit und Verstopfung achten: Der Prozess ist anaerob - ohne Luftzugang, daher ist es notwendig, eine sauerstoffundurchlässige Schicht zu schaffen. Der Aufbau erweist sich als vielschichtig und die Herstellung eines solchen Bunkers ist ein langwieriger und kostspieliger Prozess. Daher ist es billiger und einfacher, den fertigen Behälter einzugraben. Früher waren dies zwangsläufig Metallfässer, oft Edelstahl. Heute, mit dem Aufkommen von PVC-Behältern auf dem Markt, können Sie diese verwenden. Sie sind chemisch neutral, haben eine geringe Wärmeleitfähigkeit, eine lange Lebensdauer und sind um ein Vielfaches billiger als Edelstahl.

Aber die oben beschriebene Biogasanlage wird eine geringe Produktivität haben. Zur Aktivierung des Verarbeitungsprozesses ist eine aktive Durchmischung der Masse im Trichter notwendig. Andernfalls bildet sich auf der Oberfläche oder in der Dicke des Substrats eine Kruste, die den Zersetzungsprozess verlangsamt, und am Auslass wird weniger Gas erhalten. Das Mischen wird auf jede verfügbare Weise durchgeführt. Zum Beispiel wie im Video gezeigt. In diesem Fall kann ein beliebiger Antrieb erfolgen.

Es gibt eine andere Möglichkeit, die Schichten zu mischen, aber nicht mechanisch - Barbitation: Das unter Druck erzeugte Gas wird in den unteren Teil des Gülletanks geleitet. Aufsteigende Gasblasen brechen die Kruste auf. Da das gleiche Biogas zugeführt wird, ändern sich die Verarbeitungsbedingungen nicht. Außerdem kann dieses Gas nicht als Ausgabe angesehen werden - es fällt wieder in den Gastank.

Wie oben erwähnt, sind für eine gute Leistung hohe Temperaturen erforderlich. Um nicht zu viel Geld für die Aufrechterhaltung dieser Temperatur auszugeben, muss auf die Isolierung geachtet werden. Welche Art von Wärmeisolator Sie wählen, ist natürlich Ihre Sache, aber heute ist Polystyrolschaum der optimalste. Es hat keine Angst vor Wasser, wird nicht von Pilzen und Nagetieren befallen, hat eine lange Lebensdauer und eine hervorragende Wärmedämmleistung.

Die Form des Bioreaktors kann unterschiedlich sein, aber die häufigste ist zylindrisch. Es ist nicht ideal in Bezug auf die Komplexität des Anmischens des Substrats, wird aber häufiger verwendet, weil die Menschen viel Erfahrung mit dem Bau solcher Behälter gesammelt haben. Und wenn ein solcher Zylinder durch eine Trennwand geteilt wird, dann können sie als zwei separate Tanks verwendet werden, in denen der Prozess zeitlich verschoben ist. Gleichzeitig kann in die Trennwand ein Heizelement eingebaut werden, wodurch das Problem gelöst wird, die Temperatur in zwei Kammern gleichzeitig aufrechtzuerhalten.

In der einfachsten Version sind selbstgebaute Biogasanlagen eine rechteckige Grube, deren Wände aus Beton bestehen und zur Dichtheit mit einer Schicht aus Glasfaser und Polyesterharz behandelt werden. Dieser Behälter wird mit einem Deckel geliefert. Es ist äußerst unbequem im Betrieb: Es ist schwierig, das Erhitzen, Mischen und Entfernen der fermentierten Masse zu implementieren, es ist unmöglich, eine vollständige Verarbeitung und eine hohe Effizienz zu erreichen.

Etwas besser ist die Situation bei Unterflur-Biogas-Gülleaufbereitungsanlagen. Sie haben abgeschrägte Kanten, was das Laden von frischem Mist erleichtert. Wenn Sie den Boden geneigt machen, bewegt sich die fermentierte Masse durch die Schwerkraft in eine Richtung und es ist einfacher, sie auszuwählen. Bei solchen Installationen müssen nicht nur Wände, sondern auch Abdeckungen wärmeisoliert werden. Eine solche Biogasanlage mit eigenen Händen ist einfach zu realisieren. Eine vollständige Verarbeitung und die maximale Menge an darin enthaltenem Gas können jedoch nicht erreicht werden. Auch bei Erwärmung.

Die grundlegenden technischen Fragen wurden behandelt und Sie kennen nun mehrere Möglichkeiten, eine Gülle-Biogasanlage zu bauen. Bleiben technologische Nuancen.

Was recycelt werden kann und wie man gute Ergebnisse erzielt

In der Gülle eines jeden Tieres gibt es Organismen, die für seine Verarbeitung notwendig sind. Es wurde festgestellt, dass mehr als tausend verschiedene Mikroorganismen am Verdauungsprozess und der Gasproduktion beteiligt sind. Die wichtigste Rolle spielen Methanbildner. Es wird auch angenommen, dass alle diese Mikroorganismen in optimalen Anteilen in Rindermist gefunden werden. In jedem Fall wird bei der Verarbeitung dieser Art von Abfällen in Kombination mit Pflanzenmasse die größte Menge an Biogas freigesetzt. Die Tabelle zeigt gemittelte Daten für die häufigsten Arten landwirtschaftlicher Abfälle. Bitte beachten Sie, dass diese Menge an Gasleistung unter idealen Bedingungen erreicht werden kann.

Für eine gute Produktivität ist es notwendig, eine bestimmte Feuchtigkeit des Substrats aufrechtzuerhalten: 85-90%. Es muss jedoch Wasser verwendet werden, das keine fremden Chemikalien enthält. Lösungsmittel, Antibiotika, Reinigungsmittel usw. beeinträchtigen die Prozesse. Außerdem sollte die Aufschlämmung für den normalen Ablauf des Verfahrens keine großen Fragmente enthalten. Die maximale Größe der Fragmente: 1 * 2 cm, kleinere sind besser. Wenn Sie also pflanzliche Zutaten hinzufügen möchten, müssen Sie diese mahlen.

Für die normale Verarbeitung im Substrat ist es wichtig, einen optimalen pH-Wert aufrechtzuerhalten: innerhalb von 6,7-7,6. Normalerweise hat das Medium einen normalen Säuregehalt, und nur gelegentlich entwickeln sich säurebildende Bakterien schneller als methanbildende. Dann wird die Umgebung sauer, die Gasproduktion nimmt ab. Um den optimalen Wert zu erreichen, wird dem Substrat gewöhnlicher Kalk oder Soda zugesetzt.

Nun ein wenig über die Zeit, die für die Verarbeitung von Gülle benötigt wird. Im Allgemeinen hängt die Zeit von den geschaffenen Bedingungen ab, aber das erste Gas kann bereits am dritten Tag nach Beginn der Gärung zu fließen beginnen. Die aktivste Gasbildung tritt bei der Zersetzung von Gülle um 30-33% auf. Um rechtzeitig navigieren zu können, nehmen wir an, dass sich das Substrat nach zwei Wochen um 20-25% zersetzt. Das heißt, eine optimale Verarbeitung sollte einen Monat dauern. In diesem Fall ist der Dünger von höchster Qualität.

Berechnung des Volumens des Bunkers für die Verarbeitung

Für kleine Betriebe ist Dauereinsatz die optimale Einstellung – dann wird täglich frische Gülle in kleinen Portionen zugeführt und in gleichen Portionen wieder abgeführt. Damit der Prozess nicht gestört wird, sollte der Anteil der Tageslast 5 % des verarbeiteten Volumens nicht überschreiten.

Hausgemachte Anlagen zur Verarbeitung von Gülle zu Biogas sind nicht der Gipfel der Perfektion, aber sie sind sehr effektiv

Auf dieser Basis lässt sich das benötigte Tankvolumen für eine selbstgebaute Biogasanlage ganz einfach ermitteln. Sie müssen die tägliche Güllemenge von Ihrem Betrieb (bereits verdünnt mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 85-90 %) mit 20 multiplizieren (dies gilt für mesophile Temperaturen, für thermophile Temperaturen müssen Sie mit 30 multiplizieren). Zu der erhaltenen Zahl müssen weitere 15-20% hinzugefügt werden - freier Platz zum Sammeln von Biogas unter der Kuppel. Sie kennen den Hauptparameter. Alle weiteren Kosten und Parameter des Systems hängen davon ab, welches Schema der Biogasanlage für die Umsetzung gewählt wird und wie Sie alles tun werden. Es ist durchaus möglich, mit improvisierten Materialien auszukommen, oder Sie können eine schlüsselfertige Installation bestellen. Fabrikentwicklungen kosten ab 1,5 Millionen Euro, Installationen aus den Kulibins werden günstiger.

Gesetzliche Registrierung

Die Installation muss mit dem SES, der Gasinspektion und der Feuerwehr abgestimmt werden. Du wirst brauchen:

Technologisches Schema der Installation.
Aufstellungsplan für Geräte und Komponenten mit Bezug auf die Anlage selbst, den Aufstellungsort der thermischen Einheit, die Lage von Rohrleitungen und Stromleitungen und den Anschluss der Pumpe. Blitzableiter und Zufahrtswege sollten auf dem Diagramm markiert werden.
Wenn das Gerät in Innenräumen aufgestellt werden soll, ist außerdem ein Lüftungsplan erforderlich, der einen mindestens achtfachen Austausch der gesamten Raumluft gewährleistet.

Wie Sie sehen, ist Bürokratie hier unverzichtbar.

Abschließend noch ein wenig zur Performance der Installation. Im Durchschnitt produziert eine Biogasanlage pro Tag eine Gasmenge, die doppelt so hoch ist wie das Nutzvolumen des Speichers. Das heißt, 40 m 3 Gülle ergeben 80 m 3 Gas pro Tag. Ungefähr 30% werden für die Sicherstellung des Prozesses selbst ausgegeben (Hauptausgabenposten ist das Heizen). Jene. Am Ausgang erhalten Sie 56 m 3 Biogas pro Tag. Um den Bedarf einer dreiköpfigen Familie zu decken und ein mittelgroßes Haus zu heizen, werden laut Statistik 10 m 3 benötigt. In der Nettobilanz haben Sie 46 m 3 pro Tag. Und das bei einer kleinen Installation.

Ergebnisse

Indem Sie etwas Geld in den Bau einer Biogasanlage (Do it yourself oder schlüsselfertig) investieren, decken Sie nicht nur Ihren eigenen Bedarf und Bedarf an Wärme und Gas, sondern können Gas auch gut verkaufen -Qualitätsdünger aus der Verarbeitung.

Biogas kann jeder selbst erzeugen. Hierfür sind keine besonderen Kenntnisse und besonderen Fähigkeiten im Bereich der erneuerbaren Energien erforderlich. Wenn jeder Mensch über die Welt um ihn herum nachdenkt, wird sich die Situation mit der Ökologie auf der Erde erheblich verbessern.

Güllegas ist Realität. Es kann tatsächlich aus Gülle gewonnen werden, die auf die eine oder andere Weise die Erde düngt. Aber man kann es in Umlauf bringen und echtes Gas bekommen.

Um zu Hause mit eigenen Händen Gas aus Gülle zu gewinnen, wird eine landwirtschaftliche Biogasanlage verwendet. Mit einer Fermenteranlage können Sie direkt auf dem Hof Erdgas gewinnen. So machen es viele Landwirte. Dafür müssen Sie keinen speziellen Kraftstoff kaufen. Genügend natürliche Rohstoffe.

Der Bioreaktor sollte 1 bis 8-10 Kubikmeter umfassen. Abfälle aus der privaten Produktion, Hühnermist. Die Produktion und Verarbeitung von Rohstoffen auf einem Gerät mit einem solchen Volumen kann mehr als 50 kg Gülle verarbeiten. Um eine Biogasanlage zu bauen, sollten Sie die Zeichnungen finden, nach denen die Ausrüstung hergestellt wird, und Sie benötigen auch ein Diagramm.

Der Betrieb der Anlage erfolgt in mehreren Stufen:

Mischen von Rohstoffen;

Heizung;

Isolierung von Biogas.

Mit einer selbstgebauten Installation können Sie in kürzester Zeit Gas aus Gülle gewinnen. Es kann unabhängig zusammengebaut werden und enthält Diagramme und Zeichnungen. Für den Wärmeerzeuger können Sie Kessel zum Erhitzen von Wasser wählen. Um Gas auf dem Gelände zu sammeln, benötigen Sie einen Gastank. Es sammelt und speichert Gas.

Denken Sie daran, dass Verunreinigungen und Ablagerungen im Tank von Zeit zu Zeit gereinigt werden sollten.

Mit einer Biogasanlage können Sie aus Gülle Gas gewinnen. Es kann von Hand gestaltet werden. Bestimmen Sie das Volumen der verarbeiteten Rohstoffe, wählen Sie einen geeigneten Behälter, in dem die Rohstoffe verarbeitet und gemischt werden - so entsteht mit Methan gesättigtes Gas in Biokraftstoff.

Biogas zu hause machen

Es gibt ein Klischee, dass Biogas nur in spezialisierten Industrien und landwirtschaftlichen Betrieben gewonnen werden kann. Dies ist jedoch nicht der Fall. Heute können Sie zu Hause Biogas erzeugen.

Biogas ist eine Ansammlung verschiedener Gase, die durch die Zersetzung organischer Stoffe entstehen. Es ist wichtig zu wissen, dass Biogas brennbar ist. Es entzündet sich leicht mit einer reinen Flamme.

Wir stellen die Vorteile einer Biogasanlage zu Hause fest:

Gewinnung von Biogas ohne teure Ausrüstung;
Mit Ihrem ;
Natürliche und freie Rohstoffe in Form von Gülle oder Pflanzen;
Für die Umwelt sorgen.

Eine Biogasanlage zu Hause zu haben, ist für den Besitzer eines Ferienhauses ein lukratives Geschäft. Für eine solche Installation wird ein kleiner Geldbetrag benötigt: zwei Fässer mit je 200 Litern, ein Fass mit 50 Litern, Abwasserrohre, ein Gasschlauch und ein Wasserhahn.

Wie Sie sehen können, müssen Sie nicht einmal zusätzliche Werkzeuge kaufen, um die Installation selbst durchzuführen. Fässer, Wasserhähne, Schläuche und Rohre sind fast immer auf dem Hof der Ferienhausbesitzer zu finden. Der Gasgenerator ist eine Sorge für die Umwelt und Ihre Möglichkeit, eine alternative Energie- und Kraftstoffquelle zu nutzen.

Warum braucht man eine Biogasanlage für die Landwirtschaft

Einige Landwirte, Sommerbewohner, Eigentümer von Privathäusern sehen keine Notwendigkeit, eine Biogasanlage zu bauen. Auf den ersten Blick schon. Aber wenn die Eigentümer dann alle Vorteile sehen, verschwindet die Frage nach der Notwendigkeit einer solchen Installation.

Der erste offensichtliche Grund, eine Biogasanlage auf einem Bauernhof zu bauen, ist, Strom und Heizung zu bekommen, wodurch Sie weniger für Strom bezahlen können.

Die Nutzung Ihrer Energie ist billiger, als für die Versorgung des Hofes zu bezahlen.

Ein weiterer Hauptgrund für die Notwendigkeit, eine Anlage zu erstellen, ist die Organisation eines vollständigen Kreislaufs der abfallfreien Produktion. Als Rohstoff für das Gerät verwenden wir Gülle oder Kot. Nach der Verarbeitung erhalten wir neues Gas.

Der dritte Grund für eine Biogasanlage ist die effiziente Verarbeitung und Umweltverträglichkeit.

3 Vorteile einer Biogasanlage:

Energie gewinnen, um den Familienbetrieb am Laufen zu halten;
Organisation des abgeschlossenen Zyklus;
Effiziente Nutzung von Rohstoffen.

Eine Installation auf einem landwirtschaftlichen Betrieb ist ein Indikator für Ihre Effizienz und Sorge um die Welt um Sie herum. Biogeneratoren sparen enorm viel Geld durch eine abfallfreie Produktion, eine effiziente Allokation von Ressourcen und Rohstoffen, aber auch Ihre vollständige Autarkie.

Eine Wärmepumpe lässt sich aus alten Haushaltsgeräten einfach mit den eigenen Händen zusammenbauen. Der gesamte Prozess wird im folgenden Artikel beschrieben:

Frage an eine effiziente Wirtschaft: Wie bekommt man Methan richtig?

Methan ist der Hauptbestandteil von Biogas. Biogas selbst ist ein Gemisch aus verschiedenen Gasen. Unter ihnen ist Methan das wichtigste.

Lassen Sie uns die Faktoren hervorheben, die die Produktion von Methan beeinflussen:

Umgebung;
Hochwertige Rohstoffe;
Die Häufigkeit des Mischens von Rohstoffen im Installationstank.

Mischen Sie die Rohstoffe im Behälter mit einer Mistgabel und mindestens einmal täglich, idealerweise sechsmal.

Die Produktion von Methan steht in direktem Zusammenhang mit der Produktion von Biogas. Je besser Sie den Prozess der Biogasgewinnung behandeln, desto besser erhalten Sie Biogas am Ausgang. Dazu müssen Sie nur hochwertige Rohstoffe verwenden, den Ort überwachen, an dem sich die Installation befindet, und den Inhalt des Tanks mischen. Dann erhalten Sie Methan richtig.

DIY-Biogasanlage (Video)

Es gibt immer mehr Befürworter, die Umwelt in ihrer ursprünglichen Form zu erhalten. Ohne Emissionen und Umweltbelastung. Biogasanlagen lösen dieses Problem. Darüber hinaus erhält der Eigentümer der Biogasanlage persönlich direkte geldwerte Vorteile aus deren Nutzung.

Der ständige Anstieg der Kosten traditioneller Energieträger drängt Heimwerker dazu, hausgemachte Geräte herzustellen, mit denen Sie mit Ihren eigenen Händen Biogas aus Abfällen gewinnen können. Mit diesem landwirtschaftlichen Ansatz ist es nicht nur möglich, billige Energie zum Heizen des Hauses und für andere Bedürfnisse zu erhalten, sondern auch den Prozess des Recyclings organischer Abfälle zu etablieren und kostenlose Düngemittel für die anschließende Anwendung auf dem Boden zu erhalten.

Der Überschuss an produziertem Biogas sowie Düngemittel kann zum Marktwert an interessierte Verbraucher verkauft werden, was zu Geld macht, was buchstäblich „unter den Füßen liegt“. Großbauern können es sich leisten, vorgefertigte Biogasanlagen zu kaufen. Die Kosten für solche Geräte sind ziemlich hoch. Die Rendite des Betriebs entspricht jedoch den getätigten Investitionen. Weniger leistungsstarke Anlagen, die nach dem gleichen Prinzip arbeiten, können aus verfügbaren Materialien und Teilen selbst zusammengebaut werden.

Was ist Biogas und wie wird es hergestellt?

Als Ergebnis der Biomasseverarbeitung wird Biogas gewonnen

Biogas wird als umweltfreundlicher Brennstoff eingestuft. Biogas ähnelt in seinen Eigenschaften in vielerlei Hinsicht dem industriell erzeugten Erdgas. Die Technologie der Biogaserzeugung kann wie folgt dargestellt werden:

in einem speziellen Behälter, der als Bioreaktor bezeichnet wird, findet der Prozess der Biomasseverarbeitung unter Beteiligung anaerober Bakterien unter Bedingungen der Airless-Fermentation für einen bestimmten Zeitraum statt, dessen Dauer von der Menge der geladenen Rohstoffe abhängt;
Als Ergebnis wird ein Gasgemisch freigesetzt, das zu 60% aus Methan, zu 35% aus Kohlendioxid und zu 5% aus anderen gasförmigen Substanzen besteht, darunter in geringer Menge Schwefelwasserstoff.
das entstehende Gas wird kontinuierlich aus dem Bioreaktor abgezogen und nach Reinigung seiner bestimmungsgemäßen Verwendung zugeführt;
Verarbeiteter Abfall, der zu hochwertigem Dünger geworden ist, wird periodisch aus dem Bioreaktor entfernt und auf die Felder gebracht.

Visuelles Diagramm des Biokraftstoff-Produktionsprozesses

Um eine kontinuierliche Produktion von Biogas zu Hause zu etablieren, muss man land- und viehwirtschaftliche Betriebe besitzen oder Zugang zu solchen haben. Es ist wirtschaftlich rentabel, sich an der Biogasproduktion zu beteiligen, wenn es eine Quelle für die kostenlose Lieferung von Gülle und anderen organischen tierischen Abfällen gibt.

Die Gasheizung ist nach wie vor die zuverlässigste Heizmethode. Im folgenden Material erfahren Sie mehr über die autonome Vergasung:

Arten von Bioreaktoren

Anlagen zur Erzeugung von Biogas unterscheiden sich in der Art der Beschickung mit Rohstoffen, der Sammlung des entstehenden Gases, der Platzierung des Reaktors relativ zur Erdoberfläche und dem Herstellungsmaterial. Beton, Ziegel und Stahl sind die am besten geeigneten Materialien für den Bau von Bioreaktoren.

Nach der Art der Beladung werden Bioanlagen unterschieden, in die eine bestimmte Portion Rohstoffe geladen wird, einen Verarbeitungskreislauf durchläuft und dann vollständig entladen wird. Die Gasproduktion in diesen Einheiten ist instabil, aber jede Art von Rohstoff kann in sie geladen werden. Sie sind in der Regel vertikal angeordnet und nehmen wenig Platz ein.

In das System des zweiten Typs wird täglich eine Portion organischer Abfälle geladen und eine dem Volumen entsprechende Portion fertig fermentierter Düngemittel entladen. Das Arbeitsgemisch verbleibt immer im Reaktor. Die sogenannte Durchlaufanlage produziert konstant mehr Biogas und ist bei Landwirten sehr beliebt. Grundsätzlich sind diese Reaktoren horizontal angeordnet und praktisch, wenn auf dem Gelände freier Platz vorhanden ist.

Die gewählte Art der Biogaserfassung bestimmt die konstruktiven Merkmale des Reaktors.

Ballonsysteme bestehen aus einem hitzebeständigen Zylinder aus Gummi oder Kunststoff, in dem ein Reaktor und ein Gasbehälter kombiniert sind. Die Vorteile dieses Reaktortyps sind die Einfachheit des Designs, das Be- und Entladen von Rohmaterialien, die einfache Reinigung und der Transport sowie die niedrigen Kosten. Zu den Nachteilen gehören eine kurze Lebensdauer von 2-5 Jahren und die Möglichkeit von Schäden durch äußere Einflüsse. Zu den Tankreaktoren gehören auch Kanalanlagen, die in Europa für die Behandlung von flüssigen Abfällen und Abwässern weit verbreitet sind. Ein solcher Gummideckel ist bei hohen Umgebungstemperaturen wirksam und es besteht keine Gefahr einer Beschädigung des Zylinders. Das Design mit festem Dom verfügt über einen vollständig geschlossenen Reaktor und einen Nachspeisetank für den Schlammaustrag. Das Gas sammelt sich im Dom, beim Laden der nächsten Portion des Rohmaterials wird die verarbeitete Masse in den Ausgleichsbehälter geschoben.
Floating-Dome-Biosysteme bestehen aus einem unterirdisch angeordneten monolithischen Bioreaktor und einem beweglichen Gastank, der in einer speziellen Wassertasche oder direkt im Einsatzmaterial schwimmt und unter Einwirkung von Gasdruck nach oben steigt. Der Vorteil einer schwimmenden Kuppel ist die einfache Bedienung und die Möglichkeit, den Gasdruck durch die Höhe der Kuppel zu bestimmen. Dies ist eine großartige Lösung für einen großen Betrieb.
Bei der Auswahl einer unterirdischen oder oberirdischen Installation muss die Neigung des Reliefs berücksichtigt werden, die das Be- und Entladen von Rohstoffen erleichtert, eine verbesserte Wärmedämmung unterirdischer Strukturen, die die Biomasse vor täglichen Temperaturschwankungen schützt und macht der Fermentationsprozess stabiler.

Das Design kann mit zusätzlichen Geräten zum Erhitzen und Mischen von Rohstoffen ausgestattet werden.

Ist es rentabel, einen Reaktor zu bauen und Biogas zu verwenden?

Der Bau einer Biogasanlage hat folgende Ziele:

Produktion billiger Energie;
Herstellung von leicht verdaulichen Düngemitteln;
Einsparungen beim Anschluss an teure Kanalisation;
Verarbeitung von Hausmüll;
möglicher Gewinn aus dem Gasverkauf;
Verringerung der Intensität unangenehmer Gerüche und Verbesserung der Umweltsituation im Gebiet.

Diagramm der Rentabilität der Produktion und Nutzung von Biogas

Um die Vorteile des Baus eines Bioreaktors zu beurteilen, sollte ein umsichtiger Eigentümer die folgenden Aspekte berücksichtigen:

die Kosten der Bioinstallation sind eine langfristige Investition;
selbstgebaute Biogasanlagen und die Installation eines Reaktors ohne die Einbeziehung von Spezialisten von Drittanbietern kosten viel weniger, aber seine Effizienz ist auch geringer als die einer teuren Fabrik;
Um einen stabilen Gasdruck aufrechtzuerhalten, muss der Landwirt ausreichend und über einen langen Zeitraum Zugang zu tierischen Abfällen haben. Bei hohen Strom- und Erdgaspreisen oder fehlender Vergasungsmöglichkeit wird die Nutzung der Anlage nicht nur rentabel, sondern auch notwendig;
für große landwirtschaftliche Betriebe mit eigener Rohstoffbasis wäre es eine rentable Lösung, einen Bioreaktor in das System von Gewächshäusern und Rinderfarmen einzubeziehen;
Bei kleinen landwirtschaftlichen Betrieben kann die Effizienz gesteigert werden, indem mehrere kleine Reaktoren installiert und die Rohstoffe in unterschiedlichen Intervallen geladen werden. Dies wird dazu beitragen, Unterbrechungen der Gasversorgung aufgrund von Rohstoffmangel zu vermeiden.

Wie man einen Bioreaktor selbst baut

Die Bauentscheidung ist gefallen, jetzt gilt es, die Anlage zu planen und die notwendigen Materialien, Werkzeuge und Geräte zu kalkulieren.

Wichtig! Beständigkeit gegenüber aggressiven sauren und alkalischen Medien ist die Hauptanforderung an das Bioreaktormaterial.

Wenn ein Metalltank vorhanden ist, kann dieser verwendet werden, sofern er mit einer Korrosionsschutzbeschichtung versehen ist. Achten Sie bei der Auswahl eines Behälters aus Metall auf das Vorhandensein von Schweißnähten und deren Festigkeit.

Eine dauerhafte und praktische Option - ein Polymerbehälter. Dieses Material verrottet oder rostet nicht. Ein Fass mit dicken starren Wänden oder verstärkt hält der Belastung perfekt stand.

Am billigsten ist es, einen Behälter aus Ziegeln oder Steinen, Betonblöcken, auszulegen. Zur Erhöhung der Festigkeit werden die Wände verstärkt und innen und außen mit einer mehrlagigen Imprägnierung und gasdichten Beschichtung beschichtet. Der Putz muss Zusätze enthalten, die die gewünschten Eigenschaften verleihen. Die beste Form, die allen Druckbelastungen standhält, ist oval oder zylindrisch.

An der Basis dieses Behälters ist eine Öffnung vorgesehen, durch die das Abfallmaterial entfernt wird. Dieses Loch muss dicht verschlossen werden, da das System nur unter abgedichteten Bedingungen effektiv arbeitet.

Berechnung der benötigten Werkzeuge und Materialien

Zum Auslegen eines Ziegelcontainers und zum Anordnen des gesamten Systems benötigen Sie folgende Werkzeuge und Materialien:

Behälter zum Mischen von Zementmörtel oder Betonmischer;
Bohrmaschine mit Mischdüse;
Schotter und Sand für die Vorrichtung eines Drainagekissens;
Schaufel, Maßband, Kelle, Spachtel;
Ziegel, Zement, Wasser, feiner Sand, Betonstahl, Weichmacher und andere notwendige Zusätze;
Schweißmaschinen und Befestigungselemente zur Montage von Metallrohren und -bauteilen;
Wasserfilter und ein Behälter mit Metallspänen zur Gasreinigung;
Reifenflaschen oder handelsübliche Propangasspeicher.

Die Größe eines Betontanks bestimmt sich nach der Menge an organischen Abfällen, die täglich in einem privaten Hof oder Bauernhof anfallen. Ein vollwertiger Betrieb des Bioreaktors ist möglich, wenn dieser zu zwei Dritteln des zur Verfügung stehenden Volumens gefüllt ist.

Lassen Sie uns das Volumen des Reaktors für einen kleinen privaten Bauernhof bestimmen: Wenn es 5 Kühe, 10 Schweine und 40 Hühner gibt, dann pro Tag ihres Lebens ein Wurf von 5 x 55 kg + 10 x 4,5 kg + 40 x 0,17 kg = 275 kg + 45 kg + 6,8 kg = 326,8 kg. Um Hühnermist auf den erforderlichen Feuchtigkeitsgehalt von 85 % zu bringen, fügen Sie 5 Liter Wasser hinzu. Gesamtgewicht = 331,8 kg. Für die Verarbeitung in 20 Tagen sind erforderlich: 331,8 kg x 20 \u003d 6636 kg - etwa 7 Würfel nur für das Substrat. Das sind zwei Drittel des benötigten Volumens. Um das Ergebnis zu erhalten, benötigen Sie 7x1,5 \u003d 10,5 Kubikmeter. Der resultierende Wert ist das benötigte Volumen des Bioreaktors.

Denken Sie daran, dass es nicht funktioniert, eine große Menge Biogas in kleinen Behältern zu produzieren. Die Leistung hängt direkt von der Masse des im Reaktor verarbeiteten organischen Abfalls ab. Um also 100 Kubikmeter Biogas zu gewinnen, müssen Sie eine Tonne organischen Abfalls verarbeiten.

Vorbereiten eines Standorts für ein Bioreaktorgerät

Die in den Reaktor geladene organische Mischung sollte keine Antiseptika, Detergenzien oder Chemikalien enthalten, die das Leben von Bakterien beeinträchtigen und die Biogasproduktion verlangsamen.

Wichtig! Biogas ist brennbar und explosiv.

Für den korrekten Betrieb des Bioreaktors müssen die gleichen Regeln wie für alle Gasinstallationen befolgt werden. Wenn die Ausrüstung luftdicht ist, wird Biogas rechtzeitig in den Gastank abgelassen, dann gibt es keine Probleme.

Wenn der Gasdruck die Norm überschreitet oder bei gebrochener Dichtheit vergiftet, besteht Explosionsgefahr, daher wird empfohlen, Temperatur- und Drucksensoren im Reaktor zu installieren. Auch das Einatmen von Biogas ist gesundheitsschädlich.

So stellen Sie die Biomasseaktivität sicher

Sie können den Fermentationsprozess von Biomasse beschleunigen, indem Sie sie erhitzen. In den südlichen Regionen tritt ein solches Problem in der Regel nicht auf. Die Umgebungstemperatur reicht für die natürliche Aktivierung von Fermentationsprozessen aus. In Regionen mit rauen klimatischen Bedingungen im Winter ist es ohne Heizung in der Regel nicht möglich, eine Biogasanlage zu betreiben. Schließlich beginnt der Fermentationsprozess bei einer Temperatur von über 38 Grad Celsius.

Es gibt mehrere Möglichkeiten, die Beheizung eines Biomassetanks zu organisieren:

schließen Sie eine unter dem Reaktor befindliche Spule an das Heizsystem an;
Installieren Sie elektrische Heizelemente am Boden des Tanks.
sorgen für eine direkte Beheizung des Tanks durch den Einsatz von Elektroheizungen.

Bakterien, die die Methanproduktion beeinflussen, schlummern im Rohstoff selbst. Ihre Aktivität nimmt ab einem bestimmten Temperaturniveau zu. Die Installation eines automatisierten Heizsystems stellt den normalen Ablauf des Prozesses sicher. Die Automatisierung schaltet die Heizausrüstung ein, wenn die nächste kalte Charge in den Bioreaktor eintritt, und schaltet sie dann aus, wenn sich die Biomasse auf ein vorbestimmtes Temperaturniveau erwärmt hat.

Ähnliche Temperaturregelsysteme sind in Warmwasserboilern installiert, sodass sie in Geschäften erworben werden können, die auf den Verkauf von Gasgeräten spezialisiert sind.

Das Diagramm zeigt den gesamten Kreislauf von der Verladung fester und flüssiger Rohstoffe bis zur Abfuhr des Biogases zu den Verbrauchern

Es ist wichtig zu beachten, dass Sie die Produktion von Biogas zu Hause aktivieren können, indem Sie die Biomasse im Reaktor mischen. Dazu wird ein Gerät hergestellt, das baulich einem Haushaltsmixer ähnelt. Die Vorrichtung kann durch eine Welle in Bewegung gesetzt werden, die durch ein Loch geführt wird, das sich im Deckel oder in den Wänden des Tanks befindet.

Welche besonderen Genehmigungen sind für die Installation und Nutzung von Biogas erforderlich?

Um einen Bioreaktor zu bauen und zu betreiben sowie das entstehende Gas zu nutzen, ist es notwendig, sich bereits in der Planungsphase um die Einholung der erforderlichen Genehmigungen zu kümmern. Die Koordinierung muss mit dem Gasdienst, der Feuerwehr und Rostekhnadzor bestanden werden. Im Allgemeinen ähneln die Regeln für die Installation und den Betrieb den Regeln für die Verwendung herkömmlicher Gasgeräte. Der Bau muss streng nach SNIPs erfolgen, alle Pipelines müssen gelb sein und die entsprechenden Markierungen aufweisen. Ab Werk gefertigte Fertiganlagen sind um ein Vielfaches teurer, verfügen aber über alle Begleitpapiere und erfüllen alle technischen Anforderungen. Hersteller geben Garantien für Geräte und Service und reparieren ihre Produkte.

Eine selbstgebaute Biogasanlage kann Energiekosten einsparen, die einen großen Anteil an der Bestimmung der Kosten landwirtschaftlicher Produkte einnehmen. Eine Senkung der Produktionskosten wirkt sich auf die Steigerung der Rentabilität eines landwirtschaftlichen Betriebs oder eines privaten Gehöfts aus. Jetzt, da Sie wissen, wie man Biogas aus vorhandenen Abfällen gewinnt, bleibt nur noch die Idee in die Praxis umzusetzen. Viele Landwirte haben längst gelernt, mit Gülle Geld zu verdienen.