Jak uzyskać biogaz z obornika: przegląd podstawowych zasad i konstrukcji zakładu produkcyjnego. Biogaz pozyskujemy własnymi rękami Biogaz z odpadów zwierzęcych

02.05.2020

Rosnące ceny energii skłaniają nas do zastanowienia się nad możliwością samowystarczalności. Jedną z opcji jest biogazownia. Za jego pomocą z obornika, ściółki i resztek roślinnych pozyskiwany jest biogaz, który po oczyszczeniu można wykorzystać do urządzeń gazowych (kuchenka, kocioł), przepompować do butli i wykorzystać jako paliwo do samochodów lub generatorów elektrycznych. Ogólnie rzecz biorąc, przetwarzanie obornika na biogaz może zaspokoić wszystkie potrzeby energetyczne domu lub gospodarstwa.

Budowa biogazowni to sposób na samodzielne dostarczanie surowców energetycznych

Ogólne zasady

Biogaz to produkt pozyskiwany z rozkładu materii organicznej. W procesie rozpadu/fermentacji uwalniane są gazy, zbierając je na potrzeby własnego gospodarstwa domowego. Sprzęt, w którym odbywa się ten proces, nazywany jest „biogazownią”.

Proces powstawania biogazu następuje dzięki żywotnej aktywności różnego rodzaju bakterii zawartych w samych odpadach. Aby jednak aktywnie „pracowały”, muszą stworzyć określone warunki: wilgotność i temperaturę. Aby je stworzyć, budowana jest biogazownia. Jest to zespół urządzeń, których podstawą jest bioreaktor, w którym następuje rozkład odpadów, któremu towarzyszy tworzenie się gazu.

Istnieją trzy sposoby przetwarzania obornika na biogaz:

Tryb psychofilny. Temperatura w biogazowni wynosi od +5°C do +20°C. W takich warunkach proces rozkładu przebiega powoli, powstaje dużo gazu, jego jakość jest niska.
Mezofilny. Urządzenie wchodzi w ten tryb w temperaturach od +30°C do +40°C. W tym przypadku bakterie mezofilne aktywnie się namnażają. W tym przypadku powstaje więcej gazu, proces przetwarzania zajmuje mniej czasu - od 10 do 20 dni.
Termofilny. Bakterie te namnażają się w temperaturach powyżej +50°C. Proces przebiega najszybciej (3-5 dni), wydajność gazu jest największa (w idealnych warunkach można uzyskać do 4,5 litra gazu z 1 kg dostawy). Większość tabel referencyjnych uzysku gazu z przerobu jest podana specjalnie dla tego trybu, dlatego przy korzystaniu z innych trybów warto dokonać korekty w dół.

Najtrudniejszą rzeczą w biogazowniach jest reżim termofilny. Wymaga to wysokiej jakości izolacji termicznej biogazowni, ogrzewania i systemu kontroli temperatury. Ale na wyjściu otrzymujemy maksymalną ilość biogazu. Kolejną cechą obróbki termofilnej jest brak możliwości przeładunku. Pozostałe dwa tryby – psychofilny i mezofilny – pozwalają codziennie dodawać świeżą porcję przygotowanych surowców. Natomiast w trybie termofilnym krótki czas przetwarzania umożliwia podział bioreaktora na strefy, w których przetwarzany będzie jego udział surowców o różnym czasie załadunku.

Schemat biogazowni

Podstawą biogazowni jest bioreaktor lub bunkier. Zachodzi w nim proces fermentacji, a powstały w nim gaz gromadzi się w nim. Znajduje się tu również bunkier załadunkowo-rozładunkowy, wytworzony gaz odprowadzany jest rurą wsuniętą w górną część. Dalej jest system rafinacji gazu – jego oczyszczenie i podniesienie ciśnienia w gazociągu do roboczego.

W przypadku reżimów mezofilnych i termofilnych wymagany jest również system ogrzewania bioreaktora, aby osiągnąć wymagane reżimy. W tym celu zwykle stosuje się kotły gazowe. Z niego system rurociągów trafia do bioreaktora. Zwykle są to rury polimerowe, ponieważ najlepiej znoszą przebywanie w agresywnym środowisku.

Inna biogazownia potrzebuje systemu do mieszania substancji. Podczas fermentacji na górze tworzy się twarda skorupa, ciężkie cząstki osadzają się. Wszystko to razem pogarsza proces tworzenia się gazu. Do utrzymania jednorodnego stanu przetwarzanej masy niezbędne są mieszadła. Mogą być mechaniczne lub nawet ręczne. Może być uruchamiany przez timer lub ręcznie. Wszystko zależy od sposobu wykonania biogazowni. Instalacja zautomatyzowanego systemu jest droższa, ale wymaga minimalnej uwagi podczas pracy.

Biogazownia według rodzaju lokalizacji może być:

Nad głową.
Częściowo zanurzony.
Pochowany.

Droższe do zainstalowania w ziemi - wymagana jest duża ilość prac ziemnych. Ale pracując w naszych warunkach są lepsze - łatwiej zorganizować izolację, mniejsze koszty ogrzewania.

Co można poddać recyklingowi

Biogazownia jest zasadniczo wszystkożerna – każda materia organiczna może być przetwarzana. Każdy obornik i mocz, resztki roślinne są odpowiednie. Detergenty, antybiotyki, chemikalia negatywnie wpływają na proces. Pożądane jest zminimalizowanie ich spożycia, ponieważ zabijają florę zaangażowaną w przetwarzanie.

Obornik bydlęcy uważany jest za idealny, ponieważ zawiera duże ilości mikroorganizmów. Jeśli w gospodarstwie nie ma krów, podczas załadunku bioreaktora wskazane jest dodanie części ściółki, aby zapełnić podłoże wymaganą mikroflorą. Resztki roślin są wstępnie kruszone, rozcieńczane wodą. W bioreaktorze miesza się surowce roślinne i ekskrementy. Takie „tankowanie” trwa dłużej, ale na wyjściu, przy odpowiednim trybie, mamy najwyższą wydajność produktu.

Określanie lokalizacji

Aby zminimalizować koszty organizacji procesu, warto zlokalizować biogazownię w pobliżu źródła odpadów - w pobliżu budynków, w których trzymane są ptaki lub zwierzęta. Pożądane jest opracowanie projektu tak, aby obciążenie odbywało się grawitacyjnie. Z obory lub chlewni można poprowadzić pod skarpą rurociąg, którym grawitacyjnie będzie spływać obornik do bunkra. To znacznie upraszcza zadanie konserwacji reaktora, a także czyszczenia obornika.

Najbardziej wskazane jest zlokalizowanie biogazowni tak, aby odpady z gospodarstwa mogły spływać grawitacyjnie

Zazwyczaj budynki ze zwierzętami znajdują się w pewnej odległości od budynku mieszkalnego. W związku z tym wytworzony gaz będzie musiał zostać przekazany konsumentom. Ale rozciągnięcie jednej rury gazowej jest tańsze i łatwiejsze niż zorganizowanie linii do transportu i załadunku obornika.

Bioreaktor

Na zbiornik do obróbki gnojowicy stawiane są dość rygorystyczne wymagania:

Wszystkie te wymagania dotyczące budowy biogazowni muszą być spełnione, ponieważ zapewniają bezpieczeństwo i stwarzają normalne warunki do przetwarzania obornika na biogaz.

Jakie materiały można wykonać

Odporność na agresywne środowiska jest głównym wymogiem dla materiałów, z których można wykonać pojemniki. Podłoże w bioreaktorze może być kwaśne lub zasadowe. W związku z tym materiał, z którego wykonany jest pojemnik, musi być dobrze tolerowany przez różne media.

Niewiele materiałów odpowiada na te prośby. Pierwszą rzeczą, która przychodzi na myśl, jest metal. Jest trwały, można z niego wykonać pojemnik o dowolnym kształcie. Dobre jest to, że możesz użyć gotowego pojemnika - jakiegoś starego czołgu. W takim przypadku budowa biogazowni zajmie bardzo mało czasu. Brak metalu polega na tym, że reaguje on z substancjami chemicznie aktywnymi i zaczyna się rozkładać. Aby zneutralizować ten minus, metal pokryty jest powłoką ochronną.

Doskonałą opcją jest pojemność bioreaktora polimerowego. Plastik jest chemicznie obojętny, nie gnije, nie rdzewieje. Tylko trzeba wybierać spośród takich materiałów, które wytrzymują zamrażanie i podgrzewanie do odpowiednio wysokich temperatur. Ściany reaktora powinny być grube, najlepiej wzmocnione włóknem szklanym. Takie pojemniki nie są tanie, ale starczają na długo.

Tańszą opcją jest biogazownia ze zbiornikiem wykonanym z cegieł, bloczków betonowych, kamienia. Aby mur mógł wytrzymać duże obciążenia, konieczne jest wzmocnienie muru (w każdym 3-5 rzędzie, w zależności od grubości i materiału ściany). Po zakończeniu procesu wznoszenia ścian, w celu zapewnienia szczelności wodo- i gazoszczelności, konieczna jest późniejsza wielowarstwowa obróbka ścian, zarówno wewnątrz jak i na zewnątrz. Ściany tynkowane są kompozycją cementowo-piaskową z dodatkami (dodatkami) zapewniającymi wymagane właściwości.

Rozmiar reaktora

Objętość reaktora zależy od wybranej temperatury przetwarzania obornika na biogaz. Najczęściej wybierany jest mezofilny - jest łatwiejszy w utrzymaniu i oznacza możliwość codziennego doładowywania reaktora. Produkcja biogazu po osiągnięciu normalnego trybu (około 2 dni) jest stabilna, bez pęknięć i spadków (przy stworzeniu normalnych warunków). W takim przypadku sensowne jest obliczenie objętości biogazowni w zależności od ilości obornika wytwarzanego w gospodarstwie dziennie. Wszystko można łatwo obliczyć na podstawie średnich danych.

Rozkład obornika w temperaturach mezofilnych trwa od 10 do 20 dni. W związku z tym objętość oblicza się, mnożąc przez 10 lub 20. Przy obliczaniu należy wziąć pod uwagę ilość wody niezbędną do doprowadzenia podłoża do stanu idealnego - jego wilgotność powinna wynosić 85-90%. Znaleziona objętość zwiększa się o 50%, ponieważ maksymalne obciążenie nie powinno przekraczać 2/3 objętości zbiornika - gaz powinien gromadzić się pod sufitem.

Na przykład w gospodarstwie jest 5 krów, 10 świń i 40 kurczaków. W rzeczywistości powstaje 5 * 55 kg + 10 * 4,5 kg + 40 * 0,17 kg = 275 kg + 45 kg + 6,8 kg = 326,8 kg. Aby obornik miał wilgotność 85%, należy dodać nieco więcej niż 5 litrów wody (to kolejne 5 kg). Całkowita masa to 331,8 kg. Do przetwarzania w ciągu 20 dni konieczne jest: 331,8 kg * 20 \u003d 6636 kg - około 7 kostek tylko na podłoże. Znalezioną liczbę mnożymy przez 1,5 (wzrost o 50%), otrzymujemy 10,5 metra sześciennego. Będzie to obliczona wartość objętości reaktora biogazowni.

Włazy załadunkowe i rozładunkowe prowadzą bezpośrednio do zbiornika bioreaktora. Aby podłoże było równomiernie rozłożone na całej powierzchni, wykonuje się je na przeciwległych końcach pojemnika.

Przy zakopanej metodzie instalacji biogazowni rury załadunkowe i rozładunkowe zbliżają się do korpusu pod ostrym kątem. Ponadto dolny koniec rury powinien znajdować się poniżej poziomu cieczy w reaktorze. Zapobiega to przedostawaniu się powietrza do pojemnika. Ponadto na rurach są zainstalowane zawory obrotowe lub odcinające, które są zamknięte w normalnej pozycji. Są otwarte tylko do załadunku lub rozładunku.

Ponieważ obornik może zawierać duże fragmenty (elementy ściółki, łodygi trawy itp.), rury o małej średnicy często się zapychają. Dlatego do załadunku i rozładunku muszą mieć średnicę 20-30 cm, należy je zamontować przed rozpoczęciem prac przy izolacji biogazowni, ale po zamontowaniu kontenera na miejscu.

Najwygodniejszym trybem pracy biogazowni jest regularny załadunek i rozładunek substratu. Tę operację można wykonywać raz dziennie lub raz na dwa dni. Obornik i inne składniki są wstępnie gromadzone w zbiorniku magazynowym, gdzie są doprowadzane do wymaganego stanu – są kruszone, w razie potrzeby nawilżane i mieszane. Dla wygody ten pojemnik może mieć mieszadło mechaniczne. Przygotowane podłoże wlewa się do włazu odbiorczego. W przypadku umieszczenia pojemnika odbiorczego na słońcu, podłoże zostanie wstępnie podgrzane, co obniży koszty utrzymania wymaganej temperatury.

Pożądane jest obliczenie głębokości instalacji leja odbiorczego, aby odpady spływały do niego grawitacyjnie. To samo dotyczy rozładunku do bioreaktora. Najlepiej jeśli przygotowane podłoże porusza się grawitacyjnie. A amortyzator zablokuje go podczas przygotowywania.

Aby zapewnić szczelność biogazowni, włazy w leju przyjęciowym oraz w strefie rozładunku muszą posiadać gumową uszczelkę uszczelniającą. Im mniej powietrza w zbiorniku, tym czystszy będzie gaz na wylocie.

Odbiór i utylizacja biogazu

Usuwanie biogazu z reaktora odbywa się rurą, której jeden koniec znajduje się pod daszkiem, a drugi jest zwykle opuszczany do syfonu. Jest to zbiornik z wodą, do którego odprowadzany jest powstały biogaz. W uszczelnieniu wodnym znajduje się druga rura - znajduje się nad poziomem cieczy. Wychodzi z niego bardziej czysty biogaz. Na wylocie ich bioreaktora zainstalowany jest zawór odcinający gaz. Najlepszą opcją jest piłka.

Jakie materiały można zastosować do systemu przesyłowego gazu? Rury metalowe ocynkowane oraz rury gazowe z HDPE lub PPR. Muszą zapewnić szczelność, szwy i połączenia sprawdzane są mydłem. Cały rurociąg składa się z rur i kształtek o tej samej średnicy. Bez skurczów i rozszerzeń.

Oczyszczanie zanieczyszczeń

Przybliżony skład powstałego biogazu przedstawia się następująco:

metan - do 60%;
dwutlenek węgla - 35%;
inne substancje gazowe (w tym siarkowodór, który nadaje gazowi nieprzyjemny zapach) - 5%.

Aby biogaz nie miał zapachu i dobrze się palił, konieczne jest usunięcie z niego dwutlenku węgla, siarkowodoru i pary wodnej. Dwutlenek węgla jest usuwany w uszczelnieniu wodnym po dodaniu wapna gaszonego na dole instalacji. Taką zakładkę trzeba będzie okresowo zmieniać (ponieważ gaz zacznie się gorzej palić, czas to zmienić).

Odwodnienie gazu można przeprowadzić na dwa sposoby - wykonując uszczelnienia hydrauliczne w gazociągu - wprowadzając odcinki zakrzywione pod uszczelnienia hydrauliczne do rury, w której będzie gromadził się kondensat. Wadą tej metody jest konieczność regularnego opróżniania syfonu – przy dużej ilości zebranej wody może blokować przepływ gazu.

Drugim sposobem jest umieszczenie filtra z żelem krzemionkowym. Zasada działania jest taka sama jak w uszczelnieniu wodnym – gaz jest podawany do żelu krzemionkowego, wysuszonego spod osłony. Przy tej metodzie suszenia biogazu żel krzemionkowy musi być okresowo suszony. Aby to zrobić, należy go przez jakiś czas rozgrzać w kuchence mikrofalowej. Nagrzewa się, wilgoć odparowuje. Możesz zasnąć i użyć ponownie.

Do usuwania siarkowodoru stosuje się filtr wypełniony wiórami metalowymi. Do pojemnika można załadować stare metalowe myjki. Oczyszczanie przebiega dokładnie w ten sam sposób: gaz dostarczany jest do dolnej części pojemnika wypełnionego metalem. Przechodząc jest oczyszczany z siarkowodoru, zbiera się w górnej wolnej części filtra, skąd jest odprowadzany inną rurą/wężem.

Uchwyt na gaz i kompresor

Oczyszczony biogaz trafia do zbiornika magazynowego - zbiornika gazu. Może to być zapieczętowana plastikowa torba, plastikowy pojemnik. Podstawowym warunkiem jest gazoszczelność, kształt i materiał nie mają znaczenia. Biogaz jest przechowywany w zbiorniku gazu. Z niego za pomocą sprężarki gaz pod określonym ciśnieniem (ustawionym przez sprężarkę) jest już dostarczany do konsumenta - do kuchenki gazowej lub kotła. Gaz ten można również wykorzystać do wytwarzania energii elektrycznej za pomocą generatora.

Aby wytworzyć stabilne ciśnienie w układzie za sprężarką, pożądane jest zainstalowanie odbiornika - małego urządzenia do wyrównywania skoków ciśnienia.

Urządzenia mieszające

Aby biogazownia działała normalnie, konieczne jest regularne mieszanie cieczy w bioreaktorze. Ten prosty proces rozwiązuje wiele problemów:

miesza świeżą porcję ładunku z kolonią bakterii;
promuje uwalnianie produkowanego gazu;
wyrównuje temperaturę cieczy, z wyłączeniem cieplejszych i zimniejszych obszarów;
utrzymuje jednorodność podłoża, zapobiegając osiadaniu lub nawarstwianiu niektórych składników.

Zazwyczaj mała, domowej roboty biogazownia ma mechaniczne mieszadła napędzane siłą mięśni. W systemach o dużej objętości mieszadła mogą być napędzane silnikami włączanymi przez zegar.

Drugim sposobem jest zmieszanie cieczy poprzez przepuszczenie przez nią części wytworzonego gazu. W tym celu po opuszczeniu metazbiornika zakłada się trójnik i część gazu wlewa się do dolnej części reaktora, gdzie wychodzi przez rurkę z otworami. Ta część gazu nie może być uznana za zużycie, ponieważ nadal trafia do systemu i w rezultacie trafia do zbiornika gazu.

Trzecią metodą mieszania jest przepompowanie substratu z dolnej części za pomocą pomp kałowych, wylewanie go od góry. Wadą tej metody jest zależność od dostępności energii elektrycznej.

System grzewczy i izolacja termiczna

Bez podgrzewania przetworzonej gnojowicy rozmnażają się bakterie psychofilne. Proces przetwarzania w tym przypadku potrwa od 30 dni, a uzysk gazu będzie niewielki. Latem, w obecności izolacji termicznej i podgrzania ładunku, można osiągnąć temperatury do 40 stopni, kiedy zaczyna się rozwój bakterii mezofilnych, ale zimą taka instalacja jest praktycznie niesprawna - procesy są bardzo powolne. W temperaturach poniżej +5°C praktycznie zamarzają.

Co podgrzać i gdzie postawić

W celu uzyskania najlepszych wyników stosuje się ciepło. Najbardziej racjonalne jest podgrzewanie wody z kotła. Kocioł może działać na energię elektryczną, paliwo stałe lub płynne, może być również zasilany wytworzonym biogazem. Maksymalna temperatura, do której należy podgrzać wodę to +60°C. Cieplejsze rury mogą powodować przyleganie cząstek do powierzchni, co skutkuje zmniejszoną wydajnością ogrzewania.

Można również zastosować ogrzewanie bezpośrednie - wstawić grzałki, ale po pierwsze trudno jest zorganizować mieszanie, a po drugie podłoże przyklei się do powierzchni, zmniejszając przenoszenie ciepła, elementy grzejne szybko się wypali

Biogazownię można ogrzewać za pomocą standardowych promienników grzewczych, po prostu rurki skręcone w wężownicę, spawane registry. Lepiej jest używać rur polimerowych - metalowo-plastikowych lub polipropylenowych. Odpowiednie są również rury faliste ze stali nierdzewnej, które są łatwiejsze do układania, zwłaszcza w cylindrycznych pionowych bioreaktorach, ale pofałdowana powierzchnia powoduje gromadzenie się osadów, co nie jest zbyt dobre dla wymiany ciepła.

Aby ograniczyć możliwość osadzania się cząstek na elementach grzejnych umieszcza się je w strefie mieszadła. Tylko w tym przypadku konieczne jest zaprojektowanie wszystkiego tak, aby mikser nie dotykał rur. Często wydaje się, że lepiej umieścić grzałki od dołu, ale praktyka pokazała, że ze względu na osad na dnie takie ogrzewanie jest nieefektywne. Dlatego bardziej racjonalne jest umieszczenie grzejników na ścianach metazbiornika biogazowni.

Metody podgrzewania wody

W zależności od umiejscowienia rur ogrzewanie może być zewnętrzne lub wewnętrzne. Ogrzewanie znajdujące się w pomieszczeniu jest wydajne, ale naprawa i konserwacja grzejników jest niemożliwa bez wyłączenia i wypompowania systemu. Dlatego szczególną uwagę przywiązuje się do doboru materiałów i jakości połączeń.

Ogrzewanie zwiększa wydajność biogazowni i skraca czas przetwarzania surowców

Gdy grzejniki znajdują się na zewnątrz, potrzeba więcej ciepła (koszt ogrzewania zawartości biogazowni jest znacznie wyższy), ponieważ dużo ciepła zużywa się na ogrzewanie ścian. Ale system jest zawsze dostępny do naprawy, a ogrzewanie jest bardziej równomierne, ponieważ medium jest ogrzewane ze ścian. Dodatkowym plusem tego rozwiązania jest to, że mieszadła nie mogą uszkodzić systemu grzewczego.

Jak ocieplić

Na dnie wykopu najpierw wylewa się wyrównującą warstwę piasku, a następnie warstwę termoizolacyjną. Może to być glina zmieszana ze słomą i keramzytem, żużlem. Wszystkie te składniki można mieszać, można je wylewać w osobnych warstwach. Są wypoziomowane w horyzoncie, zainstalowana jest moc biogazowni.

Boki bioreaktora można ocieplić nowoczesnymi materiałami lub klasycznymi, staromodnymi metodami. Ze staromodnych metod - powlekanie gliną i słomą. Jest nakładany w kilku warstwach.

Z nowoczesnych materiałów można użyć ekstrudowanej pianki polistyrenowej o dużej gęstości, bloczków z betonu komórkowego o małej gęstości. Najbardziej zaawansowana technologicznie jest w tym przypadku pianka poliuretanowa (PPU), ale usługi jej aplikacji nie są tanie. Okazuje się jednak, że bezszwowa izolacja termiczna minimalizuje koszty ogrzewania. Jest jeszcze jeden materiał termoizolacyjny - szkło piankowe. W płytach jest bardzo drogi, ale jego bitwa lub miękisz kosztuje sporo, a pod względem właściwości jest prawie idealny: nie wchłania wilgoci, nie boi się zamarzania, dobrze toleruje obciążenia statyczne i ma niską przewodność cieplną .

Jednym z zadań do rozwiązania w rolnictwie jest utylizacja obornika i odpadów roślinnych. A to dość poważny problem, który wymaga ciągłej uwagi. Recykling wymaga nie tylko czasu i wysiłku, ale także przyzwoitej ilości. Obecnie istnieje co najmniej jeden sposób na przekształcenie tego bólu głowy w źródło dochodu: przetwarzanie obornika w biogaz. Technologia oparta jest na naturalnym procesie rozkładu obornika i resztek roślinnych pod wpływem zawartych w nich bakterii. Całe zadanie polega na stworzeniu specjalnych warunków do najpełniejszego rozkładu. Warunki te to brak dostępu tlenu i optymalna temperatura (40-50 o C).

Każdy wie, jak najczęściej utylizuje się obornik: gromadzony, a następnie po fermentacji wywożony na pola. W tym przypadku powstały gaz jest uwalniany do atmosfery, a 40% azotu zawartego w pierwotnej substancji i większość fosforu również tam leci. Otrzymany nawóz jest daleki od ideału.

Do uzyskania biogazu niezbędne jest, aby proces rozkładu odchodów odbywał się bez dostępu tlenu, w zamkniętej objętości. W tym przypadku w produkcie resztkowym pozostaje zarówno azot, jak i fosfor, a gaz gromadzi się w górnej części zbiornika, skąd można go łatwo wypompować. Uzyskuje się dwa źródła zysku: gaz bezpośrednio i efektywny nawóz. Ponadto nawóz jest najwyższej jakości i jest bezpieczny w 99%: większość patogenów i jaj helmintów ginie, nasiona chwastów zawarte w oborniku tracą zdolność kiełkowania. Istnieją nawet linie do pakowania tej pozostałości.

Drugim warunkiem procesu przetwarzania obornika na biogaz jest utrzymanie optymalnej temperatury. Bakterie zawarte w biomasie są nieaktywne w niskich temperaturach. Zaczynają działać w temperaturze otoczenia +30 o C. Ponadto w oborniku zawarte są dwa rodzaje bakterii:

Najbardziej wydajne są rośliny ciepłolubne o temperaturze od +43 o C do +52 o C: obornik jest w nich przetwarzany przez 3 dni, z 1 litra powierzchni użytkowej bioreaktora uzyskuje się do 4,5 litra biogazu (jest to maksymalna wydajność) . Jednak utrzymanie temperatury +50 o C wymaga znacznych kosztów energii, co nie jest opłacalne w każdym klimacie. Dlatego coraz częściej biogazownie pracują w temperaturach mezofilnych. W tym przypadku czas przetwarzania może wynosić 12-30 dni, wydajność to około 2 litry biogazu na 1 litr objętości bioreaktora.

Skład gazu zmienia się w zależności od surowca i warunków przetwarzania, ale w przybliżeniu jest następujący: metan - 50-70%, dwutlenek węgla - 30-50%, a także zawiera niewielką ilość siarkowodoru (mniej niż 1% ) oraz bardzo małą ilość związków amoniaku, wodoru i azotu. W zależności od konstrukcji instalacji biogaz może zawierać znaczną ilość pary wodnej, co będzie wymagało odwodnienia (w przeciwnym razie po prostu się nie spali). Jak wygląda instalacja przemysłowa pokazano na filmie.

Można powiedzieć, że cała wytwórnia gazu. Ale w przypadku prywatnego dziedzińca lub małej farmy takie tomy są bezużyteczne. Najprostsza biogazownia jest łatwa do wykonania własnymi rękami. Ale pytanie brzmi: „Gdzie dalej wysyłać biogaz?” Wartość opałowa powstałego gazu wynosi od 5340 kcal/m3 do 6230 kcal/m3 (6,21 – 7,24 kWh/m3). Dzięki temu może być doprowadzony do kotła gazowego do wytwarzania ciepła (ogrzewanie i ciepła woda) lub do elektrociepłowni, kuchenki gazowej itp. W ten sposób Vladimir Rashin, projektant biogazowni, wykorzystuje obornik ze swojej fermy przepiórek.

Okazuje się, że mając przynajmniej trochę mniej lub bardziej przyzwoitej ilości żywca i drobiu możesz w pełni zaspokoić potrzeby swojego gospodarstwa domowego w zakresie ogrzewania, gazu i energii elektrycznej. A jeśli montujesz instalacje gazowe w samochodach, to paliwo dla floty. Biorąc pod uwagę, że udział energii w kosztach produkcji wynosi 70-80%, można tylko zaoszczędzić na bioreaktorze, a potem zarobić dużo pieniędzy. Poniżej zrzut ekranu z rachunku ekonomicznego opłacalności biogazowni dla małego gospodarstwa (stan na wrzesień 2014). Gospodarki nie można nazwać małą, ale na pewno też nie jest duża. Przepraszamy za terminologię - to styl autora.

Jest to przybliżony podział wymaganych kosztów i możliwych dochodów.Schematy samodzielnie wykonanych biogazowni

Schematy samodzielnie wykonanych biogazowni

Najprostszym schematem biogazowni jest szczelny pojemnik - bioreaktor, do którego wlewa się przygotowaną zawiesinę. W związku z tym znajduje się właz do załadunku obornika i właz do rozładunku przetworzonych surowców.

Najprostszy schemat biogazowni bez „dzwonków i gwizdków”

Pojemnik nie jest całkowicie wypełniony podłożem: 10-15% objętości musi pozostać wolne, aby zebrać gaz. W pokrywę zbiornika wbudowana jest rura gazowa. Ponieważ powstały gaz zawiera dość dużą ilość pary wodnej, nie spali się w tej formie. Dlatego konieczne jest przepuszczenie go przez syfon w celu drenażu. W tym prostym urządzeniu większość pary wodnej ulegnie kondensacji, a gaz będzie już dobrze się palił. Następnie pożądane jest oczyszczenie gazu z niepalnego siarkowodoru i dopiero wtedy można go podać do pojemnika na gaz - pojemnika do zbierania gazu. A stamtąd można już hodować konsumentów: podawać je do kotła lub kuchenki gazowej. Jak zrobić filtry do biogazowni własnymi rękami, zobacz wideo.

Na powierzchni znajdują się duże instalacje przemysłowe. I to w zasadzie zrozumiałe - ilość prac ziemnych jest zbyt duża. Ale w małych gospodarstwach miska bunkra jest zakopana w ziemi. To po pierwsze pozwala obniżyć koszty utrzymania wymaganej temperatury, a po drugie na prywatnym dziedzińcu jest już wystarczająco dużo urządzeń.

Kontener można zabrać gotowy lub wykonany z cegły, betonu itp. w wykopanym dole. Ale w tym przypadku będziesz musiał zadbać o szczelność i niedrożność powietrza: proces jest beztlenowy - bez dostępu powietrza, dlatego konieczne jest stworzenie warstwy nieprzepuszczającej tlenu. Konstrukcja okazuje się wielowarstwowa, a wykonanie takiego bunkra jest procesem długotrwałym i kosztownym. Dlatego taniej i łatwiej zakopać gotowy pojemnik. Wcześniej były to koniecznie beczki metalowe, często ze stali nierdzewnej. Dziś, wraz z pojawieniem się na rynku pojemników z PVC, możesz z nich korzystać. Są neutralne chemicznie, mają niską przewodność cieplną, długą żywotność i są kilkakrotnie tańsze od stali nierdzewnej.

Jednak opisana powyżej biogazownia będzie miała niską wydajność. Aby aktywować proces przetwarzania, konieczne jest aktywne mieszanie masy w leju. W przeciwnym razie na powierzchni lub w grubości podłoża tworzy się skorupa, która spowalnia proces rozkładu, a na wylocie uzyskuje się mniej gazu. Mieszanie odbywa się w dowolny dostępny sposób. Na przykład, jak pokazano na filmie. W takim przypadku można wykonać dowolny napęd.

Istnieje inny sposób mieszania warstw, ale niemechaniczny - barbitacja: gaz wytworzony pod ciśnieniem jest podawany do dolnej części zbiornika gnojowicy. Podnosząc się, pęcherzyki gazu rozerwą skorupę. Ponieważ dostarczany jest ten sam biogaz, nie nastąpią żadne zmiany w warunkach przetwarzania. Również tego gazu nie można uznać za wydatek - ponownie wpadnie do zbiornika gazu.

Jak wspomniano powyżej, dla dobrej wydajności wymagane są wysokie temperatury. Aby nie wydawać zbyt dużo pieniędzy na utrzymanie tej temperatury, należy zadbać o izolację. Jaki rodzaj izolatora ciepła wybrać, to oczywiście Twoja firma, ale dziś najbardziej optymalnym jest styropian. Nie boi się wody, jest odporny na grzyby i gryzonie, ma długą żywotność i doskonałe właściwości termoizolacyjne.

Kształt bioreaktora może być różny, ale najczęściej jest cylindryczny. Nie jest idealny ze względu na złożoność mieszania podłoża, ale jest stosowany częściej, ponieważ ludzie zgromadzili duże doświadczenie w budowaniu takich pojemników. A jeśli taki cylinder jest przedzielony przegrodą, to mogą służyć jako dwa oddzielne zbiorniki, w których proces jest przesunięty w czasie. Jednocześnie w przegrodę można wbudować element grzejny, rozwiązując w ten sposób problem utrzymania temperatury w dwóch komorach jednocześnie.

W najprostszej wersji biogazownie domowej roboty to prostokątny dół, którego ściany są wykonane z betonu, a dla szczelności pokryto warstwą włókna szklanego i żywicy poliestrowej. Ten pojemnik jest dostarczany z pokrywką. Jest niezwykle niewygodny w eksploatacji: trudno jest zrealizować podgrzewanie, mieszanie i usuwanie przefermentowanej masy, niemożliwe jest osiągnięcie pełnego przetworzenia i wysokiej wydajności.

Nieco lepiej sytuacja wygląda w przypadku wykopowych zakładów przetwarzania biogazu na obornik. Posiadają ścięte krawędzie, co ułatwia załadunek świeżego obornika. Jeśli sprawisz, że dno będzie nachylone, to sfermentowana masa będzie poruszała się grawitacyjnie w jednym kierunku i łatwiej będzie ją wybrać. W takich instalacjach konieczne jest zapewnienie izolacji termicznej nie tylko ścian, ale także osłon. Taka biogazownia własnymi rękami jest łatwa do wdrożenia. Ale nie można osiągnąć pełnego przetwarzania i maksymalnej ilości zawartego w nim gazu. Nawet po podgrzaniu.

Podstawowe kwestie techniczne zostały rozwiązane i teraz znasz kilka sposobów na budowę biogazowni nawozowych. Pozostałe niuanse technologiczne.

Co można poddać recyklingowi i jak osiągnąć dobre wyniki

W oborniku każdego zwierzęcia znajdują się organizmy niezbędne do jego przetworzenia. Odkryto, że w procesie fermentacji i produkcji gazu bierze udział ponad tysiąc różnych mikroorganizmów. Najważniejszą rolę odgrywają metanotwórczynie. Uważa się również, że wszystkie te mikroorganizmy występują w optymalnych proporcjach w oborniku bydlęcym. W każdym razie przy przetwarzaniu tego typu odpadów w połączeniu z masą roślin, uwalniana jest największa ilość biogazu. W tabeli przedstawiono uśrednione dane dla najczęstszych rodzajów odpadów rolniczych. Należy pamiętać, że taką ilość gazu można uzyskać w idealnych warunkach.

Dla dobrej produktywności konieczne jest utrzymanie określonej wilgotności podłoża: 85-90%. Ale należy używać wody, która nie zawiera obcych chemikaliów. Rozpuszczalniki, antybiotyki, detergenty itp. negatywnie wpływają na procesy. Również dla normalnego przebiegu procesu gnojowica nie powinna zawierać dużych fragmentów. Maksymalny rozmiar fragmentów: 1*2 cm, mniejsze są lepsze. Dlatego jeśli planujesz dodać składniki ziołowe, musisz je zmielić.

Dla normalnej obróbki w podłożu ważne jest utrzymanie optymalnego poziomu pH: w granicach 6,7-7,6. Zwykle pożywka ma normalną kwasowość i tylko sporadycznie bakterie tworzące kwas rozwijają się szybciej niż bakterie tworzące metan. Wtedy środowisko staje się kwaśne, spada produkcja gazu. Aby osiągnąć optymalną wartość, do podłoża dodaje się zwykłe wapno lub sodę.

Teraz trochę o czasie potrzebnym na przetworzenie obornika. Generalnie czas zależy od stworzonych warunków, ale pierwszy gaz może zacząć płynąć już trzeciego dnia po rozpoczęciu fermentacji. Najbardziej aktywne tworzenie gazu występuje podczas rozkładu obornika o 30-33%. Aby móc nawigować w czasie załóżmy, że po dwóch tygodniach podłoże rozkłada się o 20-25%. Oznacza to, że optymalne przetwarzanie powinno trwać miesiąc. W tym przypadku nawóz jest najwyższej jakości.

Obliczanie objętości bunkra do przerobu

W przypadku małych gospodarstw optymalnym ustawieniem jest działanie ciągłe – wtedy świeży obornik dostarczany jest codziennie w małych porcjach i usuwany w tych samych porcjach. Aby proces nie został zakłócony, udział dobowego obciążenia nie powinien przekraczać 5% przerabianej objętości.

Domowe instalacje do przetwarzania obornika na biogaz nie są szczytem doskonałości, ale są dość skuteczne

Na tej podstawie można łatwo określić wymaganą pojemność zbiornika dla domowej biogazowni. Należy pomnożyć dzienną ilość obornika z gospodarstwa (już rozcieńczonego o wilgotności 85-90%) przez 20 (dotyczy to temperatur mezofilnych, dla temperatur termofilnych trzeba będzie pomnożyć przez 30). Do uzyskanej liczby należy doliczyć jeszcze 15-20% - wolne miejsce na zbieranie biogazu pod kopułą. Znasz główny parametr. Wszystkie dalsze koszty i parametry systemu zależą od tego, jaki schemat biogazowni zostanie wybrany do realizacji i jak wszystko zrobisz. Jest całkiem możliwe, aby poradzić sobie z improwizowanymi materiałami lub możesz zamówić instalację pod klucz. Rozbudowa fabryki będzie kosztować od 1,5 miliona euro, instalacje z Kulibins będą tańsze.

Rejestracja prawna

Instalacja będzie musiała być skoordynowana z SES, inspekcją gazową i strażakami. Będziesz potrzebować:

Schemat technologiczny instalacji.
Plan rozmieszczenia urządzeń i komponentów w odniesieniu do samej instalacji, miejsca instalacji zespołu cieplnego, lokalizacji rurociągów i linii energetycznych oraz podłączenia pompy. Na schemacie należy zaznaczyć piorunochron i drogi dojazdowe.
Jeżeli jednostka ma być umieszczona w pomieszczeniu, wymagany będzie również plan wentylacji, który zapewni co najmniej osiem wymian całkowitego powietrza w pomieszczeniu.

Jak widać, biurokracja jest tutaj niezbędna.

Na koniec trochę o wykonaniu instalacji. Przeciętnie biogazownia wytwarza dziennie ilość gazu, która jest dwukrotnie większa niż użyteczna objętość zbiornika. Oznacza to, że 40 m 3 gnojowicy da 80 m 3 gazu dziennie. Około 30% zostanie wydane na zapewnienie samego procesu (główną pozycją kosztów jest ogrzewanie). Tych. na wyjściu otrzymasz 56 m 3 biogazu dziennie. Aby pokryć potrzeby trzyosobowej rodziny i ogrzać średniej wielkości dom, według statystyk potrzeba 10 m 3 . W bilansie netto masz 46 m 3 dziennie. I to przy małej instalacji.

Wyniki

Inwestując trochę pieniędzy w budowę biogazowni (zrób to sam lub pod klucz), nie tylko zaspokoisz własne potrzeby i zapotrzebowanie na ciepło i gaz, ale również będziesz mógł sprzedawać gaz, a także wysokie -jakościowe nawozy powstałe w wyniku przetwórstwa.

Każdy może sam wytworzyć biogaz. Nie wymaga to specjalnej wiedzy i specjalnych umiejętności w zakresie odnawialnych źródeł energii. Jeśli każdy człowiek pomyśli o otaczającym go świecie, sytuacja z ekologią na Ziemi znacznie się poprawi.

Gaz obornikowy to rzeczywistość. Rzeczywiście można go uzyskać z obornika, który w taki czy inny sposób użyźnia ziemię. Ale możesz wprowadzić go do obiegu i uzyskać prawdziwy gaz.

Aby uzyskać gaz z obornika własnymi rękami w domu, stosuje się biogazownię rolniczą. Gaz ziemny można wydobyć za pomocą komory fermentacyjnej bezpośrednio w gospodarstwie. Tak robi to wielu rolników. W tym celu nie musisz kupować specjalnego paliwa. Wystarczająco dużo naturalnych surowców.

Bioreaktor powinien zawierać od 1 do 8-10 metrów sześciennych. odpady produkcji prywatnej, odchody kurze. Produkcja i przetwarzanie surowców na urządzeniu o takiej objętości będzie w stanie przetworzyć ponad 50 kg obornika. Aby wykonać biogazownię, należy znaleźć rysunki, według których wykonany jest sprzęt, a także potrzebny jest schemat.

Eksploatacja instalacji odbywa się w kilku etapach:

Mieszanie surowców;

Ogrzewanie;

Izolacja biogazu.

Domowa instalacja pozwoli w krótkim czasie uzyskać gaz z obornika. Może być montowany niezależnie, mając schematy i rysunki. Do generatora ciepła można wybrać kotły do podgrzewania wody. Do odbioru gazu na miejscu potrzebny jest zbiornik gazu. Zbiera i przechowuje gaz.

Pamiętaj, że zanieczyszczenia i gruz w zbiorniku należy od czasu do czasu wyczyścić.

Gaz z obornika można pozyskać za pomocą biogazowni. Można go zaprojektować ręcznie. Określ ilość przerabianych surowców, wybierz odpowiedni pojemnik, w którym surowce będą przetwarzane i mieszane – tak zachodzi produkcja gazu nasyconego metanem w biopaliwie.

Wytwarzanie biogazu w domu

Istnieje stereotyp, że biogaz można pozyskać tylko w wyspecjalizowanych branżach i gospodarstwach rolnych. Jednak tak nie jest. Dzisiaj możesz zrobić biogaz w domu.

Biogaz to zbiór różnych gazów, które powstają w wyniku rozkładu materii organicznej. Warto wiedzieć, że biogaz jest palny. Łatwo się zapala czystym płomieniem.

Zwracamy uwagę na zalety biogazowni w domu:

Pozyskiwanie biogazu bez drogiego sprzętu;
Korzystając z ;
Naturalne i darmowe surowce w postaci obornika lub roślin;
Dbanie o środowisko.

Posiadanie biogazowni w domu to opłacalny biznes dla właściciela domku letniskowego. Do wykonania takiej instalacji potrzebne są niewielkie środki: dwie beczki po 200 litrów każda, beczka 50 litrów, rury kanalizacyjne, wąż gazowy i kran.

Jak widać, aby samodzielnie wykonać instalację, nie trzeba nawet kupować dodatkowych narzędzi. Beczki, kran, węże i rury prawie zawsze można znaleźć na farmie właścicieli domków. Generator gazu to troska o środowisko, a także możliwość skorzystania z alternatywnego źródła energii i paliwa.

Dlaczego potrzebujesz biogazowni do rolnictwa?

Niektórzy rolnicy, mieszkańcy lata, właściciele prywatnych domów nie widzą potrzeby budowy biogazowni. Na pierwszy rzut oka tak. Ale wtedy, gdy właściciele widzą wszystkie korzyści, znika kwestia potrzeby takiej instalacji.

Pierwszym oczywistym powodem budowy biogazowni w gospodarstwie rolnym jest uzyskanie energii elektrycznej, ogrzewania, co pozwoli płacić mniej za prąd.

Korzystanie z energii jest tańsze niż płacenie za jej dostawę do gospodarstwa.

Innym głównym powodem konieczności stworzenia instalacji jest organizacja pełnego cyklu produkcji bezodpadowej. Jako surowiec do urządzenia wykorzystujemy obornik lub odchody. Po przetworzeniu otrzymujemy nowy gaz.

Trzecim powodem przemawiającym za biogazownią jest wydajne przetwarzanie i wpływ na środowisko.

3 zalety biogazowni:

Zdobywanie energii na utrzymanie rodzinnego gospodarstwa;
Organizacja zakończonego cyklu;
Efektywne wykorzystanie surowców.

Posiadanie instalacji na farmie jest wyznacznikiem Twojej efektywności i troski o otaczający Cię świat. Biogeneratory oszczędzają ogromne pieniądze, czyniąc produkcję bezodpadową, wydajną alokacją zasobów i surowców, ale także pełną samowystarczalnością.

Pompę ciepła można łatwo zmontować własnymi rękami ze starego sprzętu domowego. Cały proces opisuje poniższy artykuł:

Pytanie o wydajną gospodarkę: jak prawidłowo pozyskiwać metan

Głównym składnikiem biogazu jest metan. Sam biogaz jest mieszaniną różnych gazów. Wśród nich najważniejszy jest metan.

Podkreślmy czynniki, które wpływają na produkcję metanu:

Środowisko;
Surowce wysokiej jakości;
Częstotliwość mieszania surowców w zbiorniku instalacyjnym.

Wymieszaj surowce w pojemniku widłami i przynajmniej raz dziennie, najlepiej sześć razy.

Produkcja metanu jest bezpośrednio związana z produkcją biogazu. Im lepiej potraktujesz proces pozyskiwania biogazu, tym lepiej uzyskasz biogaz na wyjściu. Aby to zrobić, musisz używać tylko wysokiej jakości surowców, monitorować miejsce, w którym znajduje się instalacja, i mieszać zawartość zbiornika. Wtedy otrzymasz poprawnie metan.

Biogazownia DIY (wideo)

Zwolenników zachowania środowiska w jego pierwotnej formie jest coraz więcej. Bez emisji i zanieczyszczenia środowiska. Biogazownie rozwiązują ten problem. Ponadto właściciel biogazowni osobiście otrzymuje bezpośrednie korzyści pieniężne z jej użytkowania.

Ciągły wzrost kosztów tradycyjnych nośników energii zmusza rzemieślników domowych do tworzenia domowych urządzeń, które pozwalają własnymi rękami pozyskać biogaz z odpadów. Dzięki takiemu podejściu do rolnictwa możliwe jest nie tylko pozyskanie taniej energii do ogrzewania domu i innych potrzeb, ale także ustalenie procesu recyklingu odpadów organicznych i otrzymanie darmowych nawozów do późniejszego zastosowania do gleby.

Nadwyżkę wyprodukowanego biogazu, a także nawozów można sprzedać zainteresowanym konsumentom po wartości rynkowej, zamieniając w pieniądze to, co dosłownie „leży pod stopami”. Wielcy rolnicy mogą sobie pozwolić na zakup prefabrykowanych biogazowni. Koszt takiego sprzętu jest dość wysoki. Jednak zwrot z jego działalności odpowiada dokonanym inwestycjom. Instalacje o mniejszej mocy działające na tej samej zasadzie mogą być montowane samodzielnie z dostępnych materiałów i części.

Co to jest biogaz i jak jest produkowany?

W wyniku przetwarzania biomasy powstaje biogaz

Biogaz zaliczany jest do paliw przyjaznych środowisku. Biog pod wieloma względami przypomina gaz ziemny produkowany na skalę przemysłową. Technologię produkcji biogazu można przedstawić w następujący sposób:

w specjalnym zbiorniku zwanym bioreaktorem proces przetwarzania biomasy odbywa się przy udziale bakterii beztlenowych w warunkach fermentacji bezpowietrznej przez określony czas, którego czas trwania zależy od objętości załadowanego surowca;
w rezultacie uwalniana jest mieszanina gazów, składająca się z 60% metanu, 35% dwutlenku węgla, 5% innych substancji gazowych, wśród których w niewielkiej ilości znajduje się siarkowodór;
powstały gaz jest stale odprowadzany z bioreaktora i po oczyszczeniu jest kierowany do zamierzonego wykorzystania;
przetworzone odpady, które stały się wysokiej jakości nawozem, są okresowo usuwane z bioreaktora i wywożone na pola.

Wizualny schemat procesu produkcji biopaliwa

Aby rozpocząć ciągłą produkcję biogazu w domu, trzeba posiadać lub mieć dostęp do przedsiębiorstw rolnych i hodowlanych. Zaangażowanie się w produkcję biogazu jest opłacalne ekonomicznie tylko wtedy, gdy istnieje źródło bezpłatnych dostaw obornika i innych organicznych odpadów zwierzęcych.

Ogrzewanie gazowe jest nadal najbardziej niezawodną metodą ogrzewania. Możesz dowiedzieć się więcej o autonomicznym zgazowaniu w następującym materiale:

Rodzaje bioreaktorów

Instalacje do produkcji biogazu różnią się rodzajem załadunku surowców, odbiorem powstającego gazu, ustawieniem reaktora względem powierzchni ziemi oraz materiałem produkcyjnym. Beton, cegła i stal to najbardziej odpowiednie materiały do budowy bioreaktorów.

W zależności od rodzaju załadunku wyróżnia się bioinstalacje, do których ładowana jest dana porcja surowców i przechodzi przez cykl przerobu, a następnie jest całkowicie rozładowywana. Produkcja gazu w tych jednostkach jest niestabilna, ale można do nich załadować dowolny surowiec. Z reguły mają układ pionowy i zajmują mało miejsca.

Do systemu drugiego rodzaju codziennie ładowana jest porcja odpadów organicznych i rozładowywana jest równa jej objętości porcja gotowych przefermentowanych nawozów. Mieszanina robocza zawsze pozostaje w reaktorze. Tak zwana instalacja ciągłego załadunku stale produkuje więcej biogazu i jest bardzo popularna wśród rolników. Zasadniczo te reaktory są umieszczone poziomo i są wygodne, jeśli na miejscu jest wolna przestrzeń.

Wybrany rodzaj odbioru biogazu determinuje cechy konstrukcyjne reaktora.

Systemy balonów składają się z żaroodpornego cylindra z gumy lub tworzywa sztucznego, w którym połączony jest reaktor i zbiornik gazu. Zaletami tego typu reaktorów są prostota konstrukcji, załadunku i rozładunku surowców, łatwość czyszczenia i transportu oraz niski koszt. Wady obejmują krótką żywotność, 2-5 lat, możliwość uszkodzenia w wyniku wpływów zewnętrznych. Reaktory zbiornikowe obejmują również instalacje typu kanałowego, które są szeroko stosowane w Europie do przetwarzania odpadów płynnych i ścieków. Taka gumowa nakładka jest skuteczna w wysokich temperaturach otoczenia i nie ma ryzyka uszkodzenia butli. Konstrukcja kopuły stałej ma całkowicie zamknięty reaktor i zbiornik uzupełniający do odprowadzania gnojowicy. Gaz gromadzi się w kopule, podczas ładowania kolejnej porcji surowca przetworzona masa jest wpychana do zbiornika wyrównawczego.
Biosystemy z pływającą kopułą składają się z monolitycznego bioreaktora umieszczonego pod ziemią oraz ruchomego zbiornika gazu, który unosi się w specjalnej kieszeni wodnej lub bezpośrednio w surowcu i unosi się pod wpływem ciśnienia gazu. Zaletą kopuły pływającej jest łatwość obsługi oraz możliwość określenia ciśnienia gazu na podstawie wysokości kopuły. To świetne rozwiązanie dla dużego gospodarstwa.
Przy wyborze instalacji podziemnej lub naziemnej należy wziąć pod uwagę spadek rzeźby terenu, co ułatwia załadunek i rozładunek surowców, podwyższoną izolację termiczną konstrukcji podziemnych, co chroni biomasę przed dobowymi wahaniami temperatury i sprawia, że proces fermentacji jest bardziej stabilny.

Konstrukcja może być wyposażona w dodatkowe urządzenia do podgrzewania i mieszania surowców.

Czy opłaca się zrobić reaktor i używać biogazu?

Budowa biogazowni ma następujące cele:

produkcja taniej energii;
produkcja nawozów łatwostrawnych;
oszczędności na podłączeniu do drogiej kanalizacji;
przetwarzanie odpadów domowych;
możliwy zysk ze sprzedaży gazu;
zmniejszenie intensywności nieprzyjemnych zapachów i poprawa sytuacji środowiskowej na terenie.

Wykres opłacalności produkcji i wykorzystania biogazu

Aby ocenić korzyści płynące z budowy bioreaktora, rozważny właściciel powinien wziąć pod uwagę następujące aspekty:

koszt bioinstalacji to inwestycja długoterminowa;
domowy sprzęt do biogazu i instalacja reaktora bez udziału zewnętrznych specjalistów będą kosztować znacznie mniej, ale jego wydajność jest również niższa niż drogiego fabrycznego;
aby utrzymać stabilne ciśnienie gazu, rolnik musi mieć dostęp do odchodów zwierzęcych w wystarczającej ilości i przez długi czas. W przypadku wysokich cen energii elektrycznej i gazu ziemnego lub braku możliwości zgazowania, użytkowanie instalacji staje się nie tylko opłacalne, ale i konieczne;
dla dużych gospodarstw posiadających własną bazę surowcową opłacalnym rozwiązaniem byłoby włączenie bioreaktora w system szklarni i hodowli bydła;
w przypadku małych gospodarstw wydajność można zwiększyć, instalując kilka małych reaktorów i ładując surowce w różnych odstępach czasu. Pomoże to uniknąć przerw w dostawach gazu z powodu braku surowca.

Jak samemu zbudować bioreaktor

Decyzja o budowie zapadła, teraz trzeba zaprojektować instalację i obliczyć niezbędne materiały, narzędzia i sprzęt.

Ważny! Odporność na agresywne media kwaśne i zasadowe jest głównym wymogiem dla materiału bioreaktora.

Jeśli dostępny jest zbiornik metalowy, można go używać pod warunkiem, że posiada powłokę zabezpieczającą przed korozją. Wybierając pojemnik wykonany z metalu, zwróć uwagę na obecność spawów i ich wytrzymałość.

Trwała i wygodna opcja - pojemnik polimerowy. Ten materiał nie gnije ani nie rdzewieje. Lufa o grubych sztywnych ściankach lub wzmocniona doskonale wytrzyma obciążenie.

Najtańszym sposobem jest ułożenie pojemnika z cegły lub kamienia, bloczków betonowych. Aby zwiększyć wytrzymałość, ściany są wzmocnione i pokryte od wewnątrz i na zewnątrz wielowarstwową powłoką hydroizolacyjną i gazoszczelną. Tynk musi zawierać dodatki zapewniające pożądane właściwości. Najlepszy kształt, który wytrzyma wszystkie obciążenia nacisku, to owalny lub cylindryczny.

W podstawie tego pojemnika znajduje się otwór, przez który usuwany będzie materiał odpadowy. Otwór ten musi być szczelnie zamknięty, ponieważ system działa skutecznie tylko w warunkach szczelnych.

Obliczanie niezbędnych narzędzi i materiałów

Do ułożenia pojemnika na cegły i ułożenia całego systemu potrzebne będą następujące narzędzia i materiały:

pojemnik do mieszania zaprawy cementowej lub betoniarki;
wiertarka z dyszą mieszającą;
kruszony kamień i piasek do urządzenia poduszki drenażowej;
łopata, taśma miernicza, kielnia, szpatułka;
cegła, cement, woda, drobny piasek, pręt zbrojeniowy, plastyfikator i inne niezbędne dodatki;
spawarka i elementy złączne do montażu metalowych rur i komponentów;
filtr do wody i pojemnik z wiórami metalowymi do oczyszczania gazu;
butle do opon lub standardowe zbiorniki na propan.

Wielkość zbiornika betonowego określa się na podstawie ilości odpadów organicznych, które codziennie pojawiają się na prywatnym dziedzińcu lub w gospodarstwie rolnym. Pełnoprawna praca bioreaktora jest możliwa, jeśli jest napełniony do dwóch trzecich dostępnej objętości.

Ustalmy objętość reaktora dla małej prywatnej farmy: jeśli jest 5 krów, 10 świń i 40 kurcząt, to na dzień ich życia miot 5 x 55 kg + 10 x 4,5 kg + 40 x 0,17 kg = 275 kg + 45 kg + 6,8 kg = 326,8 kg. Aby doprowadzić obornik do wymaganej wilgotności 85%, dodaj 5 litrów wody. Waga całkowita = 331,8 kg. Do przetwarzania w ciągu 20 dni konieczne jest: 331,8 kg x 20 \u003d 6636 kg - około 7 kostek tylko na podłoże. To dwie trzecie wymaganej objętości. Aby uzyskać wynik, potrzebujesz 7x1,5 \u003d 10,5 metra sześciennego. Wynikowa wartość to wymagana objętość bioreaktora.

Pamiętaj, że nie da się wyprodukować dużej ilości biogazu w małych pojemnikach. Wydajność zależy bezpośrednio od masy odpadów organicznych przetwarzanych w reaktorze. Tak więc, aby uzyskać 100 metrów sześciennych biogazu, trzeba przetworzyć tonę odpadów organicznych.

Przygotowanie miejsca pod urządzenie bioreaktora

Mieszanka organiczna załadowana do reaktora nie powinna zawierać środków antyseptycznych, detergentów, chemikaliów szkodliwych dla życia bakterii i spowalniających produkcję biogazu.

Ważny! Biogaz jest łatwopalny i wybuchowy.

Do prawidłowej pracy bioreaktora niezbędne jest przestrzeganie tych samych zasad, co w przypadku wszelkich instalacji gazowych. Jeśli sprzęt jest hermetyczny, biogaz jest odprowadzany do zbiornika gazu w odpowiednim czasie, to nie będzie problemów.

Jeśli ciśnienie gazu przekroczy normę lub zatruje w przypadku zerwania szczelności istnieje ryzyko wybuchu, dlatego zaleca się zamontowanie w reaktorze czujników temperatury i ciśnienia. Wdychanie biogazu jest również niebezpieczne dla zdrowia ludzkiego.

Jak zapewnić aktywność biomasy

Proces fermentacji biomasy można przyspieszyć poprzez jej podgrzanie. Z reguły w regionach południowych taki problem nie występuje. Temperatura otoczenia wystarcza do naturalnej aktywacji procesów fermentacyjnych. W regionach o surowych warunkach klimatycznych w zimie, bez ogrzewania, generalnie nie jest możliwa eksploatacja biogazowni. W końcu proces fermentacji zaczyna się w temperaturze przekraczającej 38 stopni Celsjusza.

Istnieje kilka sposobów na zorganizowanie ogrzewania zbiornika na biomasę:

podłączyć cewkę znajdującą się pod reaktorem do systemu grzewczego;
zainstalować elektryczne elementy grzejne u podstawy zbiornika;
zapewnić bezpośrednie ogrzewanie zbiornika za pomocą grzałek elektrycznych.

W samym surowcu drzemią bakterie, które wpływają na produkcję metanu. Ich aktywność wzrasta przy pewnym poziomie temperatury. Zainstalowanie zautomatyzowanego systemu grzewczego zapewni normalny przebieg procesu. Automatyzacja włączy urządzenia grzewcze, gdy kolejna zimna wsad wejdzie do bioreaktora, a następnie wyłączy, gdy biomasa nagrzeje się do określonego poziomu temperatury.

Podobne systemy kontroli temperatury są instalowane w kotłach na gorącą wodę, dzięki czemu można je kupić w sklepach specjalizujących się w sprzedaży sprzętu gazowego.

Schemat przedstawia cały cykl, począwszy od załadunku surowców stałych i ciekłych, a skończywszy na wydaniu biogazu do odbiorców

Ważne jest, aby pamiętać, że możesz aktywować produkcję biogazu w domu, mieszając biomasę w reaktorze. W tym celu wykonuje się urządzenie, które jest strukturalnie podobne do domowego miksera. Urządzenie można wprawić w ruch za pomocą wału, który wyprowadzany jest przez otwór znajdujący się w pokrywie lub ścianach zbiornika.

Jakie specjalne pozwolenia są wymagane na instalację i użytkowanie biogazu

W celu budowy i eksploatacji bioreaktora, a także wykorzystania powstającego gazu należy zadbać o uzyskanie niezbędnych pozwoleń na etapie projektowania. Należy uzgodnić ze służbą gazową, strażakami i Rostekhnadzorem. Ogólnie zasady instalacji i eksploatacji są podobne do zasad korzystania z konwencjonalnych urządzeń gazowych. Budowa musi być prowadzona ściśle według SNIP, wszystkie rurociągi muszą być żółte i posiadać odpowiednie oznaczenia. Gotowe systemy produkowane w fabryce są wielokrotnie droższe, ale posiadają wszystkie dokumenty towarzyszące i spełniają wszelkie wymagania techniczne. Producenci udzielają gwarancji na sprzęt i serwis oraz naprawiają swoje produkty.

Własna biogazownia może zaoszczędzić na kosztach energii, które mają duży udział w określaniu kosztów produktów rolnych. Spadek kosztów produkcji wpłynie na wzrost dochodowości gospodarstwa rolnego lub prywatnego gospodarstwa rolnego. Teraz, kiedy już wiesz, jak pozyskać biogaz z istniejących odpadów, pozostaje tylko wprowadzić pomysł w życie. Wielu rolników już dawno nauczyło się zarabiać na oborniku.