การผลิตและการคำนวณก๊าซชีวภาพ ก๊าซชีวภาพ เทคโนโลยีการผลิต พืชที่ปล่อยก๊าซชีวภาพได้ดีกว่า
งานหนึ่งที่ต้องแก้ไขในการเกษตรคือการกำจัดมูลสัตว์และของเสียจากพืช และนี่เป็นปัญหาที่ค่อนข้างร้ายแรงที่ต้องให้ความสนใจอย่างต่อเนื่อง การรีไซเคิลไม่เพียงใช้เวลาและความพยายามเท่านั้น แต่ยังต้องใช้ในปริมาณที่เหมาะสมด้วย วันนี้มีอย่างน้อยวิธีหนึ่งที่จะเปลี่ยนอาการปวดหัวนี้เป็นรายการรายได้: การแปรรูปมูลสัตว์ให้เป็นก๊าซชีวภาพ เทคโนโลยีนี้ใช้กระบวนการทางธรรมชาติของการสลายตัวของมูลสัตว์และเศษซากพืชอันเนื่องมาจากแบคทีเรียที่มีอยู่ในนั้น งานทั้งหมดคือการสร้างเงื่อนไขพิเศษสำหรับการสลายตัวที่สมบูรณ์ที่สุด เงื่อนไขเหล่านี้คือการขาดออกซิเจนและอุณหภูมิที่เหมาะสม (40-50 o C)
ทุกคนรู้ดีว่าปุ๋ยคอกถูกกำจัดอย่างไร: กองรวมกันแล้วนำออกไปที่ทุ่งหลังจากการหมัก ในกรณีนี้ ก๊าซที่เกิดขึ้นจะถูกปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศ และ 40% ของไนโตรเจนที่มีอยู่ในสารดั้งเดิมและฟอสฟอรัสส่วนใหญ่ก็บินอยู่ที่นั่นด้วย ปุ๋ยที่ได้นั้นยังห่างไกลจากความสมบูรณ์แบบ
เพื่อให้ได้ก๊าซชีวภาพ จำเป็นต้องมีกระบวนการย่อยสลายมูลสัตว์โดยไม่ใช้ออกซิเจนในปริมาตรที่ปิด ในกรณีนี้ ทั้งไนโตรเจนและฟอสฟอรัสยังคงอยู่ในผลิตภัณฑ์ที่เหลือ และก๊าซจะสะสมอยู่ที่ส่วนบนของถังจากตำแหน่งที่สามารถสูบออกได้ง่าย ได้แหล่งกำไรสองแหล่ง: ก๊าซโดยตรงและปุ๋ยที่มีประสิทธิภาพ ยิ่งไปกว่านั้น ปุ๋ยยังมีคุณภาพสูงสุดและปลอดภัย 99%: เชื้อโรคและไข่พยาธิส่วนใหญ่ตาย เมล็ดวัชพืชที่ใส่ปุ๋ยจะสูญเสียความสามารถในการงอก มีแม้กระทั่งเส้นสำหรับบรรจุสารตกค้างนี้
ข้อกำหนดเบื้องต้นประการที่สองสำหรับกระบวนการแปรรูปมูลสัตว์ให้เป็นก๊าซชีวภาพคือการรักษาอุณหภูมิที่เหมาะสม แบคทีเรียที่มีอยู่ในชีวมวลจะไม่ทำงานที่อุณหภูมิต่ำ พวกเขาเริ่มทำปฏิกิริยาที่อุณหภูมิแวดล้อม +30 o C นอกจากนี้ยังมีแบคทีเรียสองประเภทในมูลสัตว์:
การติดตั้งเทอร์โมฟิลิกที่มีอุณหภูมิตั้งแต่ +43 o C ถึง +52 o C นั้นมีประสิทธิภาพมากที่สุด: ปุ๋ยจะถูกประมวลผลเป็นเวลา 3 วัน มากถึง 4.5 ลิตรของก๊าซชีวภาพได้มาจากพื้นที่ที่มีประโยชน์ของเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพ 1 ลิตร (นี่คือผลผลิตสูงสุด) . แต่การรักษาอุณหภูมิให้อยู่ที่ +50 o C นั้นต้องใช้ต้นทุนพลังงานจำนวนมาก ซึ่งไม่สามารถทำกำไรได้ในทุกสภาพอากาศ ดังนั้นบ่อยครั้งที่โรงงานก๊าซชีวภาพทำงานที่อุณหภูมิ mesophilic ในกรณีนี้ ระยะเวลาในการดำเนินการคือ 12-30 วัน โดยได้ผลผลิตก๊าซชีวภาพประมาณ 2 ลิตรต่อปริมาตรเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพ 1 ลิตร
องค์ประกอบของก๊าซจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับวัตถุดิบและสภาวะการแปรรูป แต่โดยประมาณจะเป็นดังนี้: มีเทน - 50-70%, คาร์บอนไดออกไซด์ - 30-50% และยังมีไฮโดรเจนซัลไฟด์จำนวนเล็กน้อย (น้อยกว่า 1% ) และสารประกอบแอมโมเนีย ไฮโดรเจน และไนโตรเจนในปริมาณที่น้อยมาก ขึ้นอยู่กับการออกแบบของโรงงาน ก๊าซชีวภาพอาจมีไอน้ำจำนวนมาก ซึ่งจะต้องมีการคายน้ำ (ไม่เช่นนั้นมันจะไม่เผาไหม้) ลักษณะของการติดตั้งทางอุตสาหกรรมจะแสดงให้เห็นในวิดีโอ
อาจกล่าวได้ว่าโรงงานผลิตก๊าซทั้งหมด แต่สำหรับลานส่วนตัวหรือฟาร์มขนาดเล็ก ปริมาณดังกล่าวไม่มีประโยชน์ โรงงานผลิตก๊าซชีวภาพที่ง่ายที่สุดทำได้ง่ายด้วยมือของคุณเอง แต่คำถามคือ “จะส่งก๊าซชีวภาพไปที่ใดต่อไป” ค่าความร้อนของก๊าซที่ได้คือตั้งแต่ 5340 kcal / m3 ถึง 6230 kcal / m3 (6.21 - 7.24 kWh / m3) ดังนั้นจึงสามารถจ่ายให้กับหม้อต้มก๊าซเพื่อสร้างความร้อน (ทำความร้อนและน้ำร้อน) หรือให้กับโรงงานผลิตไฟฟ้า เตาแก๊ส เป็นต้น นี่คือวิธีที่ Vladimir Rashin ผู้ออกแบบโรงงานผลิตก๊าซชีวภาพใช้ปุ๋ยคอกจากฟาร์มนกกระทาของเขา
ปรากฎว่าการมีปศุสัตว์และสัตว์ปีกในปริมาณที่พอเหมาะพอควรเป็นอย่างน้อย คุณก็สามารถตอบสนองความต้องการของฟาร์มของคุณได้อย่างเต็มที่ทั้งในด้านความร้อน ก๊าซ และไฟฟ้า และถ้าคุณติดตั้งระบบแก๊สในรถยนต์ แสดงว่าเป็นเชื้อเพลิงสำหรับยานพาหนะ เนื่องจากส่วนแบ่งของพลังงานในต้นทุนการผลิตอยู่ที่ 70-80% คุณสามารถประหยัดได้เฉพาะเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพแล้วสร้างรายได้เป็นจำนวนมาก ด้านล่างนี้คือภาพหน้าจอของการคำนวณทางเศรษฐกิจของความสามารถในการทำกำไรของโรงงานผลิตก๊าซชีวภาพสำหรับฟาร์มขนาดเล็ก (ข้อมูล ณ เดือนกันยายน 2014) คุณไม่สามารถเรียกเศรษฐกิจว่าเล็กได้ แต่ก็ไม่ได้ใหญ่โตเช่นกัน ขออภัยสำหรับคำศัพท์ - นี่คือสไตล์ของผู้เขียน
นี่คือรายละเอียดโดยประมาณของค่าใช้จ่ายที่จำเป็นและรายได้ที่เป็นไปได้
แบบแผนของโรงผลิตก๊าซชีวภาพที่ผลิตเอง
รูปแบบที่ง่ายที่สุดของโรงงานผลิตก๊าซชีวภาพคือภาชนะที่ปิดสนิท - เครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพซึ่งเทสารละลายที่เตรียมไว้ ดังนั้นจึงมีช่องสำหรับขนถ่ายมูลสัตว์และช่องสำหรับขนถ่ายวัตถุดิบแปรรูป
โครงการที่ง่ายที่สุดของโรงงานก๊าซชีวภาพที่ไม่มี "เสียงระฆังและนกหวีด"
ภาชนะไม่ได้เติมสารตั้งต้นจนหมด: 10-15% ของปริมาตรต้องยังคงว่างเพื่อเก็บก๊าซ มีท่อแก๊สอยู่ภายในฝาถัง เนื่องจากก๊าซที่เกิดขึ้นมีไอน้ำค่อนข้างมาก จึงไม่เกิดการเผาไหม้ในรูปแบบนี้ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องผ่านผนึกน้ำเพื่อระบายน้ำ ในอุปกรณ์ง่ายๆ นี้ ไอน้ำส่วนใหญ่จะควบแน่น และก๊าซจะเผาไหม้ได้ดี เป็นที่พึงปรารถนาในการทำให้ก๊าซบริสุทธิ์จากไฮโดรเจนซัลไฟด์ที่ไม่ติดไฟ และจากนั้นจึงจะสามารถป้อนเข้าไปในที่ใส่ก๊าซ - ภาชนะสำหรับเก็บก๊าซ และจากนั้นก็เป็นไปได้ที่จะแพร่พันธุ์สู่ผู้บริโภค: ป้อนลงในหม้อไอน้ำหรือเตาแก๊ส วิธีทำตัวกรองสำหรับโรงงานก๊าซชีวภาพด้วยมือของคุณเองดูวิดีโอ
การติดตั้งอุตสาหกรรมขนาดใหญ่วางอยู่บนพื้นผิว โดยหลักการแล้วสิ่งนี้สามารถเข้าใจได้ - ปริมาณงานที่ดินมากเกินไป แต่ในฟาร์มขนาดเล็กชามบังเกอร์ถูกฝังอยู่ในดิน ประการแรกนี้ช่วยให้คุณลดต้นทุนในการรักษาอุณหภูมิที่ต้องการและประการที่สองในลานส่วนตัวมีอุปกรณ์เพียงพอแล้ว
สามารถนำภาชนะสำเร็จรูปหรือทำจากอิฐคอนกรีต ฯลฯ ในหลุมที่ขุดได้ แต่ในกรณีนี้ คุณจะต้องดูแลความหนาแน่นของอากาศและสิ่งกีดขวาง: กระบวนการนี้เป็นแบบไม่ใช้ออกซิเจน - ไม่มีอากาศเข้า ดังนั้นจึงจำเป็นต้องสร้างชั้นที่ออกซิเจนผ่านไม่ได้ การก่อสร้างกลายเป็นหลายชั้นและการผลิตบังเกอร์ดังกล่าวเป็นกระบวนการที่ยาวนานและมีค่าใช้จ่ายสูง ดังนั้นจึงถูกกว่าและง่ายกว่าในการฝังภาชนะสำเร็จรูป ก่อนหน้านี้ สิ่งเหล่านี้จำเป็นต้องเป็นถังโลหะ ซึ่งมักจะเป็นสแตนเลส วันนี้ กับการถือกำเนิดของภาชนะพีวีซีในตลาด คุณสามารถใช้ได้ มีความเป็นกลางทางเคมี มีการนำความร้อนต่ำ อายุการใช้งานยาวนาน และมีราคาถูกกว่าสแตนเลสหลายเท่า
แต่โรงงานผลิตก๊าซชีวภาพที่อธิบายข้างต้นจะมีผลผลิตต่ำ ในการเปิดใช้งานกระบวนการแปรรูป จำเป็นต้องมีการผสมมวลในถังพัก มิฉะนั้นจะเกิดเปลือกโลกขึ้นบนพื้นผิวหรือในความหนาของพื้นผิวซึ่งทำให้กระบวนการย่อยสลายช้าลงและได้รับก๊าซน้อยลงที่ทางออก การผสมจะดำเนินการในลักษณะใดก็ได้ ตัวอย่างเช่นตามที่แสดงในวิดีโอ ในกรณีนี้ คุณสามารถสร้างไดรฟ์ใดก็ได้
มีอีกวิธีหนึ่งในการผสมชั้น แต่ไม่ใช่กลไก - barbitation: ก๊าซที่ผลิตจะถูกป้อนภายใต้แรงดันเข้าสู่ส่วนล่างของถังปุ๋ย พอขึ้นฟองแก๊สจะทำลายเปลือกโลก เนื่องจากมีการจ่ายก๊าซชีวภาพชนิดเดียวกัน จะไม่มีการเปลี่ยนแปลงในสภาพการผลิต นอกจากนี้ก๊าซนี้ไม่สามารถถือเป็นค่าใช้จ่ายได้ แต่จะตกลงไปในถังแก๊สอีกครั้ง
ดังที่กล่าวไว้ข้างต้น ต้องใช้อุณหภูมิสูงเพื่อประสิทธิภาพที่ดี เพื่อที่จะไม่ใช้จ่ายเงินมากเกินไปในการรักษาอุณหภูมินี้ จำเป็นต้องดูแลฉนวนกันความร้อน แน่นอนว่าธุรกิจของคุณจะเลือกใช้ฉนวนความร้อนประเภทใด แต่วันนี้สิ่งที่ดีที่สุดคือโฟมโพลีสไตรีน ไม่กลัวน้ำ ไม่ได้รับผลกระทบจากเชื้อราและหนู มีอายุการใช้งานยาวนานและมีคุณสมบัติเป็นฉนวนความร้อนที่ดีเยี่ยม
รูปร่างของเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพอาจแตกต่างกัน แต่ส่วนใหญ่เป็นทรงกระบอก มันไม่เหมาะในแง่ของความซับซ้อนของการผสมสารตั้งต้น แต่ถูกใช้บ่อยขึ้นเพราะผู้คนได้สั่งสมประสบการณ์มากมายในการสร้างภาชนะดังกล่าว และถ้ากระบอกสูบดังกล่าวถูกแบ่งด้วยพาร์ติชั่นก็สามารถใช้เป็นถังแยกสองถังซึ่งกระบวนการจะถูกเปลี่ยนตามเวลา ในเวลาเดียวกัน สามารถติดตั้งองค์ประกอบความร้อนในพาร์ติชั่นได้ ซึ่งจะช่วยแก้ปัญหาในการรักษาอุณหภูมิในห้องสองห้องในคราวเดียว
ในเวอร์ชันที่ง่ายที่สุด โรงงานผลิตก๊าซชีวภาพแบบโฮมเมดจะเป็นหลุมสี่เหลี่ยม ผนังที่ทำด้วยคอนกรีต และเคลือบด้วยไฟเบอร์กลาสและโพลีเอสเตอร์เรซิ่นเพื่อความแน่น ภาชนะนี้มาพร้อมกับฝาปิด การทำงานที่ไม่สะดวกอย่างยิ่ง: เป็นการยากที่จะให้ความร้อน การผสม และการกำจัดมวลหมัก เป็นไปไม่ได้ที่จะบรรลุกระบวนการที่สมบูรณ์และมีประสิทธิภาพสูง
สถานการณ์ดีขึ้นเล็กน้อยสำหรับโรงงานแปรรูปมูลสัตว์ด้วยก๊าซชีวภาพ มีขอบโค้งมน ซึ่งช่วยให้ใส่ปุ๋ยคอกสดได้ง่ายขึ้น หากคุณทำให้ด้านล่างลาดเอียง มวลที่หมักแล้วจะเคลื่อนที่ด้วยแรงโน้มถ่วงในทิศทางเดียว และจะเลือกได้ง่ายขึ้น ในการติดตั้งดังกล่าว จำเป็นต้องจัดให้มีฉนวนกันความร้อน ไม่เพียงแต่สำหรับผนังแต่สำหรับฝาครอบด้วย โรงงานผลิตก๊าซชีวภาพด้วยมือของคุณเองนั้นง่ายต่อการติดตั้ง แต่การประมวลผลแบบเต็มและปริมาณก๊าซสูงสุดไม่สามารถทำได้ แม้จะโดนความร้อนก็ตาม
ปัญหาทางเทคนิคพื้นฐานได้รับการแก้ไขแล้ว และตอนนี้คุณรู้วิธีสร้างโรงงานผลิตก๊าซชีวภาพจากมูลสัตว์แล้วหลายวิธี ยังคงความแตกต่างทางเทคโนโลยี
สิ่งที่สามารถรีไซเคิลได้และทำอย่างไรจึงจะได้ผลลัพธ์ที่ดี
ในมูลสัตว์มีสิ่งมีชีวิตที่จำเป็นสำหรับการแปรรูป พบว่ามีจุลินทรีย์ที่แตกต่างกันมากกว่าหนึ่งพันชนิดที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการย่อยอาหารและการผลิตก๊าซ บทบาทที่สำคัญที่สุดเล่นโดยผู้สร้างมีเทน เชื่อกันว่าจุลินทรีย์ทั้งหมดเหล่านี้พบได้ในสัดส่วนที่เหมาะสมในมูลโค ไม่ว่าในกรณีใด เมื่อประมวลผลของเสียประเภทนี้ร่วมกับมวลพืช ก๊าซชีวภาพจำนวนมากที่สุดจะถูกปล่อยออกมา ตารางแสดงข้อมูลเฉลี่ยสำหรับประเภทขยะทางการเกษตรที่พบบ่อยที่สุด โปรดทราบว่าปริมาณก๊าซที่ส่งออกนี้สามารถรับได้ภายใต้สภาวะที่เหมาะสม
เพื่อผลผลิตที่ดีจำเป็นต้องรักษาความชื้นของวัสดุพิมพ์ไว้ที่ 85-90% แต่ต้องใช้น้ำที่ไม่มีสารเคมีแปลกปลอม ตัวทำละลาย ยาปฏิชีวนะ ผงซักฟอก ฯลฯ ส่งผลเสียต่อกระบวนการ นอกจากนี้ สำหรับขั้นตอนปกติของกระบวนการ สารละลายไม่ควรมีเศษขนาดใหญ่ ขนาดสูงสุดของชิ้นส่วน: 1 * 2 ซม. อันที่เล็กกว่าจะดีกว่า ดังนั้น หากคุณวางแผนที่จะเพิ่มส่วนผสมสมุนไพร คุณต้องบดให้ละเอียด
เป็นสิ่งสำคัญสำหรับการประมวลผลตามปกติในซับสเตรตเพื่อรักษาระดับ pH ที่เหมาะสม: ภายใน 6.7-7.6 โดยปกติตัวกลางจะมีความเป็นกรดปกติ และบางครั้งแบคทีเรียที่เป็นกรดจะพัฒนาได้เร็วกว่าแบคทีเรียที่สร้างมีเทน จากนั้นสภาพแวดล้อมจะกลายเป็นกรด การผลิตก๊าซจะลดลง เพื่อให้ได้ค่าที่เหมาะสมที่สุดจะมีการเติมปูนขาวหรือโซดาธรรมดาลงในสารตั้งต้น
ตอนนี้เกี่ยวกับเวลาที่ใช้ในการแปรรูปมูลสัตว์เล็กน้อย โดยทั่วไป เวลาขึ้นอยู่กับสภาวะที่สร้างขึ้น แต่ก๊าซตัวแรกจะเริ่มไหลได้ในวันที่สามหลังจากเริ่มการหมัก การก่อตัวของก๊าซที่แอคทีฟมากที่สุดเกิดขึ้นระหว่างการสลายตัวของปุ๋ยคอก 30-33% เพื่อให้สามารถนำทางได้ทันเวลา สมมติว่าหลังจากสองสัปดาห์วัสดุพิมพ์จะสลายตัว 20-25% นั่นคือการประมวลผลที่เหมาะสมควรใช้เวลาหนึ่งเดือน ในกรณีนี้ปุ๋ยจะมีคุณภาพสูงสุด
การคำนวณปริมาตรของบังเกอร์สำหรับการประมวลผล
สำหรับฟาร์มขนาดเล็ก การตั้งค่าที่เหมาะสมคือการดำเนินการแบบถาวร ซึ่งก็คือเมื่อมีการใส่ปุ๋ยสดเป็นส่วนเล็กๆ ทุกวัน และนำออกในส่วนเดียวกัน เพื่อไม่ให้กระบวนการถูกรบกวน ส่วนแบ่งของการโหลดรายวันไม่ควรเกิน 5% ของปริมาณการประมวลผล
การติดตั้งแบบโฮมเมดสำหรับการแปรรูปมูลสัตว์เป็นก๊าซชีวภาพไม่ใช่จุดสุดยอดของความสมบูรณ์แบบ แต่ค่อนข้างมีประสิทธิภาพ
จากข้อมูลนี้ คุณสามารถกำหนดปริมาตรถังที่ต้องการสำหรับโรงงานผลิตก๊าซชีวภาพแบบโฮมเมดได้อย่างง่ายดาย คุณต้องคูณปริมาณมูลสัตว์ในแต่ละวันจากฟาร์มของคุณ (เจือจางแล้วด้วยความชื้น 85-90%) เป็น 20 (สำหรับอุณหภูมิแบบ mesophilic สำหรับอุณหภูมิ thermophilic คุณจะต้องคูณด้วย 30) ต้องเพิ่มอีก 15-20% ในรูปที่ได้รับ - พื้นที่ว่างสำหรับเก็บก๊าซชีวภาพใต้โดม คุณรู้พารามิเตอร์หลัก ค่าใช้จ่ายและพารามิเตอร์เพิ่มเติมทั้งหมดของระบบขึ้นอยู่กับรูปแบบของโรงผลิตก๊าซชีวภาพที่ได้รับเลือกให้นำไปใช้งาน และวิธีที่คุณจะทำทุกอย่าง เป็นไปได้มากทีเดียวที่จะใช้วัสดุแบบชั่วคราวหรือคุณสามารถสั่งซื้อการติดตั้งแบบเบ็ดเสร็จ การพัฒนาโรงงานจะมีราคาตั้งแต่ 1.5 ล้านยูโร การติดตั้งจาก Kulibins จะถูกกว่า
การจดทะเบียนทางกฎหมาย
การติดตั้งจะต้องประสานงานกับ SES การตรวจสอบก๊าซ และนักผจญเพลิง คุณจะต้องการ:
- โครงร่างเทคโนโลยีของการติดตั้ง
- แผนผังสำหรับอุปกรณ์และส่วนประกอบโดยอ้างอิงถึงตัวการติดตั้ง สถานที่ติดตั้งของหน่วยระบายความร้อน ตำแหน่งของท่อและสายไฟ และการเชื่อมต่อของปั๊ม สายล่อฟ้าและถนนทางเข้าควรทำเครื่องหมายไว้บนแผนภาพ
- หากตัวเครื่องต้องอยู่ภายในอาคาร จำเป็นต้องมีแผนการระบายอากาศด้วย ซึ่งจะทำให้มีการแลกเปลี่ยนอากาศทั้งหมดในห้องอย่างน้อยแปดครั้ง
อย่างที่คุณเห็น ระบบราชการเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้
สุดท้าย เล็กน้อยเกี่ยวกับประสิทธิภาพของการติดตั้ง โดยเฉลี่ยแล้ว โรงงานผลิตก๊าซชีวภาพจะผลิตก๊าซปริมาณหนึ่งต่อวันซึ่งมากกว่าปริมาณที่เป็นประโยชน์ของอ่างเก็บน้ำถึงสองเท่า นั่นคือสารละลาย 40 ม. 3 จะให้ก๊าซ 80 ม. 3 ต่อวัน จะใช้ประมาณ 30% เพื่อสร้างความมั่นใจให้กับกระบวนการ (ค่าใช้จ่ายหลักคือการให้ความร้อน) เหล่านั้น. ที่ทางออกคุณจะได้รับก๊าซชีวภาพ 56 ม. 3 ต่อวัน เพื่อให้ครอบคลุมความต้องการของครอบครัวสามคนและเพื่อให้ความร้อนแก่บ้านขนาดกลางตามสถิติจำเป็นต้องใช้ 10 ม. 3 ในยอดเงินสุทธิ คุณมี 46 m 3 ต่อวัน และนี่คือการติดตั้งขนาดเล็ก
ผลลัพธ์
ด้วยการลงทุนเงินบางส่วนในการก่อสร้างโรงงานผลิตก๊าซชีวภาพ (ทำด้วยตัวเองหรือแบบเบ็ดเสร็จ) คุณจะไม่เพียงจัดหาความต้องการและความต้องการความร้อนและก๊าซของคุณเองเท่านั้น แต่ยังสามารถขายก๊าซได้อีกด้วย -ปุ๋ยคุณภาพจากการแปรรูป
การตั้งค่าใหม่ ชาว Alemans ที่อาศัยอยู่ในพื้นที่ชุ่มน้ำของลุ่มน้ำ Elbe จินตนาการว่ามังกรอยู่ในอุปสรรค์ในป่าพรุ พวกเขาเชื่อว่าก๊าซที่ติดไฟได้ซึ่งสะสมอยู่ในบ่อในหนองน้ำเป็นกลิ่นเหม็นของมังกร เพื่อเอาใจมังกร เครื่องสังเวยและอาหารที่เหลือถูกโยนลงไปในบึง ผู้คนเชื่อว่ามังกรมาในเวลากลางคืนและลมหายใจของเขายังคงอยู่ในหลุม ชาว Alemans คิดที่จะเย็บกันสาดจากหนัง คลุมบึงด้วยพวกเขา โอนก๊าซผ่านท่อหนังไปยังที่อยู่อาศัยของพวกเขา และเผามันสำหรับทำอาหาร เป็นเรื่องที่เข้าใจได้เพราะหาฟืนแห้งได้ยากและก๊าซชีวภาพ (biogas) แก้ปัญหาได้อย่างสมบูรณ์ มนุษย์ได้เรียนรู้การใช้ก๊าซชีวภาพมาเป็นเวลานาน ในประเทศจีนประวัติศาสตร์ย้อนหลังไป 5 พันปีในอินเดีย - 2,000 ปี
ธรรมชาติของกระบวนการทางชีวภาพของการสลายตัวของสารอินทรีย์ที่มีการก่อตัวของก๊าซมีเทนไม่เปลี่ยนแปลงตลอดหลายพันปีที่ผ่านมา แต่วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีสมัยใหม่ได้สร้างอุปกรณ์และระบบเพื่อทำให้เทคโนโลยี "โบราณ" เหล่านี้คุ้มค่าและใช้งานได้หลากหลาย
ก๊าซชีวภาพ- ก๊าซที่เกิดจากการหมักก๊าซมีเทนของสารชีวมวล การสลายตัวของสิ่งมีชีวิตต่อหน่วยพื้นที่เกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของแบคทีเรียสามประเภท
โรงงานผลิตก๊าซชีวภาพ– การติดตั้งสำหรับการผลิตก๊าซชีวภาพและผลพลอยได้อื่น ๆ โดยการประมวลผลของเสียจากการผลิตทางการเกษตร อุตสาหกรรมอาหาร และบริการเทศบาล
การรับก๊าซชีวภาพจากขยะอินทรีย์มีคุณสมบัติเชิงบวกดังต่อไปนี้:
- ดำเนินการสุขาภิบาลน้ำเสีย (โดยเฉพาะปศุสัตว์และน้ำเสียเทศบาล) เนื้อหาของสารอินทรีย์ลดลงมากถึง 10 เท่า
- การแปรรูปของเสียจากการเลี้ยงสัตว์แบบไม่ใช้ออกซิเจน การผลิตพืชผล และกากตะกอนเร่งทำให้สามารถรับปุ๋ยแร่ธาตุพร้อมใช้ที่มีส่วนประกอบของไนโตรเจนและฟอสฟอรัสในปริมาณสูง (ตรงกันข้ามกับวิธีดั้งเดิมในการเตรียมปุ๋ยอินทรีย์โดยวิธีปุ๋ยหมัก สูญเสียไนโตรเจนถึง 30-40%);
- ด้วยการหมักมีเทนประสิทธิภาพสูง (80-90%) ในการแปลงพลังงานของสารอินทรีย์เป็นก๊าซชีวภาพ
- ก๊าซชีวภาพสามารถใช้ในการผลิตความร้อนและไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพ ตลอดจนเป็นเชื้อเพลิงสำหรับเครื่องยนต์สันดาปภายใน
- โรงงานผลิตก๊าซชีวภาพสามารถตั้งอยู่ในภูมิภาคใดก็ได้ของประเทศและไม่ต้องก่อสร้างท่อส่งก๊าซราคาแพงและโครงสร้างพื้นฐานที่ซับซ้อน
- โรงไฟฟ้าก๊าซชีวภาพสามารถทดแทนโรงต้มน้ำระดับภูมิภาคที่ล้าสมัยได้บางส่วนหรือทั้งหมด และจัดหาไฟฟ้าและความร้อนให้กับหมู่บ้าน เมือง และเมืองเล็กๆ ในบริเวณใกล้เคียง
ประโยชน์สำหรับเจ้าของโรงผลิตก๊าซชีวภาพ
โดยตรง
- การผลิตก๊าซชีวภาพ (มีเทน)
- การผลิตไฟฟ้าและความร้อน
- การผลิตปุ๋ยที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
ทางอ้อม
- ความเป็นอิสระจากเครือข่ายแบบรวมศูนย์ อัตราภาษีของการผูกขาดตามธรรมชาติ ไฟฟ้าและความร้อนแบบพอเพียง
- การแก้ไขปัญหาสิ่งแวดล้อมทั้งหมดขององค์กร
- ลดต้นทุนการฝัง การกำจัด การกำจัดของเสียลงอย่างมาก
- ความเป็นไปได้ของการผลิตเชื้อเพลิงเครื่องยนต์เอง
- ลดต้นทุนบุคลากร
การผลิตก๊าซชีวภาพช่วยป้องกันการปล่อยก๊าซมีเทนสู่ชั้นบรรยากาศ มีเทนทำให้เกิดภาวะเรือนกระจกมากกว่า CO2 ถึง 21 เท่า และคงอยู่ในบรรยากาศได้นานถึง 12 ปี การเก็บก๊าซมีเทนเป็นวิธีป้องกันโลกร้อนในระยะสั้นที่ดีที่สุด
มูลสัตว์แปรรูป กวี และของเสียอื่นๆ ใช้เป็นปุ๋ยในการเกษตร ซึ่งช่วยลดการใช้ปุ๋ยเคมี ลดภาระการใช้น้ำใต้ดิน
ก๊าซชีวภาพใช้เป็นเชื้อเพลิงในการผลิตไฟฟ้า ความร้อนหรือไอน้ำ หรือใช้เป็นเชื้อเพลิงในรถยนต์
โรงงานผลิตก๊าซชีวภาพสามารถติดตั้งเป็นโรงบำบัดในฟาร์ม ฟาร์มสัตว์ปีก โรงกลั่น โรงงานน้ำตาล โรงงานแปรรูปเนื้อสัตว์ โรงงานผลิตก๊าซชีวภาพสามารถแทนที่โรงงานสัตวแพทย์และสุขอนามัย กล่าวคือ ซากสัตว์สามารถถูกกำจัดเป็นก๊าซชีวภาพแทนการผลิตเนื้อสัตว์และกระดูกป่น
ในบรรดาประเทศอุตสาหกรรม เดนมาร์กเป็นผู้นำในการผลิตและการใช้ก๊าซชีวภาพในแง่ของตัวชี้วัดที่เกี่ยวข้อง โดยก๊าซชีวภาพมีความสมดุลของพลังงานทั้งหมดถึง 18% ในแง่ของจำนวนการติดตั้งขนาดกลางและขนาดใหญ่เยอรมนีครองตำแหน่งผู้นำ - 8,000 พันหน่วย ในยุโรปตะวันตก อย่างน้อยครึ่งหนึ่งของฟาร์มสัตว์ปีกทั้งหมดได้รับความร้อนจากก๊าซชีวภาพ
ในอินเดีย เวียดนาม เนปาล และประเทศอื่นๆ มีการสร้างโรงงานผลิตก๊าซชีวภาพขนาดเล็ก (ครอบครัวเดี่ยว) ก๊าซที่ผลิตได้ใช้สำหรับทำอาหาร
โรงงานผลิตก๊าซชีวภาพขนาดเล็กส่วนใหญ่ตั้งอยู่ในประเทศจีน - มากกว่า 10 ล้านแห่ง (ช่วงปลายทศวรรษ 1990) พวกเขาผลิตก๊าซชีวภาพประมาณ 7 พันล้านลูกบาศก์เมตรต่อปี ซึ่งให้เชื้อเพลิงแก่เกษตรกรประมาณ 60 ล้านคน ณ สิ้นปี 2549 มีโรงงานก๊าซชีวภาพประมาณ 18 ล้านโรงเปิดดำเนินการในประเทศจีน การใช้งานทำให้สามารถเปลี่ยนเชื้อเพลิงอ้างอิงได้ 10.9 ล้านตัน
Volvo และ Scania ผลิตรถโดยสารด้วยเครื่องยนต์ก๊าซชีวภาพ รถเมล์ดังกล่าวมีการใช้งานอย่างแข็งขันในเมืองสวิส: เบิร์น, บาเซิล, เจนีวา, ลูเซิร์นและโลซาน ตามการคาดการณ์ของ Swiss Association of the Gas Industry ภายในปี 2010 10% ของยานพาหนะในสวิตเซอร์แลนด์จะใช้ก๊าซชีวภาพ
เทศบาลเมืองออสโลได้แปลงรถประจำทางของเมือง 80 คันเป็นก๊าซชีวภาพเมื่อต้นปี 2552 ค่าใช้จ่ายของก๊าซชีวภาพอยู่ที่ 0.4 - 0.5 ยูโรต่อลิตรในเทียบเท่าน้ำมันเบนซิน เมื่อการทดสอบเสร็จสิ้น รถโดยสาร 400 คันจะถูกแปลงเป็นก๊าซชีวภาพ
ศักยภาพ
รัสเซียสะสมขยะอินทรีย์แห้งได้มากถึง 300 ล้านตันต่อปี: 250 ล้านตันในการผลิตทางการเกษตร 50 ล้านตันในรูปแบบของขยะในครัวเรือน ของเสียเหล่านี้อาจเป็นวัตถุดิบในการผลิตก๊าซชีวภาพ ปริมาณก๊าซชีวภาพที่อาจเกิดขึ้นในแต่ละปีจะสูงถึง 90 พันล้านลูกบาศก์เมตร
มีการเลี้ยงวัวประมาณ 8.5 ล้านตัวในสหรัฐอเมริกา ก๊าซชีวภาพที่ผลิตจากมูลสัตว์จะเพียงพอสำหรับเชื้อเพลิง 1 ล้านคัน
ศักยภาพของอุตสาหกรรมก๊าซชีวภาพของเยอรมนีอยู่ที่ประมาณ 100,000 ล้านกิโลวัตต์ต่อชั่วโมงของพลังงานภายในปี 2573 ซึ่งจะอยู่ที่ประมาณ 10% ของการใช้พลังงานของประเทศ
ณ วันที่ 1 กุมภาพันธ์ 2552 โรงงาน 8 แห่งของคอมเพล็กซ์อุตสาหกรรมเกษตรสำหรับการผลิตก๊าซชีวภาพกำลังดำเนินการอยู่และอยู่ในขั้นตอนของการว่าจ้างในยูเครน โรงผลิตก๊าซชีวภาพอีก 15 โครงการอยู่ในขั้นตอนการพัฒนา โดยเฉพาะในปี 2552-2553 มีการวางแผนที่จะแนะนำการผลิตก๊าซชีวภาพที่โรงกลั่น 10 แห่ง ซึ่งจะช่วยให้องค์กรต่างๆ ลดการใช้ก๊าซธรรมชาติลง 40%
ขึ้นอยู่กับวัสดุ
ราคาพลังงานที่สูงขึ้นทำให้เรานึกถึงความเป็นไปได้ของการพึ่งตนเอง ทางเลือกหนึ่งคือโรงงานก๊าซชีวภาพ ด้วยความช่วยเหลือของมัน ก๊าซชีวภาพได้มาจากมูลสัตว์ ขยะมูลฝอย และเศษซากพืช ซึ่งหลังจากทำความสะอาด สามารถนำมาใช้กับอุปกรณ์แก๊ส (เตา หม้อต้ม) สูบเข้าไปในกระบอกสูบและใช้เป็นเชื้อเพลิงสำหรับรถยนต์หรือเครื่องกำเนิดไฟฟ้า โดยทั่วไปแล้ว การแปรรูปมูลสัตว์ให้เป็นก๊าซชีวภาพสามารถให้พลังงานทั้งหมดแก่บ้านหรือฟาร์มได้
การสร้างโรงงานก๊าซชีวภาพเป็นวิธีการจัดหาแหล่งพลังงานอย่างอิสระ
หลักการทั่วไป
ก๊าซชีวภาพเป็นผลิตภัณฑ์ที่ได้จากการสลายตัวของสารอินทรีย์ ในกระบวนการสลายตัว / หมัก ก๊าซจะถูกปล่อยออกมาโดยการรวบรวมซึ่งคุณสามารถตอบสนองความต้องการของครัวเรือนของคุณเองได้ อุปกรณ์ที่ใช้ในกระบวนการนี้เรียกว่า "โรงงานผลิตก๊าซชีวภาพ"
กระบวนการของการก่อตัวของก๊าซชีวภาพเกิดขึ้นเนื่องจากกิจกรรมที่สำคัญของแบคทีเรียชนิดต่าง ๆ ที่มีอยู่ในของเสียเอง แต่เพื่อให้พวกเขา "ทำงาน" อย่างแข็งขัน พวกเขาจำเป็นต้องสร้างเงื่อนไขบางประการ: ความชื้นและอุณหภูมิ เพื่อสร้างโรงงานผลิตก๊าซชีวภาพ นี่เป็นอุปกรณ์ที่ซับซ้อนซึ่งเป็นพื้นฐานของเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพซึ่งมีการสลายตัวของของเสียซึ่งมาพร้อมกับการก่อตัวของก๊าซ
การแปรรูปมูลสัตว์เป็นก๊าซชีวภาพมีสามโหมด:
- โหมดโรคจิต อุณหภูมิในโรงงานผลิตก๊าซชีวภาพอยู่ระหว่าง +5 องศาเซลเซียส ถึง +20 องศาเซลเซียส ภายใต้เงื่อนไขดังกล่าว กระบวนการย่อยสลายจะช้า ก๊าซจำนวนมากเกิดขึ้น คุณภาพของมันต่ำ
- เมโซฟิลิก เครื่องเข้าสู่โหมดนี้ที่อุณหภูมิตั้งแต่ +30°C ถึง +40°C ในกรณีนี้แบคทีเรีย mesophilic จะทวีคูณอย่างแข็งขัน ในกรณีนี้จะเกิดก๊าซมากขึ้นกระบวนการแปรรูปใช้เวลาน้อยลง - จาก 10 ถึง 20 วัน
- ทนความร้อน แบคทีเรียเหล่านี้ทวีคูณที่อุณหภูมิสูงกว่า +50 องศาเซลเซียส กระบวนการนี้เร็วที่สุด (3-5 วัน) ปริมาณก๊าซสูงสุด (ภายใต้สภาวะที่เหมาะสมสามารถรับก๊าซได้มากถึง 4.5 ลิตรจากการส่งมอบ 1 กิโลกรัม) ตารางอ้างอิงส่วนใหญ่สำหรับผลผลิตก๊าซจากการประมวลผลมีให้สำหรับโหมดนี้โดยเฉพาะ ดังนั้นเมื่อใช้โหมดอื่น การปรับค่าลงจึงคุ้มค่า
สิ่งที่ยากที่สุดในโรงงานก๊าซชีวภาพคือระบบควบคุมอุณหภูมิ สิ่งนี้ต้องการฉนวนกันความร้อนคุณภาพสูงของโรงงานก๊าซชีวภาพ ระบบทำความร้อน และระบบควบคุมอุณหภูมิ แต่ที่ทางออกเราได้รับปริมาณก๊าซชีวภาพสูงสุด คุณสมบัติอีกประการของการประมวลผลทางความร้อนคือไม่สามารถบรรจุซ้ำได้ อีกสองโหมดที่เหลือ - โรคจิตและอารมณ์ - ช่วยให้คุณสามารถเพิ่มวัตถุดิบที่เตรียมไว้ได้ทุกวัน แต่ในโหมดเทอร์โมฟิลลิก เวลาดำเนินการสั้น ๆ ทำให้สามารถแบ่งเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพออกเป็นโซนที่จะประมวลผลส่วนแบ่งของวัตถุดิบที่มีเวลาในการบรรจุต่างกัน
แผนผังของโรงผลิตก๊าซชีวภาพ
พื้นฐานของโรงงานก๊าซชีวภาพคือเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพหรือบังเกอร์ กระบวนการหมักเกิดขึ้นในนั้นและก๊าซที่เกิดขึ้นจะสะสมอยู่ในนั้น นอกจากนี้ยังมีบังเกอร์ขนถ่ายก๊าซที่สร้างขึ้นจะถูกระบายออกทางท่อที่สอดเข้าไปในส่วนบน ถัดมาคือระบบการกลั่นก๊าซ - การทำความสะอาดและเพิ่มแรงดันในท่อส่งก๊าซสู่ระบบที่ทำงาน
สำหรับระบบ mesophilic และ thermophilic จำเป็นต้องมีระบบให้ความร้อนด้วย bioreactor เพื่อให้ได้รับอุณหภูมิที่ต้องการ ด้วยเหตุนี้จึงมักใช้หม้อไอน้ำที่ใช้ก๊าซเป็นเชื้อเพลิง จากนั้นระบบท่อส่งไปยังเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพ โดยทั่วไปแล้วสิ่งเหล่านี้คือท่อโพลีเมอร์ เนื่องจากพวกมันทนต่อสภาพแวดล้อมที่ก้าวร้าวได้ดีที่สุด
โรงผลิตก๊าซชีวภาพอีกแห่งต้องการระบบผสมสาร ในระหว่างการหมัก เปลือกแข็งจะก่อตัวที่ด้านบน อนุภาคหนักจะตกลงมา ทั้งหมดนี้ทำให้กระบวนการเกิดก๊าซแย่ลง เพื่อรักษาสถานะที่เป็นเนื้อเดียวกันของมวลที่ผ่านกระบวนการแล้ว จำเป็นต้องมีเครื่องกวน พวกเขาสามารถเป็นแบบเครื่องกลหรือแบบแมนนวล สามารถเริ่มต้นด้วยตัวจับเวลาหรือด้วยตนเอง ทุกอย่างขึ้นอยู่กับวิธีการผลิตก๊าซชีวภาพ ระบบอัตโนมัติมีราคาแพงกว่าในการติดตั้ง แต่ต้องให้ความสนใจน้อยที่สุดระหว่างการทำงาน
โรงผลิตก๊าซชีวภาพตามประเภทที่ตั้งสามารถ:
- ค่าโสหุ้ย
- กึ่งจมน้ำ.
- ฝัง.
การติดตั้งฝังมีราคาแพงกว่า - ต้องใช้ที่ดินจำนวนมาก แต่เมื่อทำงานในสภาพของเรา จะดีกว่า - จัดระเบียบฉนวนได้ง่ายกว่า ลดต้นทุนการทำความร้อน
สิ่งที่สามารถรีไซเคิลได้
โรงงานผลิตก๊าซชีวภาพเป็นพืชกินเนื้อทุกชนิด - อินทรียวัตถุสามารถแปรรูปได้ ปุ๋ยคอกและปัสสาวะเศษซากพืชมีความเหมาะสม ผงซักฟอก ยาปฏิชีวนะ สารเคมี ส่งผลเสียต่อกระบวนการ ขอแนะนำให้ลดการบริโภคลงเนื่องจากจะฆ่าพืชที่เกี่ยวข้องกับการแปรรูป
ปุ๋ยคอกถือเป็นอุดมคติเนื่องจากมีจุลินทรีย์ในปริมาณมาก หากไม่มีวัวในฟาร์ม เมื่อโหลดเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพ ขอแนะนำให้เพิ่มเศษซากบางส่วนเพื่อเติมสารตั้งต้นที่มีจุลินทรีย์ที่จำเป็น เศษซากพืชจะถูกบดก่อนเจือจางด้วยน้ำ ในเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพ วัตถุดิบจากพืชและมูลสัตว์ผสมกัน การ "เติมเชื้อเพลิง" ดังกล่าวใช้เวลานานกว่าในการดำเนินการ แต่ที่ทางออก ด้วยโหมดที่เหมาะสม เราได้ผลผลิตสูงสุด
การกำหนดสถานที่
เพื่อลดค่าใช้จ่ายในการจัดระเบียบกระบวนการ คุณควรตั้งโรงงานก๊าซชีวภาพใกล้แหล่งขยะ - ใกล้อาคารที่เลี้ยงนกหรือสัตว์ ขอแนะนำให้พัฒนาการออกแบบเพื่อให้โหลดเกิดขึ้นจากแรงโน้มถ่วง จากคอกวัวหรือเล้าหมูสามารถวางท่อใต้ทางลาดได้ซึ่งปุ๋ยจะไหลเข้าสู่บังเกอร์ด้วยแรงโน้มถ่วง ทำให้งานบำรุงรักษาเครื่องปฏิกรณ์ง่ายขึ้นอย่างมาก และทำความสะอาดมูลสัตว์ด้วย
แนะนำให้ตั้งโรงงานผลิตก๊าซชีวภาพเพื่อให้ของเสียจากฟาร์มไหลไปตามแรงโน้มถ่วง
โดยปกติอาคารที่มีสัตว์ต่างๆ จะอยู่ห่างจากอาคารที่อยู่อาศัยพอสมควร ดังนั้นก๊าซที่ผลิตได้จะต้องถูกถ่ายโอนไปยังผู้บริโภค แต่การยืดท่อแก๊สหนึ่งท่อนั้นถูกกว่าและง่ายกว่าการจัดแนวท่อสำหรับขนย้ายและใส่ปุ๋ยคอก
เครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพ
ถังแปรรูปมูลสัตว์มีข้อกำหนดที่เข้มงวดค่อนข้างมาก:
ต้องเป็นไปตามข้อกำหนดทั้งหมดเหล่านี้สำหรับการก่อสร้างโรงงานผลิตก๊าซชีวภาพ เนื่องจากเป็นข้อกำหนดด้านความปลอดภัยและสร้างสภาวะปกติสำหรับการแปรรูปมูลสัตว์ให้เป็นก๊าซชีวภาพ
วัสดุอะไรที่สามารถทำได้
ความทนทานต่อสภาพแวดล้อมที่รุนแรงเป็นข้อกำหนดหลักสำหรับวัสดุที่สามารถผลิตภาชนะได้ สารตั้งต้นในเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพอาจเป็นกรดหรือด่าง ดังนั้นวัสดุที่ใช้ทำภาชนะจะต้องได้รับการยอมรับจากสื่อต่างๆ
มีเอกสารไม่มากที่ตอบคำขอเหล่านี้ สิ่งแรกที่นึกถึงคือโลหะ มีความทนทาน สามารถใช้ทำภาชนะได้ทุกรูปทรง ข้อดีคือคุณสามารถใช้ภาชนะสำเร็จรูปได้ - ถังเก่าบางชนิด ในกรณีนี้ การก่อสร้างโรงงานผลิตก๊าซชีวภาพจะใช้เวลาเพียงเล็กน้อย การขาดโลหะคือทำปฏิกิริยากับสารเคมีและเริ่มสลายตัว เพื่อทำให้เป็นกลางลบนี้ โลหะถูกเคลือบด้วยสารเคลือบป้องกัน
ตัวเลือกที่ยอดเยี่ยมคือความจุของเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพโพลีเมอร์ พลาสติกเป็นกลางทางเคมี ไม่เน่า ไม่เป็นสนิม จำเป็นต้องเลือกจากวัสดุที่ทนต่อการแช่แข็งและความร้อนจนถึงอุณหภูมิสูงเพียงพอเท่านั้น ผนังของเครื่องปฏิกรณ์ควรมีความหนา ควรเสริมด้วยไฟเบอร์กลาส ภาชนะดังกล่าวไม่ถูก แต่มีอายุการใช้งานยาวนาน
ตัวเลือกที่ถูกกว่าคือโรงงานก๊าซชีวภาพที่มีถังอิฐ บล็อกคอนกรีต หิน เพื่อให้การก่ออิฐสามารถรับน้ำหนักได้มาก จำเป็นต้องเสริมกำลังการก่ออิฐ (ในแต่ละแถว 3-5 แถว ขึ้นอยู่กับความหนาและวัสดุของผนัง) หลังจากเสร็จสิ้นกระบวนการสร้างผนังแล้ว การบำบัดหลายชั้นที่ตามมาของผนังทั้งภายในและภายนอกมีความจำเป็นเพื่อให้แน่ใจว่าน้ำและก๊าซไม่สามารถซึมผ่านได้ ผนังถูกฉาบด้วยองค์ประกอบซีเมนต์ทรายพร้อมสารเติมแต่ง (สารเติมแต่ง) ที่มีคุณสมบัติตามที่ต้องการ
ขนาดเครื่องปฏิกรณ์
ปริมาตรของเครื่องปฏิกรณ์ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิที่เลือกไว้สำหรับการแปรรูปมูลสัตว์ให้เป็นก๊าซชีวภาพ ส่วนใหญ่มักจะเลือก mesophilic - ง่ายต่อการบำรุงรักษาและแสดงถึงความเป็นไปได้ของการโหลดเพิ่มเติมทุกวันของเครื่องปฏิกรณ์ การผลิตก๊าซชีวภาพหลังจากเข้าสู่โหมดปกติ (ประมาณ 2 วัน) จะคงที่โดยไม่มีการแตกและลดลง (เมื่อสร้างสภาวะปกติ) ในกรณีนี้ การคำนวณปริมาตรของโรงผลิตก๊าซชีวภาพนั้นสมเหตุสมผลโดยขึ้นอยู่กับปริมาณปุ๋ยคอกที่ผลิตในฟาร์มต่อวัน ทุกอย่างคำนวณได้ง่าย ๆ ตามข้อมูลเฉลี่ย
การสลายตัวของปุ๋ยคอกที่อุณหภูมิ mesophilic ใช้เวลา 10 ถึง 20 วัน ดังนั้นปริมาตรจึงคำนวณโดยการคูณด้วย 10 หรือ 20 เมื่อทำการคำนวณจำเป็นต้องคำนึงถึงปริมาณน้ำที่จำเป็นในการทำให้พื้นผิวในอุดมคติ - ความชื้นควรอยู่ที่ 85-90% ปริมาตรที่พบเพิ่มขึ้น 50% เนื่องจากโหลดสูงสุดไม่ควรเกิน 2/3 ของปริมาตรของถัง - ก๊าซควรสะสมอยู่ใต้เพดาน
ตัวอย่างเช่น ฟาร์มมีวัว 5 ตัว สุกร 10 ตัว และไก่ 40 ตัว ตามความเป็นจริงแล้ว 5 * 55 กก. + 10 * 4.5 กก. + 40 * 0.17 กก. = 275 กก. + 45 กก. + 6.8 กก. = 326.8 กก. เพื่อให้มูลไก่มีความชื้น 85% คุณต้องเติมน้ำมากกว่า 5 ลิตรเล็กน้อย (นั่นคืออีก 5 กก.) น้ำหนักรวม 331.8 กก. สำหรับการประมวลผลใน 20 วันมีความจำเป็น: 331.8 กก. * 20 \u003d 6636 กก. - ประมาณ 7 ก้อนสำหรับพื้นผิวเท่านั้น เราคูณตัวเลขที่พบด้วย 1.5 (เพิ่มขึ้น 50%) เราได้ 10.5 ลูกบาศก์เมตร นี่จะเป็นค่าที่คำนวณได้ของปริมาตรของเครื่องปฏิกรณ์โรงงานก๊าซชีวภาพ
ช่องบรรจุและขนถ่ายจะนำไปสู่ถังปฏิกรณ์ชีวภาพโดยตรง เพื่อให้พื้นผิวมีการกระจายอย่างสม่ำเสมอทั่วทั้งพื้นที่ พวกเขาจะทำที่ปลายตรงข้ามของภาชนะ
ด้วยวิธีการติดตั้งแบบฝังของโรงงานผลิตก๊าซชีวภาพ ท่อขนถ่ายจะเข้าใกล้ร่างกายในมุมแหลม นอกจากนี้ ปลายท่อด้านล่างควรอยู่ต่ำกว่าระดับของเหลวในเครื่องปฏิกรณ์ เพื่อป้องกันไม่ให้อากาศเข้าสู่ภาชนะ นอกจากนี้ยังมีการติดตั้งวาล์วแบบหมุนหรือปิดบนท่อซึ่งปิดในตำแหน่งปกติ เปิดให้โหลดหรือขนถ่ายเท่านั้น
เนื่องจากปุ๋ยคอกอาจมีเศษขนาดใหญ่ (ส่วนประกอบเครื่องนอน ก้านหญ้า ฯลฯ) ท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดเล็กมักจะอุดตัน ดังนั้นในการขนถ่ายต้องมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 20-30 ซม. พวกเขาจะต้องติดตั้งก่อนเริ่มงานบนฉนวนของโรงงานก๊าซชีวภาพ
โหมดการทำงานที่สะดวกที่สุดของโรงงานก๊าซชีวภาพคือการโหลดและขนวัสดุพิมพ์ออกเป็นประจำ การดำเนินการนี้สามารถทำได้วันละครั้งหรือทุกๆ สองวัน ปุ๋ยคอกและส่วนประกอบอื่น ๆ จะถูกรวบรวมไว้ล่วงหน้าในถังเก็บซึ่งถูกทำให้อยู่ในสภาพที่ต้องการ - จะถูกบดขยี้ให้เปียกและผสมหากจำเป็น เพื่อความสะดวก ภาชนะนี้อาจมีเครื่องกวนแบบกลไก วัสดุพิมพ์ที่เตรียมไว้จะถูกเทลงในช่องรับ หากคุณวางภาชนะรับไว้กลางแดด วัสดุพิมพ์จะถูกอุ่นก่อน ซึ่งจะช่วยลดต้นทุนในการรักษาอุณหภูมิที่ต้องการ
ขอแนะนำให้คำนวณความลึกของการติดตั้งถังรับเพื่อให้ของเสียไหลเข้าไปด้วยแรงโน้มถ่วง เช่นเดียวกับการขนถ่ายลงในเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพ กรณีที่ดีที่สุดคือถ้าพื้นผิวที่เตรียมไว้เคลื่อนที่ด้วยแรงโน้มถ่วง และแดมเปอร์จะปิดกั้นระหว่างการเตรียม
เพื่อให้แน่ใจว่าโรงผลิตก๊าซชีวภาพมีความแน่นหนา ฟักบนถังรับและในพื้นที่ขนถ่ายต้องมีซีลยางปิดผนึก ยิ่งมีอากาศในถังน้อยลง แก๊สก็จะยิ่งสะอาดขึ้นเท่านั้น
การรวบรวมและการกำจัดก๊าซชีวภาพ
การกำจัดก๊าซชีวภาพออกจากเครื่องปฏิกรณ์เกิดขึ้นผ่านท่อ ปลายด้านหนึ่งอยู่ใต้หลังคา ปลายอีกด้านหนึ่งมักจะหย่อนลงในผนึกน้ำ นี่คือภาชนะที่มีน้ำซึ่งปล่อยก๊าซชีวภาพที่เกิดขึ้น มีท่อที่สองอยู่ในซีลน้ำ - อยู่เหนือระดับของเหลว ก๊าซชีวภาพบริสุทธิ์ออกมามากกว่านั้น มีการติดตั้งวาล์วแก๊สปิดที่ทางออกของเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพ ตัวเลือกที่ดีที่สุดคือลูกบอล
วัสดุใดบ้างที่สามารถนำมาใช้กับระบบส่งก๊าซได้? ท่อโลหะกัลวาไนซ์และท่อแก๊ส ทำด้วย HDPE หรือ PPR พวกเขาต้องตรวจสอบความแน่น ตะเข็บ และข้อต่อด้วยสบู่เหลว ท่อทั้งหมดประกอบขึ้นจากท่อและอุปกรณ์ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเท่ากัน ไม่มีการหดตัวหรือการขยายตัว
การทำให้บริสุทธิ์สิ่งสกปรก
องค์ประกอบโดยประมาณของก๊าซชีวภาพที่ได้จะเป็นดังนี้:
- มีเทน - มากถึง 60%;
- คาร์บอนไดออกไซด์ - 35%;
- สารก๊าซอื่น ๆ (รวมถึงไฮโดรเจนซัลไฟด์ซึ่งทำให้ก๊าซมีกลิ่นที่ไม่พึงประสงค์) - 5%
เพื่อให้ก๊าซชีวภาพไม่มีกลิ่นและเผาไหม้ได้ดี จำเป็นต้องกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์ ไฮโดรเจนซัลไฟด์ และไอน้ำออกจากก๊าซ คาร์บอนไดออกไซด์จะถูกลบออกในซีลน้ำ ถ้าเติมปูนขาวลงไปที่ด้านล่างของการติดตั้ง บุ๊กมาร์กดังกล่าวจะต้องเปลี่ยนเป็นระยะ (เมื่อก๊าซเริ่มไหม้แย่ลงก็ถึงเวลาเปลี่ยน)
การคายน้ำของแก๊สสามารถทำได้สองวิธี - โดยการทำซีลไฮดรอลิกในท่อส่งก๊าซ - โดยการสอดส่วนโค้งใต้ซีลไฮดรอลิกเข้าไปในท่อ ซึ่งคอนเดนเสทจะสะสมอยู่ ข้อเสียของวิธีนี้คือความจำเป็นในการล้างซีลน้ำเป็นประจำ - ด้วยน้ำที่รวบรวมไว้จำนวนมากจึงสามารถปิดกั้นทางเดินของแก๊สได้
วิธีที่สองคือการใส่แผ่นกรองด้วยซิลิกาเจล หลักการเหมือนกันกับซีลน้ำ - แก๊สถูกป้อนเข้าไปในซิลิกาเจล โดยทำให้แห้งจากใต้ฝาครอบ ด้วยวิธีการทำให้แห้งก๊าซชีวภาพนี้ ซิลิกาเจลจะต้องทำให้แห้งเป็นระยะ การทำเช่นนี้จะต้องอุ่นเครื่องในไมโครเวฟสักระยะหนึ่ง มันร้อนขึ้นความชื้นระเหย หลับไปใช้ได้อีก
ในการกำจัดไฮโดรเจนซัลไฟด์ ให้ใช้ตัวกรองที่บรรจุเศษโลหะ คุณสามารถใส่ผ้าเช็ดหน้าโลหะเก่าลงในภาชนะได้ การทำให้บริสุทธิ์เกิดขึ้นในลักษณะเดียวกันทุกประการ: ก๊าซจะถูกส่งไปยังส่วนล่างของภาชนะที่บรรจุโลหะ ผ่านการทำความสะอาดไฮโดรเจนซัลไฟด์รวบรวมในส่วนบนของตัวกรองจากตำแหน่งที่ปล่อยผ่านท่อ / ท่ออื่น
ถังแก๊สและคอมเพรสเซอร์
ก๊าซชีวภาพบริสุทธิ์เข้าสู่ถังเก็บ - ถังแก๊ส อาจเป็นถุงพลาสติกปิดผนึกภาชนะพลาสติก เงื่อนไขหลักคือความหนาแน่นของแก๊สรูปร่างและวัสดุไม่สำคัญ ก๊าซชีวภาพถูกเก็บไว้ในถังแก๊ส จากนั้นด้วยความช่วยเหลือของคอมเพรสเซอร์ ก๊าซภายใต้ความดันบางอย่าง (ที่กำหนดโดยคอมเพรสเซอร์) ถูกส่งไปยังผู้บริโภคแล้ว - ไปยังเตาแก๊สหรือหม้อไอน้ำ ก๊าซนี้ยังสามารถใช้ในการผลิตกระแสไฟฟ้าโดยใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้า
เพื่อสร้างแรงดันคงที่ในระบบหลังคอมเพรสเซอร์ ขอแนะนำให้ติดตั้งเครื่องรับ ซึ่งเป็นอุปกรณ์ขนาดเล็กสำหรับปรับระดับแรงดันไฟกระชาก
เครื่องผสม
เพื่อให้โรงงานก๊าซชีวภาพทำงานได้ตามปกติ จำเป็นต้องผสมของเหลวในเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพเป็นประจำ ขั้นตอนง่าย ๆ นี้แก้ปัญหาได้มากมาย:
- ผสมส่วนสดของโหลดกับอาณานิคมของแบคทีเรีย
- ส่งเสริมการปล่อยก๊าซที่สร้างขึ้น
- ปรับอุณหภูมิของของเหลวให้เท่ากันยกเว้นบริเวณที่อุ่นและเย็นกว่า
- รักษาความเป็นเนื้อเดียวกันของพื้นผิวป้องกันการตกตะกอนหรือพื้นผิวขององค์ประกอบบางอย่าง
โดยปกติ โรงงานก๊าซชีวภาพขนาดเล็กแบบโฮมเมดจะมีเครื่องกวนแบบกลไกซึ่งขับเคลื่อนด้วยพลังของกล้ามเนื้อ ในระบบที่มีปริมาณมาก ตัวกวนสามารถขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ที่เปิดโดยตัวจับเวลา
วิธีที่สองคือการผสมของเหลวโดยผ่านส่วนหนึ่งของก๊าซที่สร้างขึ้น ในการทำเช่นนี้หลังจากออกจาก metatank จะมีการวางทีและส่วนหนึ่งของก๊าซจะถูกเทลงในส่วนล่างของเครื่องปฏิกรณ์ซึ่งจะออกทางท่อที่มีรู ก๊าซส่วนนี้ไม่ถือว่าเป็นการบริโภค เนื่องจากยังคงเข้าสู่ระบบอีกครั้งและเป็นผลให้ไปสิ้นสุดที่ถังแก๊ส
วิธีผสมที่สามคือการปั๊มสารตั้งต้นจากส่วนล่างโดยใช้ปั๊มอุจจาระแล้วเทลงที่ด้านบน ข้อเสียของวิธีนี้คือการพึ่งพาไฟฟ้าที่มีอยู่
ระบบทำความร้อนและฉนวนกันความร้อน
แบคทีเรียโรคจิตจะทวีคูณโดยไม่ให้ความร้อนกับสารละลายที่ผ่านการแปรรูป ขั้นตอนการประมวลผลในกรณีนี้จะใช้เวลาตั้งแต่ 30 วัน และผลผลิตก๊าซจะมีน้อย ในฤดูร้อนต่อหน้าฉนวนกันความร้อนและการอุ่นโหลดสามารถเข้าถึงอุณหภูมิสูงถึง 40 องศาเมื่อการพัฒนาของแบคทีเรีย mesophilic เริ่มต้นขึ้น แต่ในฤดูหนาวการติดตั้งดังกล่าวไม่สามารถใช้งานได้จริง - กระบวนการซบเซามาก ที่อุณหภูมิต่ำกว่า +5 องศาเซลเซียส พวกมันจะแข็งตัว
สิ่งที่ให้ความร้อนและสถานที่ที่จะวาง
ใช้ความร้อนเพื่อผลลัพธ์ที่ดีที่สุด มีเหตุผลมากที่สุดคือการทำน้ำร้อนจากหม้อไอน้ำ หม้อไอน้ำสามารถทำงานโดยใช้ไฟฟ้า เชื้อเพลิงที่เป็นของแข็งหรือของเหลว นอกจากนี้ยังสามารถใช้กับก๊าซชีวภาพที่สร้างขึ้นได้ อุณหภูมิสูงสุดที่ต้องให้ความร้อนกับน้ำคือ +60°C ท่อที่ร้อนขึ้นอาจทำให้อนุภาคเกาะติดกับพื้นผิว ส่งผลให้ประสิทธิภาพการทำความร้อนลดลง
คุณยังสามารถใช้ความร้อนโดยตรง - ใส่องค์ประกอบความร้อน แต่ประการแรก มันยากที่จะจัดระเบียบการผสม และประการที่สอง วัสดุพิมพ์จะเกาะติดกับพื้นผิว ลดการถ่ายเทความร้อน องค์ประกอบความร้อนจะเผาไหม้ออกอย่างรวดเร็ว
โรงผลิตก๊าซชีวภาพสามารถให้ความร้อนได้โดยใช้เครื่องทำความร้อนแบบมาตรฐาน เพียงแค่บิดท่อเป็นขดลวด รีจิสเตอร์แบบเชื่อม ควรใช้ท่อโพลีเมอร์ - โลหะพลาสติกหรือโพรพิลีน ท่อสแตนเลสลูกฟูกก็เหมาะสมเช่นกัน วางง่ายกว่า โดยเฉพาะอย่างยิ่งในถังปฏิกรณ์ชีวภาพแนวตั้งทรงกระบอก แต่พื้นผิวลูกฟูกกระตุ้นให้เกิดตะกอนสะสม ซึ่งไม่ดีสำหรับการถ่ายเทความร้อน
เพื่อลดความเป็นไปได้ของการสะสมของอนุภาคบนองค์ประกอบความร้อน พวกมันจะถูกวางไว้ในเขตกวน เฉพาะในกรณีนี้จำเป็นต้องออกแบบทุกอย่างเพื่อให้มิกเซอร์ไม่สามารถสัมผัสท่อได้ ดูเหมือนว่าการวางเครื่องทำความร้อนจากด้านล่างมักจะดีกว่า แต่การปฏิบัติได้แสดงให้เห็นว่าเนื่องจากตะกอนที่ด้านล่างความร้อนดังกล่าวจึงไม่มีประสิทธิภาพ ดังนั้นจึงมีเหตุผลมากกว่าที่จะวางเครื่องทำความร้อนไว้บนผนังของ metatank ของโรงงานผลิตก๊าซชีวภาพ
วิธีการทำน้ำร้อน
ตามวิธีการวางท่อความร้อนอาจเป็นภายนอกหรือภายใน เมื่ออยู่ในอาคาร การทำความร้อนจะมีประสิทธิภาพ แต่การซ่อมแซมและบำรุงรักษาเครื่องทำความร้อนเป็นไปไม่ได้หากไม่มีการปิดระบบและสูบน้ำออกจากระบบ ดังนั้นจึงให้ความสนใจเป็นพิเศษกับการเลือกใช้วัสดุและคุณภาพของข้อต่อ
การให้ความร้อนช่วยเพิ่มผลผลิตของโรงงานผลิตก๊าซชีวภาพและลดเวลาในการผลิตวัตถุดิบ
เมื่อเครื่องทำความร้อนตั้งอยู่กลางแจ้ง ต้องใช้ความร้อนมากขึ้น (ค่าใช้จ่ายในการทำความร้อนเนื้อหาของโรงงานก๊าซชีวภาพจะสูงกว่ามาก) เนื่องจากความร้อนจำนวนมากถูกใช้ไปในการทำความร้อนที่ผนัง แต่ระบบพร้อมสำหรับการซ่อมแซมเสมอ และการทำความร้อนจะสม่ำเสมอมากขึ้น เนื่องจากตัวกลางได้รับความร้อนจากผนัง ข้อดีอีกอย่างของการแก้ปัญหานี้คือเครื่องกวนไม่สามารถสร้างความเสียหายให้กับระบบทำความร้อนได้
วิธีการป้องกัน
ที่ด้านล่างของหลุมขั้นแรกให้เทชั้นทรายปรับระดับแล้วเทชั้นฉนวนความร้อน อาจเป็นดินเหนียวผสมกับฟางและดินเหนียวตะกรัน ส่วนประกอบทั้งหมดเหล่านี้สามารถผสมกันได้ สามารถเทลงในชั้นแยกกันได้ พวกเขาจะปรับระดับในขอบฟ้ามีการติดตั้งกำลังการผลิตของโรงงานผลิตก๊าซชีวภาพ
ด้านข้างของเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพสามารถหุ้มฉนวนด้วยวัสดุสมัยใหม่หรือวิธีการแบบโบราณแบบคลาสสิก จากวิธีการแบบโบราณ - เคลือบด้วยดินเหนียวและฟาง มันถูกนำไปใช้ในหลายชั้น
วัสดุที่ทันสมัย คุณสามารถใช้โฟมโพลีสไตรีนอัดความหนาแน่นสูง บล็อกคอนกรีตมวลเบาความหนาแน่นต่ำ เทคโนโลยีขั้นสูงที่สุดในกรณีนี้คือโฟมโพลียูรีเทน (PPU) แต่บริการสำหรับการใช้งานนั้นไม่ถูก แต่มันกลับกลายเป็นฉนวนกันความร้อนที่ไร้รอยต่อซึ่งช่วยลดต้นทุนการทำความร้อน มีวัสดุกันความร้อนอีกชนิดหนึ่งคือแก้วโฟม ในจานมีราคาแพงมาก แต่การต่อสู้หรือเศษของมันค่อนข้างแพงและในแง่ของคุณสมบัติเกือบจะสมบูรณ์แบบ: ไม่ดูดซับความชื้นไม่กลัวการแช่แข็งทนต่อแรงสถิตได้ดีและมีการนำความร้อนต่ำ .
ก๊าซชีวภาพเป็นก๊าซที่ได้จากการหมัก (การหมัก) ของสารอินทรีย์ (เช่น ฟาง วัชพืช มูลสัตว์และมนุษย์ ขยะ ของเสียอินทรีย์จากน้ำเสียในครัวเรือนและอุตสาหกรรม เป็นต้น) ภายใต้สภาวะไร้อากาศ การผลิตก๊าซชีวภาพเกี่ยวข้องกับจุลินทรีย์ประเภทต่างๆ โดยมีฟังก์ชัน catabolic ที่หลากหลาย
องค์ประกอบของก๊าซชีวภาพ
ก๊าซชีวภาพประกอบด้วยมีเทนมากกว่าครึ่งหนึ่ง (CH 4) มีเทนประกอบด้วยก๊าซชีวภาพประมาณ 60% นอกจากนี้ ก๊าซชีวภาพยังมีคาร์บอนไดออกไซด์ (CO 2) อยู่ประมาณ 35% เช่นเดียวกับก๊าซอื่นๆ เช่น ไอน้ำ ไฮโดรเจนซัลไฟด์ คาร์บอนมอนอกไซด์ ไนโตรเจน และอื่นๆ ก๊าซชีวภาพที่ได้รับภายใต้สภาวะที่ต่างกันนั้นมีความแตกต่างกันในองค์ประกอบ ดังนั้นก๊าซชีวภาพจากมูลมนุษย์ มูลสัตว์ ของเสียจากโรงฆ่าสัตว์จึงมีมีเทนสูงถึง 70% และมีเทนประมาณ 55% จากเศษพืชจากพืช
จุลชีววิทยาของก๊าซชีวภาพ
การหมักก๊าซชีวภาพขึ้นอยู่กับชนิดของแบคทีเรียที่เกี่ยวข้อง สามารถแบ่งออกเป็นสามขั้นตอน:
อย่างแรกเรียกว่าจุดเริ่มต้นของการหมักของแบคทีเรีย แบคทีเรียอินทรีย์ต่าง ๆ ทวีคูณหลั่งเอ็นไซม์นอกเซลล์ซึ่งมีบทบาทหลักคือการทำลายสารประกอบอินทรีย์ที่ซับซ้อนด้วยการก่อตัวของไฮโดรไลซิสของสารง่าย ๆ ตัวอย่างเช่น พอลิแซ็กคาไรด์ถึงโมโนแซ็กคาไรด์ โปรตีนเป็นเปปไทด์หรือกรดอะมิโน ไขมันเป็นกลีเซอรอลและกรดไขมัน
ขั้นตอนที่สองเรียกว่าไฮโดรเจน ไฮโดรเจนเกิดขึ้นจากกิจกรรมของแบคทีเรียกรดอะซิติก บทบาทหลักของพวกเขาคือการย่อยสลายกรดอะซิติกจากแบคทีเรียเพื่อสร้างคาร์บอนไดออกไซด์และไฮโดรเจน
ขั้นตอนที่สามเรียกว่า methanogenic มันเกี่ยวข้องกับแบคทีเรียชนิดหนึ่งที่เรียกว่าเมทาโนเจน บทบาทของพวกเขาคือการใช้กรดอะซิติก ไฮโดรเจน และคาร์บอนไดออกไซด์เพื่อสร้างมีเทน
การจำแนกประเภทและลักษณะของวัตถุดิบสำหรับการหมักก๊าซชีวภาพ
วัสดุอินทรีย์ธรรมชาติเกือบทั้งหมดสามารถใช้เป็นวัตถุดิบในการหมักก๊าซชีวภาพได้ วัตถุดิบหลักในการผลิตก๊าซชีวภาพคือน้ำเสีย: น้ำเสีย; อุตสาหกรรมอาหาร ยา และเคมี ในพื้นที่ชนบท นี่คือของเสียที่เกิดขึ้นระหว่างการเก็บเกี่ยว เนื่องจากความแตกต่างของแหล่งกำเนิด กระบวนการก่อตัว องค์ประกอบทางเคมี และโครงสร้างของก๊าซชีวภาพจึงแตกต่างกัน
แหล่งที่มาของวัตถุดิบสำหรับก๊าซชีวภาพขึ้นอยู่กับแหล่งกำเนิด:
1. วัตถุดิบทางการเกษตร
วัตถุดิบเหล่านี้สามารถแบ่งออกเป็นวัตถุดิบที่อุดมด้วยไนโตรเจนและวัตถุดิบที่อุดมด้วยคาร์บอน
วัตถุดิบที่มีปริมาณไนโตรเจนสูง:
มูลคน มูลสัตว์ มูลนก อัตราส่วนคาร์บอนไนโตรเจนอยู่ที่ 25:1 หรือน้อยกว่า วัตถุดิบดังกล่าวถูกย่อยอย่างสมบูรณ์โดยทางเดินอาหารของมนุษย์หรือสัตว์ ตามกฎแล้วจะมีสารประกอบที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำจำนวนมาก น้ำในวัตถุดิบดังกล่าวถูกแปรสภาพบางส่วนและกลายเป็นส่วนหนึ่งของสารประกอบที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำ วัตถุดิบนี้มีลักษณะเฉพาะด้วยการสลายตัวแบบไม่ใช้ออกซิเจนที่ง่ายและรวดเร็วเป็นก๊าซชีวภาพ รวมทั้งผลผลิตมีเทนที่อุดมสมบูรณ์
วัตถุดิบที่มีปริมาณคาร์บอนสูง:
ฟางและแกลบ อัตราส่วนคาร์บอนไนโตรเจนคือ 40:1 มีสารประกอบโมเลกุลขนาดใหญ่: เซลลูโลส, เฮมิเซลลูโลส, เพกติน, ลิกนิน, ไขพืช การสลายตัวแบบไม่ใช้ออกซิเจนค่อนข้างช้า เพื่อเพิ่มอัตราการผลิตก๊าซ วัสดุดังกล่าวมักจะต้องมีการบำบัดล่วงหน้าก่อนการหมัก
2. น้ำเสียอินทรีย์ในเมือง
รวมถึงของเสียจากมนุษย์ น้ำเสีย ขยะอินทรีย์ น้ำเสียอินทรีย์อุตสาหกรรม กากตะกอน
3. พืชน้ำ.
รวมถึงผักตบชวา พืชน้ำอื่นๆ และสาหร่าย กำลังการผลิตตามแผนโดยประมาณของกำลังการผลิตมีลักษณะเฉพาะโดยการพึ่งพาพลังงานแสงอาทิตย์สูง พวกเขามีผลตอบแทนสูง องค์กรทางเทคโนโลยีต้องการแนวทางที่ระมัดระวังมากขึ้น การสลายตัวแบบไม่ใช้ออกซิเจนเป็นเรื่องง่าย วัฏจักรมีเทนนั้นสั้น ลักษณะเฉพาะของวัตถุดิบดังกล่าวคือจะลอยอยู่ในเครื่องปฏิกรณ์โดยไม่ผ่านการบำบัดล่วงหน้า เพื่อกำจัดสิ่งนี้ วัตถุดิบจะต้องแห้งเล็กน้อยหรือทำปุ๋ยหมักล่วงหน้าภายใน 2 วัน
แหล่งที่มาของวัตถุดิบสำหรับก๊าซชีวภาพขึ้นอยู่กับความชื้น:
1. วัตถุดิบที่เป็นของแข็ง:
ฟาง ขยะอินทรีย์ที่มีปริมาณวัตถุแห้งค่อนข้างสูง การประมวลผลของพวกเขาเกิดขึ้นตามวิธีการหมักแบบแห้ง ความยากลำบากเกิดขึ้นจากการกำจัดตะกอนของแข็งจำนวนมากออกจากเครื่องปฏิกรณ์ จำนวนวัตถุดิบทั้งหมดที่ใช้สามารถแสดงเป็นผลรวมของปริมาณของแข็ง (TS) และสารระเหย (VS) สารระเหยสามารถเปลี่ยนเป็นก๊าซมีเทนได้ ในการคำนวณสารระเหย จะมีการโหลดตัวอย่างวัตถุดิบลงในเตาเผาที่อุณหภูมิ 530-570 องศาเซลเซียส
2. วัตถุดิบที่เป็นของเหลว:
อุจจาระสด มูลสัตว์ มูล ประกอบด้วยวัตถุแห้งประมาณ 20% นอกจากนี้ ยังต้องการการเติมน้ำในปริมาณ 10% เพื่อผสมกับวัตถุดิบที่เป็นของแข็งระหว่างการหมักแบบแห้ง
3. ขยะอินทรีย์ที่มีความชื้นปานกลาง:
การผลิตแอลกอฮอล์ น้ำเสียจากโรงเยื่อกระดาษ เป็นต้น วัตถุดิบดังกล่าวประกอบด้วยโปรตีน ไขมัน และคาร์โบไฮเดรตจำนวนมาก และเป็นวัตถุดิบที่ดีสำหรับการผลิตก๊าซชีวภาพ สำหรับวัตถุดิบนี้ จะใช้อุปกรณ์ประเภท UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket - กระบวนการแบบไม่ใช้ออกซิเจนจากน้อยไปมาก)
| ชื่อขยะหมัก | อัตราการไหลของก๊าซชีวภาพเฉลี่ยระหว่างการผลิตก๊าซปกติ (ม. 3 / ม. 3 / วัน) | ผลผลิตก๊าซชีวภาพ ม. 3 /Kg/TS | อัตราการไหลของก๊าซชีวภาพ (เป็น % ของการผลิตก๊าซชีวภาพทั้งหมด) | |||
| 0-15 วัน | 25-45d | 45-75d | 75-135d | |||
| ปุ๋ยคอกแห้ง | 0,20 | 0,12 | 11 | 33,8 | 20,9 | 34,3 |
| น้ำอุตสาหกรรมเคมี | 0,40 | 0,16 | 83 | 17 | 0 | 0 |
| Rogulnik (พริก, เกาลัดน้ำ) | 0,38 | 0,20 | 23 | 45 | 32 | 0 |
| สลัดน้ำ | 0,40 | 0,20 | 23 | 62 | 15 | 0 |
| มูลหมู | 0,30 | 0,22 | 20 | 31,8 | 26 | 22,2 |
| หญ้าแห้ง | 0,20 | 0,21 | 13 | 11 | 43 | 33 |
| หลอด | 0,35 | 0,23 | 9 | 50 | 16 | 25 |
| อุจจาระของมนุษย์ | 0,53 | 0,31 | 45 | 22 | 27,3 | 5,7 |
การคำนวณกระบวนการหมักมีเทน (การหมัก)
หลักการทั่วไปของการคำนวณทางวิศวกรรมการหมักขึ้นอยู่กับการเพิ่มการโหลดวัตถุดิบอินทรีย์และการลดระยะเวลาของวัฏจักรก๊าซมีเทน
การคำนวณวัตถุดิบต่อรอบ
การโหลดวัตถุดิบมีลักษณะดังนี้: เศษส่วนมวล TS (%) เศษส่วนมวล VS (%) ความเข้มข้น COD (COD - ความต้องการออกซิเจนทางเคมีซึ่งหมายถึง COD - ตัวบ่งชี้ทางเคมีของออกซิเจน) (Kg / m 3) ความเข้มข้นขึ้นอยู่กับประเภทของอุปกรณ์การหมัก ตัวอย่างเช่น เครื่องปฏิกรณ์น้ำเสียอุตสาหกรรมสมัยใหม่คือ UASB (กระบวนการแบบไม่ใช้ออกซิเจนต้นน้ำ) สำหรับวัตถุดิบที่เป็นของแข็ง จะใช้ AF (ตัวกรองแบบไม่ใช้ออกซิเจน) ซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะน้อยกว่า 1% ของเสียจากอุตสาหกรรมเป็นวัตถุดิบสำหรับก๊าซชีวภาพมักมีความเข้มข้นสูงและจำเป็นต้องเจือจาง
ดาวน์โหลดการคำนวณความเร็ว
เพื่อกำหนดปริมาณโหลดรายวันของเครื่องปฏิกรณ์: ความเข้มข้น COD (Kg/m 3 ·d), TS (Kg/m 3 ·d), VS (Kg/m 3 ·d) ตัวชี้วัดเหล่านี้เป็นตัวชี้วัดที่สำคัญในการประเมินประสิทธิภาพของก๊าซชีวภาพ จำเป็นต้องพยายาม จำกัด ภาระและในขณะเดียวกันก็มีการผลิตก๊าซในระดับสูง
การคำนวณอัตราส่วนของปริมาตรเครื่องปฏิกรณ์ต่อปริมาณก๊าซที่ส่งออก
ตัวบ่งชี้นี้เป็นตัวบ่งชี้ที่สำคัญสำหรับการประเมินประสิทธิภาพของเครื่องปฏิกรณ์ วัดเป็น Kg/m 3 d.
ผลผลิตก๊าซชีวภาพต่อหน่วยมวลของการหมัก
ตัวบ่งชี้นี้แสดงถึงสถานะปัจจุบันของการผลิตก๊าซชีวภาพ ตัวอย่างเช่น ปริมาตรของตัวเก็บก๊าซคือ 3 ม. 3 . 10 Kg/TS ให้บริการทุกวัน ผลผลิตก๊าซชีวภาพคือ 3/10 = 0.3 (m 3 /Kg/TS) ขึ้นอยู่กับสถานการณ์ สามารถใช้ปริมาณก๊าซตามทฤษฎีหรือปริมาณก๊าซจริง
ผลผลิตทางทฤษฎีของก๊าซชีวภาพถูกกำหนดโดยสูตร:
การผลิตมีเทน (E):
อี = 0.37A + 0.49B + 1.04C
การผลิตคาร์บอนไดออกไซด์ (D):
D = 0.37A + 0.49B + 0.36C โดยที่ A คือปริมาณคาร์โบไฮเดรตต่อกรัมของวัสดุหมัก B คือโปรตีน C คือปริมาณไขมัน
ปริมาณไฮดรอลิก
เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ จำเป็นต้องลดเวลาในการหมัก มีความสัมพันธ์กับการสูญเสียจุลินทรีย์หมักในระดับหนึ่ง ปัจจุบัน เครื่องปฏิกรณ์ที่มีประสิทธิภาพบางเครื่องมีเวลาการหมักที่ 12 วันหรือน้อยกว่านั้น ปริมาตรไฮดรอลิกคำนวณโดยการนับปริมาณการป้อนวัตถุดิบในแต่ละวัน นับจากวันที่เริ่มการบรรจุวัตถุดิบ และขึ้นอยู่กับเวลาพักในเครื่องปฏิกรณ์ ตัวอย่างเช่น การหมักที่อุณหภูมิ 35 องศาเซลเซียส ความเข้มข้นของอาหาร 8% (TS ทั้งหมด) ปริมาณอาหารสัตว์ต่อวัน 50 ม. 3 มีการวางแผนระยะเวลาการหมักของเครื่องปฏิกรณ์ 20 วัน ปริมาณไฮดรอลิกจะเป็น: 50 20 \u003d 100 m 3
การกำจัดสารปนเปื้อนอินทรีย์
การผลิตก๊าซชีวภาพก็เหมือนกับการผลิตทางชีวเคมีอื่นๆ ที่มีของเสีย ของเสียจากการผลิตทางชีวเคมีอาจเป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมในกรณีที่มีการกำจัดของเสียที่ไม่สามารถควบคุมได้ เช่น ตกแม่น้ำข้างบ้าน โรงงานผลิตก๊าซชีวภาพขนาดใหญ่สมัยใหม่ผลิตของเสียได้หลายพันถึงหมื่นกิโลกรัมต่อวัน องค์ประกอบเชิงคุณภาพและวิธีการกำจัดของเสียของโรงงานก๊าซชีวภาพขนาดใหญ่ถูกควบคุมโดยห้องปฏิบัติการขององค์กรและบริการด้านสิ่งแวดล้อมของรัฐ โรงผลิตก๊าซชีวภาพในฟาร์มขนาดเล็กไม่มีการควบคุมดังกล่าวด้วยเหตุผลสองประการคือ 1) เนื่องจากมีขยะเพียงเล็กน้อย จึงไม่เป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมเพียงเล็กน้อย 2) การดำเนินการวิเคราะห์เชิงคุณภาพของของเสียต้องใช้อุปกรณ์ห้องปฏิบัติการเฉพาะและบุคลากรที่เชี่ยวชาญเป็นพิเศษ เกษตรกรรายย่อยไม่มีสิ่งนี้ และหน่วยงานของรัฐถือว่าการควบคุมดังกล่าวไม่เหมาะสม
ตัวบ่งชี้ระดับการปนเปื้อนของเสียจากเครื่องปฏิกรณ์ก๊าซชีวภาพคือ COD (ดัชนีเคมีของออกซิเจน)
ใช้ความสัมพันธ์ทางคณิตศาสตร์ต่อไปนี้: อัตราการโหลดสารอินทรีย์ COD Kg/m 3 ·d= ความเข้มข้นในการโหลด COD (Kg/m 3) / เวลาการจัดเก็บไฮดรอลิก (d)
อัตราการไหลของก๊าซในปริมาตรของเครื่องปฏิกรณ์ (กก./(ม. 3 วัน)) = ผลผลิตก๊าซชีวภาพ (ม. 3 / กก.) / อัตราการโหลดสารอินทรีย์ COD กก./(ม. 3 วัน)
ข้อดีของโรงไฟฟ้าก๊าซชีวภาพ:
ของเสียที่เป็นของแข็งและของเหลวมีกลิ่นเฉพาะที่ขับไล่แมลงวันและสัตว์ฟันแทะ
ความสามารถในการผลิตผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายที่มีประโยชน์ - มีเทนซึ่งเป็นเชื้อเพลิงที่สะอาดและสะดวกสบาย
ในกระบวนการหมักเมล็ดวัชพืชและเชื้อโรคบางชนิดตาย
ในระหว่างกระบวนการหมัก ไนโตรเจน ฟอสฟอรัส โพแทสเซียม และส่วนผสมอื่น ๆ ของปุ๋ยจะได้รับการเก็บรักษาไว้เกือบทั้งหมด ส่วนหนึ่งของไนโตรเจนอินทรีย์จะถูกแปลงเป็นแอมโมเนียไนโตรเจน และเพิ่มมูลค่าของมัน
กากหมักสามารถใช้เป็นอาหารสัตว์ได้
การหมักก๊าซชีวภาพไม่จำเป็นต้องใช้ออกซิเจนจากอากาศ
กากตะกอนไร้อากาศสามารถเก็บไว้ได้หลายเดือนโดยไม่ต้องเติมสารอาหาร จากนั้นเมื่อบรรจุวัตถุดิบ การหมักก็สามารถเริ่มต้นใหม่ได้อย่างรวดเร็ว
ข้อเสียของโรงไฟฟ้าก๊าซชีวภาพ:
อุปกรณ์ที่ซับซ้อนและต้องใช้เงินลงทุนค่อนข้างมากในการก่อสร้าง
จำเป็นต้องมีการก่อสร้าง การจัดการ และการบำรุงรักษาในระดับสูง
การขยายพันธุ์แบบไม่ใช้ออกซิเจนในระยะเริ่มต้นของการหมักทำได้ช้า
คุณสมบัติของกระบวนการหมักมีเทนและการควบคุมกระบวนการ:
1. อุณหภูมิในการผลิตก๊าซชีวภาพ
อุณหภูมิในการผลิตก๊าซชีวภาพสามารถอยู่ในช่วงอุณหภูมิที่ค่อนข้างกว้าง 4~65°C เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น อัตราการผลิตก๊าซชีวภาพจะเพิ่มขึ้นแต่ไม่ใช่เชิงเส้น อุณหภูมิ 40~55°C เป็นเขตการเปลี่ยนแปลงสำหรับกิจกรรมที่สำคัญของจุลินทรีย์ต่างๆ ได้แก่ แบคทีเรียทนความร้อนและแบคทีเรีย อัตราการหมักแบบไม่ใช้ออกซิเจนสูงสุดเกิดขึ้นในช่วงอุณหภูมิแคบที่ 50~55°C ที่อุณหภูมิการหมักที่ 10°C เป็นเวลา 90 วัน อัตราการไหลของก๊าซคือ 59% แต่อัตราการไหลเดียวกันที่อุณหภูมิการหมักที่ 30°C จะเกิดขึ้นใน 27 วัน
การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างกะทันหันจะส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อการผลิตก๊าซชีวภาพ โครงการโรงงานผลิตก๊าซชีวภาพจำเป็นต้องจัดให้มีการควบคุมพารามิเตอร์เช่นอุณหภูมิ การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิที่มากกว่า 5°C จะลดประสิทธิภาพของเครื่องปฏิกรณ์ก๊าซชีวภาพลงอย่างมาก ตัวอย่างเช่น หากอุณหภูมิในเครื่องปฏิกรณ์ก๊าซชีวภาพอยู่ที่ 35°C เป็นเวลานานและลดลงโดยไม่คาดคิดถึง 20°C การผลิตเครื่องปฏิกรณ์ก๊าซชีวภาพจะหยุดลงเกือบทั้งหมด
2. วัสดุปลูกถ่ายอวัยวะ
เพื่อให้การหมักมีเทนสมบูรณ์ จำเป็นต้องมีจุลินทรีย์จำนวนหนึ่งและบางชนิด ตะกอนที่อุดมไปด้วยจุลินทรีย์มีเทนเรียกว่าตะกอนดินเผา การหมักก๊าซชีวภาพเป็นที่แพร่หลายในธรรมชาติ และสถานที่ที่มีการต่อกิ่งก็แพร่หลายเช่นกัน เหล่านี้คือ: กากตะกอนน้ำเสีย กากตะกอน ตะกอนด้านล่างของบ่อปุ๋ย กากตะกอนน้ำเสียต่างๆ กากย่อยอาหาร ฯลฯ เนื่องจากอินทรียวัตถุที่อุดมสมบูรณ์และสภาวะที่ไม่ใช้ออกซิเจนที่ดี พวกมันจึงก่อตัวเป็นชุมชนจุลินทรีย์ที่อุดมสมบูรณ์
การเพิ่มเมล็ดพืชลงในเครื่องปฏิกรณ์ก๊าซชีวภาพใหม่เป็นครั้งแรกสามารถลดระยะเวลาการชะงักงันได้อย่างมาก ในเครื่องปฏิกรณ์ก๊าซชีวภาพใหม่ จำเป็นต้องป้อนหัวเชื้อด้วยตนเอง เมื่อใช้ของเสียจากอุตสาหกรรมเป็นวัตถุดิบต้องให้ความสนใจเป็นพิเศษกับสิ่งนี้
3. สภาพแวดล้อมที่ไม่ใช้ออกซิเจน
สภาพแวดล้อมที่ไม่ใช้ออกซิเจนจะถูกกำหนดโดยระดับของแอนแอโรบิก โดยปกติศักย์รีดอกซ์มักจะแสดงด้วยค่าเอ๊ะ ภายใต้สภาวะไร้อากาศ Eh มีค่าเป็นลบ สำหรับแบคทีเรียมีเทนแบบไม่ใช้ออกซิเจน Eh อยู่ในช่วง -300 ~ -350mV แบคทีเรียบางชนิดที่ผลิตกรดคณะสามารถมีชีวิตปกติที่ Eh -100~+100mV
เพื่อให้แน่ใจว่าสภาวะที่ไม่ใช้ออกซิเจน ควรสร้างเครื่องปฏิกรณ์ก๊าซชีวภาพปิดอย่างแน่นหนาเพื่อให้แน่ใจว่าน้ำมีความหนาแน่นและไม่มีการรั่วไหล สำหรับเครื่องปฏิกรณ์ก๊าซชีวภาพอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ ค่า Eh จะถูกควบคุมเสมอ สำหรับเครื่องปฏิกรณ์ก๊าซชีวภาพในฟาร์มขนาดเล็ก มีปัญหาในการควบคุมค่านี้เนื่องจากต้องซื้ออุปกรณ์ราคาแพงและซับซ้อน
4. การควบคุมความเป็นกรดของตัวกลาง (pH) ในเครื่องปฏิกรณ์ก๊าซชีวภาพ
เมทาโนเจนต้องการช่วง pH ภายในช่วงที่แคบมาก pH เฉลี่ย=7. การหมักเกิดขึ้นในช่วง pH 6.8 ถึง 7.5 การควบคุมค่า pH ใช้ได้กับเครื่องปฏิกรณ์ก๊าซชีวภาพขนาดเล็ก ในการทำเช่นนี้ เกษตรกรจำนวนมากใช้แถบกระดาษบ่งชี้สารสีน้ำเงินแบบใช้แล้วทิ้ง ในองค์กรขนาดใหญ่มักใช้อุปกรณ์ควบคุม pH แบบอิเล็กทรอนิกส์ ภายใต้สถานการณ์ปกติ ความสมดุลของการหมักมีเทนเป็นกระบวนการทางธรรมชาติ โดยปกติแล้วจะไม่มีการปรับ pH เฉพาะในบางกรณีของการจัดการที่ผิดพลาดเท่านั้นที่จะปรากฏการสะสมของกรดระเหยจำนวนมากทำให้ pH ลดลง
มาตรการลดผลกระทบของความเป็นกรดของค่า pH ที่เพิ่มขึ้น ได้แก่:
(1) เปลี่ยนส่วนหนึ่งของตัวกลางในเครื่องปฏิกรณ์ก๊าซชีวภาพ และทำให้เนื้อหาของกรดระเหยเจือจางลง สิ่งนี้จะเพิ่มค่า pH
(2) เพิ่มขี้เถ้าหรือแอมโมเนียเพื่อเพิ่ม pH
(3) ปรับ pH ด้วยมะนาว มาตรการนี้มีประสิทธิภาพโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับกรณีที่มีระดับกรดสูงเป็นพิเศษ
5. การผสมตัวกลางในเครื่องปฏิกรณ์ก๊าซชีวภาพ
ในถังหมักแบบธรรมดา การหมักมักจะแยกตัวกลางออกเป็นสี่ชั้น: เปลือกโลกด้านบน ส่วนลอยเหนือตะกอน ชั้นที่ใช้งาน และชั้นกากตะกอน
วัตถุประสงค์ของการผสม:
1) ย้ายแบคทีเรียที่ใช้งานไปยังส่วนใหม่ของวัตถุดิบหลัก เพิ่มพื้นผิวสัมผัสของจุลินทรีย์และวัตถุดิบเพื่อเร่งความเร็วของการผลิตก๊าซชีวภาพ เพิ่มประสิทธิภาพของการใช้วัตถุดิบ
2) หลีกเลี่ยงการก่อตัวของเปลือกโลกหนาซึ่งสร้างความต้านทานต่อการปล่อยก๊าซชีวภาพ การผสมเป็นสิ่งจำเป็นอย่างยิ่งสำหรับวัตถุดิบ เช่น ฟาง วัชพืช ใบไม้ ฯลฯ ในชั้นเปลือกหนามีการสร้างเงื่อนไขสำหรับการสะสมของกรดซึ่งเป็นที่ยอมรับไม่ได้
วิธีการผสม:
1) การผสมทางกลด้วยล้อประเภทต่างๆ ที่ติดตั้งภายในพื้นที่ทำงานของเครื่องปฏิกรณ์ก๊าซชีวภาพ
2) ผสมกับก๊าซชีวภาพที่นำมาจากส่วนบนของเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพและจ่ายไปยังส่วนล่างด้วยแรงดันส่วนเกิน
3) การกวนด้วยปั๊มไฮดรอลิกหมุนเวียน
6. อัตราส่วนของคาร์บอนต่อไนโตรเจน
การหมักที่มีประสิทธิภาพจะได้รับการส่งเสริมโดยอัตราส่วนที่เหมาะสมของสารอาหารเท่านั้น ตัวบ่งชี้หลักคืออัตราส่วนของคาร์บอนต่อไนโตรเจน (C:N) อัตราส่วนที่เหมาะสมคือ 25:1 จากการศึกษาจำนวนมากแสดงให้เห็นว่าขีดจำกัดอัตราส่วนที่เหมาะสมคือ 20-30:1 และการผลิตก๊าซชีวภาพลดลงอย่างมีนัยสำคัญที่อัตราส่วน 35:1 การศึกษาทดลองแสดงให้เห็นว่าการหมักก๊าซชีวภาพสามารถทำได้ที่อัตราส่วนคาร์บอนต่อไนโตรเจนที่ 6:1
7. ความดัน
แบคทีเรียมีเทนสามารถปรับให้เข้ากับแรงดันน้ำสูง (ประมาณ 40 เมตรขึ้นไป) แต่พวกมันไวต่อการเปลี่ยนแปลงของแรงดันอย่างมาก และด้วยเหตุนี้จึงจำเป็นต้องมีแรงดันคงที่ (ไม่มีแรงดันตกกะทันหัน) การเปลี่ยนแปลงแรงดันที่สำคัญอาจเกิดขึ้นได้ในกรณีของ: การใช้ก๊าซชีวภาพเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ, การโหลดเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพที่มีวัตถุดิบหลักค่อนข้างเร็วและค่อนข้างมาก หรือการขนถ่ายเครื่องปฏิกรณ์ที่คล้ายคลึงกันออกจากแหล่งสะสม (การทำความสะอาด)
วิธีรักษาความดันให้คงที่:
2) การจัดหาวัตถุดิบหลักที่สดใหม่และการทำความสะอาดควรดำเนินการพร้อมกันและในอัตราการปล่อยที่เท่ากัน
3) การติดตั้งฝาครอบลอยบนเครื่องปฏิกรณ์ก๊าซชีวภาพช่วยให้คุณรักษาแรงดันที่ค่อนข้างคงที่
8. ตัวกระตุ้นและตัวยับยั้ง
สารบางชนิดหลังจากเติมในปริมาณเล็กน้อยจะช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของเครื่องปฏิกรณ์ก๊าซชีวภาพ สารดังกล่าวเรียกว่าตัวกระตุ้น แม้ว่าสารอื่นๆ ที่เติมในปริมาณเล็กน้อยจะนำไปสู่การยับยั้งกระบวนการในเครื่องปฏิกรณ์ก๊าซชีวภาพอย่างมีนัยสำคัญ สารดังกล่าวเรียกว่าสารยับยั้ง
รู้จักสารกระตุ้นหลายชนิด รวมทั้งเอนไซม์บางชนิด เกลืออนินทรีย์ สารอินทรีย์และสารอนินทรีย์ ตัวอย่างเช่น การเพิ่มเอนไซม์เซลลูเลสในปริมาณหนึ่งจะช่วยอำนวยความสะดวกในการผลิตก๊าซชีวภาพอย่างมาก การเติมออกไซด์ที่สูงขึ้น 5 มก./กก. (R 2 O 5) สามารถเพิ่มการผลิตก๊าซได้ 17% อัตราการไหลของก๊าซชีวภาพสำหรับวัตถุดิบหลักจากฟางและอื่นๆ ในทำนองเดียวกันสามารถเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญโดยการเติมแอมโมเนียมไบคาร์บอเนต (NH 4 HCO 3) ตัวกระตุ้นยังเป็นถ่านกัมมันต์หรือพีท การป้อนไฮโดรเจนลงในเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพสามารถเพิ่มการผลิตมีเทนได้อย่างมาก
สารยับยั้งส่วนใหญ่หมายถึงสารประกอบไอออนของโลหะ เกลือ สารฆ่าเชื้อรา
การจำแนกประเภทของกระบวนการหมัก
การหมักมีเทนเป็นการหมักแบบไม่ใช้ออกซิเจนอย่างเคร่งครัด กระบวนการหมักแบ่งออกเป็นประเภทต่อไปนี้:
จำแนกตามอุณหภูมิการหมัก
สามารถแบ่งออกเป็นการหมักแบบอุณหภูมิแบบ "ธรรมชาติ" (การหมักแบบปรับอุณหภูมิได้) ในกรณีนี้ อุณหภูมิการหมักจะอยู่ที่ประมาณ 35°C และกระบวนการหมักที่อุณหภูมิสูง (ประมาณ 53°C)
จำแนกตามความแตกต่าง
ตามการหมักที่แตกต่างกันสามารถแบ่งออกเป็นการหมักแบบขั้นตอนเดียวการหมักแบบสองขั้นตอนและการหมักแบบหลายขั้นตอน
1) การหมักแบบขั้นตอนเดียว
หมายถึงประเภทการหมักที่พบบ่อยที่สุด สิ่งนี้ใช้กับอุปกรณ์ที่ผลิตกรดและมีเทนเกิดขึ้นพร้อมกัน การหมักแบบขั้นตอนเดียวอาจมีประสิทธิภาพน้อยกว่าในแง่ของ BOD (ความต้องการออกซิเจนทางชีวภาพ) มากกว่าการหมักแบบสองขั้นตอนและหลายขั้นตอน
2) การหมักแบบสองขั้นตอน
บนพื้นฐานของการหมักแยกของกรดและจุลินทรีย์ที่เป็นก๊าซ จุลินทรีย์ทั้งสองชนิดนี้มีความต้องการทางสรีรวิทยาและโภชนาการที่แตกต่างกัน การเจริญเติบโต ลักษณะการเผาผลาญ และด้านอื่นๆ มีความแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ การหมักแบบสองขั้นตอนสามารถปรับปรุงผลผลิตก๊าซชีวภาพและการสลายตัวของกรดไขมันระเหยได้อย่างมาก ทำให้วงจรการหมักสั้นลง ช่วยประหยัดต้นทุนการดำเนินงานได้อย่างมาก ขจัดมลพิษอินทรีย์จากของเสียได้อย่างมีประสิทธิภาพ
3) การหมักแบบหลายขั้นตอน
ใช้สำหรับวัตถุดิบหลักที่อุดมไปด้วยเซลลูโลสในลำดับต่อไปนี้:
(1) ผลิตไฮโดรไลซิสของวัสดุเซลลูโลสในที่ที่มีกรดและด่าง มีการผลิตกลูโคส
(2) ใส่หัวเชื้อ ซึ่งมักจะเป็นกากตะกอนหรือน้ำเสียจากเครื่องปฏิกรณ์ก๊าซชีวภาพ
(3) สร้างสภาวะที่เหมาะสมสำหรับการผลิตแบคทีเรียที่เป็นกรด (ผลิตกรดระเหย): pH=5.7 (แต่ไม่เกิน 6.0), Eh=-240mV, อุณหภูมิ 22°C. ในขั้นตอนนี้กรดระเหยดังกล่าวจะเกิดขึ้น: อะซิติก, โพรพิโอนิก, บิวทีริก, ไอโซบิวทีริก
(4) สร้างสภาวะที่เหมาะสมสำหรับการผลิตแบคทีเรียมีเทน: pH=7.4-7.5, Eh=-330mV, อุณหภูมิ 36-37°C
จำแนกตามช่วงเวลา
เทคโนโลยีการหมักแบ่งออกเป็นแบบกลุ่ม การหมักแบบต่อเนื่อง การหมักแบบกึ่งต่อเนื่อง
1) การหมักเป็นระยะ
วัตถุดิบและวัสดุสำหรับการปลูกถ่ายอวัยวะจะถูกบรรจุลงในเครื่องปฏิกรณ์ก๊าซชีวภาพในแต่ละครั้งและนำไปหมัก วิธีนี้ใช้เมื่อมีปัญหาและความไม่สะดวกในการโหลดวัตถุดิบหลักรวมถึงการขนถ่ายของเสีย ตัวอย่างเช่น ไม่บดฟางหรือก้อนขยะอินทรีย์ขนาดใหญ่
2) การหมักอย่างต่อเนื่อง
ซึ่งรวมถึงกรณีที่วัตถุดิบถูกโหลดเข้าไปในเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพหลายครั้งต่อวันและนำของเสียจากการหมักออก
3) การหมักแบบกึ่งต่อเนื่อง
สิ่งนี้ใช้กับเครื่องปฏิกรณ์ก๊าซชีวภาพ ซึ่งถือเป็นเรื่องปกติที่จะเพิ่มวัตถุดิบที่แตกต่างกันเป็นครั้งคราวในปริมาณที่ไม่เท่ากัน โครงการทางเทคโนโลยีดังกล่าวมักใช้โดยฟาร์มขนาดเล็กในประเทศจีนและเกี่ยวข้องกับลักษณะเฉพาะของการจัดการทางการเกษตร ทำงาน เครื่องปฏิกรณ์ก๊าซชีวภาพสำหรับการหมักแบบกึ่งต่อเนื่องสามารถมีความแตกต่างในการออกแบบที่หลากหลาย โครงสร้างเหล่านี้จะกล่าวถึงด้านล่าง
โครงการที่ 1 เครื่องปฏิกรณ์ก๊าซชีวภาพที่มีฝาปิดตายตัว
ลักษณะการออกแบบ: การผสมผสานระหว่างห้องหมักและห้องเก็บก๊าซชีวภาพในอาคารเดียว: การหมักวัตถุดิบในส่วนล่าง ก๊าซชีวภาพจะถูกเก็บไว้ที่ส่วนบน
หลักการทำงาน:
ก๊าซชีวภาพออกมาจากของเหลวและถูกรวบรวมไว้ใต้ฝาครอบเครื่องปฏิกรณ์ก๊าซชีวภาพในโดม ความดันก๊าซชีวภาพจะสมดุลโดยน้ำหนักของของเหลว ยิ่งแรงดันแก๊สมากเท่าไร ของเหลวก็จะยิ่งออกจากห้องหมักมากขึ้นเท่านั้น ยิ่งแรงดันแก๊สต่ำ ของเหลวก็จะเข้าสู่ห้องหมักมากขึ้น ระหว่างการทำงานของเครื่องปฏิกรณ์ก๊าซชีวภาพ จะมีของเหลวและก๊าซอยู่ภายในอยู่เสมอ แต่ในสัดส่วนที่ต่างกัน
โครงการที่ 2 เครื่องปฏิกรณ์ก๊าซชีวภาพพร้อมฝาลอย
โครงการที่ 3 เครื่องปฏิกรณ์ก๊าซชีวภาพที่มีฝาปิดตายตัวและถังแก๊สภายนอก
คุณสมบัติการออกแบบ: 1) แทนที่จะเป็นฝาลอย แต่ก็มีถังแก๊สที่สร้างขึ้นแยกต่างหาก; 2) แรงดันทางออกของก๊าซชีวภาพคงที่
ข้อดีของโครงการหมายเลข 3: 1) เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการทำงานของหัวเผาก๊าซชีวภาพที่ต้องการระดับแรงดันที่แน่นอน 2) ด้วยกิจกรรมการหมักต่ำในเครื่องปฏิกรณ์ก๊าซชีวภาพ จึงเป็นไปได้ที่จะให้แรงดันก๊าซชีวภาพที่คงที่และสูงแก่ผู้บริโภค
แนวทางการสร้างเครื่องปฏิกรณ์ก๊าซชีวภาพในประเทศ
GB/T 4750-2002 เครื่องปฏิกรณ์ก๊าซชีวภาพในประเทศ
GB/T 4751-2002 การประกันคุณภาพของเครื่องปฏิกรณ์ก๊าซชีวภาพที่อยู่อาศัย
GB/T 4752-2002 กฎสำหรับการสร้างเครื่องปฏิกรณ์ก๊าซชีวภาพในประเทศ
GB 175 -1999 ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์, ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ธรรมดา
GB 134-1999 ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ ปูนซีเมนต์ปอยภูเขาไฟ และซีเมนต์เถ้าลอย
GB 50203-1998 การก่อสร้างและการยอมรับการก่ออิฐ
JGJ52-1992 มาตรฐานคุณภาพคอนกรีตทรายธรรมดา วิธีการทดสอบ
JGJ53-1992 มาตรฐานคุณภาพสำหรับหินบดธรรมดาหรือคอนกรีตกรวด วิธีการทดสอบ
JGJ81 -1985 ลักษณะทางกลของคอนกรีตธรรมดา วิธีการทดสอบ
JGJ/T 23-1992 ข้อมูลทางเทคนิคสำหรับการทดสอบกำลังอัดแรงอัดของคอนกรีต
JGJ70 -90 ครก. วิธีทดสอบคุณสมบัติพื้นฐาน
GB 5101-1998 อิฐ
GB 50164-92 การควบคุมคุณภาพคอนกรีต
สุญญากาศ
การออกแบบเครื่องปฏิกรณ์ก๊าซชีวภาพให้แรงดันภายใน 8000 (หรือ 4000 Pa) ระดับการรั่วไหลหลังจาก 24 ชั่วโมงน้อยกว่า 3%
หน่วยการผลิตก๊าซชีวภาพต่อปริมาตรเครื่องปฏิกรณ์
สำหรับสภาวะการผลิตก๊าซชีวภาพที่น่าพอใจ ถือว่าเป็นเรื่องปกติเมื่อผลิตก๊าซชีวภาพ 0.20-0.40 m3 ต่อลูกบาศก์เมตรของปริมาตรเครื่องปฏิกรณ์
ปริมาณการจัดเก็บก๊าซปกติคือ 50% ของการผลิตก๊าซชีวภาพรายวัน
ปัจจัยด้านความปลอดภัยไม่น้อยกว่า K=2,65
อายุการใช้งานปกติอย่างน้อย 20 ปี
โหลดสด 2 kN/m 2 .
ค่าความจุแบริ่งของโครงสร้างฐานรากอย่างน้อย 50 kPa
ถังแก๊สได้รับการออกแบบสำหรับแรงดันไม่เกิน 8000 Pa และฝาครอบแบบลอยตัวสำหรับแรงดันไม่เกิน 4000 Pa
ขีด จำกัด แรงดันสูงสุดสำหรับสระไม่เกิน 12000 Pa
ความหนาต่ำสุดของส่วนโค้งโค้งของเครื่องปฏิกรณ์ไม่น้อยกว่า 250 มม.
โหลดสูงสุดของเครื่องปฏิกรณ์คือ 90% ของปริมาตร
การออกแบบเครื่องปฏิกรณ์จัดให้มีที่ใต้ฝาครอบเครื่องปฏิกรณ์สำหรับการลอยตัวของก๊าซ ซึ่งคิดเป็น 50% ของการผลิตก๊าซชีวภาพในแต่ละวัน
ปริมาตรของเครื่องปฏิกรณ์คือ 6 ม. 3 อัตราการไหลของก๊าซคือ 0.20 ม. 3 / ม. 3 / วัน
เป็นไปได้ที่จะสร้างเครื่องปฏิกรณ์ที่มีปริมาตร 4 ม. 3 , 8 ม. 3 , 10 ม. 3 ตามภาพวาดเหล่านี้ สำหรับสิ่งนี้ จำเป็นต้องใช้ค่ามิติการแก้ไขที่ระบุในตารางในภาพวาด
การเตรียมการสำหรับการสร้างเครื่องปฏิกรณ์ก๊าซชีวภาพ
การเลือกประเภทเครื่องปฏิกรณ์ก๊าซชีวภาพขึ้นอยู่กับปริมาณและลักษณะของวัตถุดิบหมัก นอกจากนี้ ทางเลือกยังขึ้นอยู่กับสภาพอุทกธรณีวิทยาและภูมิอากาศในท้องถิ่น และระดับของเทคโนโลยีการก่อสร้าง
เครื่องปฏิกรณ์ก๊าซชีวภาพในครัวเรือนควรอยู่ใกล้ห้องน้ำและห้องปศุสัตว์ในระยะไม่เกิน 25 เมตร ตำแหน่งของเครื่องปฏิกรณ์ก๊าซชีวภาพควรอยู่ใต้ลมและมีแสงแดดส่องบนพื้นแข็งที่มีระดับน้ำใต้ดินต่ำ
ในการเลือกการออกแบบเครื่องปฏิกรณ์ก๊าซชีวภาพ ให้ใช้ตารางการใช้วัสดุก่อสร้างด้านล่าง
| ปริมาณเครื่องปฏิกรณ์, ม. 3 | |||||
| 4 | 6 | 8 | 10 | ||
| ปริมาณ ม. 3 | 1,828 | 2,148 | 2,508 | 2,956 | |
| ปูนซีเมนต์กก. | 523 | 614 | 717 | 845 | |
| ทรายม.3 | 0,725 | 0,852 | 0,995 | 1,172 | |
| กรวดม 3 | 1,579 | 1,856 | 2,167 | 2,553 | |
| ปริมาณ ม. 3 | 0,393 | 0,489 | 0,551 | 0,658 | |
| ปูนซีเมนต์กก. | 158 | 197 | 222 | 265 | |
| ทรายม.3 | 0,371 | 0,461 | 0,519 | 0,620 | |
| ปูนซีเมนต์ | ปูนซีเมนต์กก. | 78 | 93 | 103 | 120 |
| จำนวนวัสดุทั้งหมด | ปูนซีเมนต์กก. | 759 | 904 | 1042 | 1230 |
| ทรายม.3 | 1,096 | 1,313 | 1,514 | 1,792 | |
| กรวดม 3 | 1,579 | 1,856 | 2,167 | 2,553 | |
| ปริมาณเครื่องปฏิกรณ์, ม. 3 | |||||
| 4 | 6 | 8 | 10 | ||
| ปริมาณ ม. 3 | 1,540 | 1,840 | 2,104 | 2,384 | |
| ปูนซีเมนต์กก. | 471 | 561 | 691 | 789 | |
| ทรายม.3 | 0,863 | 0,990 | 1,120 | 1,260 | |
| กรวดม 3 | 1,413 | 1,690 | 1,900 | 2,170 | |
| ฉาบปูนสำเร็จรูป | ปริมาณ ม. 3 | 0,393 | 0,489 | 0,551 | 0,658 |
| ปูนซีเมนต์กก. | 158 | 197 | 222 | 265 | |
| ทรายม.3 | 0,371 | 0,461 | 0,519 | 0,620 | |
| ปูนซีเมนต์ | ปูนซีเมนต์กก. | 78 | 93 | 103 | 120 |
| จำนวนวัสดุทั้งหมด | ปูนซีเมนต์กก. | 707 | 851 | 1016 | 1174 |
| ทรายม.3 | 1,234 | 1,451 | 1,639 | 1,880 | |
| กรวดม 3 | 1,413 | 1,690 | 1,900 | 2,170 | |
| วัสดุเหล็ก | เส้นผ่านศูนย์กลางแท่งเหล็ก 12 มม. กก. | 14 | 18,98 | 20,98 | 23,00 |
| เส้นผ่านศูนย์กลางเสริมเหล็ก 6.5 มม. กก. | 10 | 13,55 | 14,00 | 15,00 | |
| ปริมาณเครื่องปฏิกรณ์, ม. 3 | |||||
| 4 | 6 | 8 | 10 | ||
| ปริมาณ ม. 3 | 1,257 | 1,635 | 2,017 | 2,239 | |
| ปูนซีเมนต์กก. | 350 | 455 | 561 | 623 | |
| ทรายม.3 | 0,622 | 0,809 | 0,997 | 1,107 | |
| กรวดม 3 | 0,959 | 1,250 | 1,510 | 1,710 | |
| ฉาบปูนสำเร็จรูป | ปริมาณ ม. 3 | 0,277 | 0,347 | 0,400 | 0,508 |
| ปูนซีเมนต์กก. | 113 | 142 | 163 | 208 | |
| ทรายม.3 | 0,259 | 0,324 | 0,374 | 0,475 | |
| ปูนซีเมนต์ | ปูนซีเมนต์กก. | 6 | 7 | 9 | 11 |
| จำนวนวัสดุทั้งหมด | ปูนซีเมนต์กก. | 469 | 604 | 733 | 842 |
| ทรายม.3 | 0,881 | 1,133 | 1,371 | 1,582 | |
| กรวดม 3 | 0,959 | 1,250 | 1,540 | 1,710 | |
| คำอธิบาย | การกำหนดบนภาพวาด |
| วัสดุ: | |
| Shtruba (ร่องลึกในพื้นดิน) |  |
 |
|
 |
|
 |
|
 |
|
 |
|
 |
|
 |
|
 |
|
 |
|
| สัญลักษณ์: | |
| ลิงค์ไปยังส่วนการวาดภาพ ตัวเลขด้านบนระบุหมายเลขชิ้นส่วน ตัวเลขด้านล่างระบุหมายเลขภาพวาดพร้อมคำอธิบายโดยละเอียดของชิ้นส่วน หากมีการระบุเครื่องหมาย "-" แทนตัวเลขที่ต่ำกว่า แสดงว่ามีการแสดงคำอธิบายโดยละเอียดของชิ้นส่วนในภาพวาดนี้ | |
| ตัดรายละเอียด. เส้นหนาแสดงถึงระนาบของการตัดและทิศทางของการมองเห็น และตัวเลขระบุหมายเลขประจำตัวของการตัด | |
| ลูกศรแสดงรัศมี ตัวเลขหลังตัวอักษร R แสดงถึงค่าของรัศมี | |
| ทั่วไป: | |
 |
|
 |
|
 |
|
| ดังนั้น กึ่งแกนเอกและแกนสั้นของทรงรี | |
| ความยาว | |
 |
|
 |
|
 |
|
การออกแบบเครื่องปฏิกรณ์ก๊าซชีวภาพ
ลักษณะเฉพาะ:
ประเภทของคุณสมบัติการออกแบบของสระหลัก
ด้านล่างมีความลาดชันจากหน้าต่างทางเข้าไปยังหน้าต่างทางออก สิ่งนี้ทำให้มั่นใจได้ถึงการก่อตัวของกระแสที่เคลื่อนที่อย่างต่อเนื่อง ภาพวาดหมายเลข 1-9 แสดงโครงสร้างเครื่องปฏิกรณ์ก๊าซชีวภาพสามประเภท: ประเภท A, ประเภท B, ประเภท C
เครื่องปฏิกรณ์ก๊าซชีวภาพประเภท A: การจัดเรียงที่ง่ายที่สุด การกำจัดสารของเหลวจะทำได้ทางช่องระบายออกโดยแรงดันก๊าซชีวภาพภายในห้องหมักเท่านั้น
เครื่องปฏิกรณ์ก๊าซชีวภาพประเภท B: อ่างหลักมีท่อแนวตั้งอยู่ตรงกลาง ซึ่งในระหว่างการทำงาน การจ่ายหรือการกำจัดของเหลวสามารถทำได้ ขึ้นอยู่กับความต้องการ นอกจากนี้ เพื่อสร้างการไหลของสารผ่านท่อแนวตั้ง เครื่องปฏิกรณ์ก๊าซชีวภาพประเภทนี้มีแผ่นกั้นสะท้อนแสง (deflector) ที่ด้านล่างของสระหลัก
เครื่องปฏิกรณ์ก๊าซชีวภาพประเภท C: มีโครงสร้างคล้ายกับเครื่องปฏิกรณ์ประเภท B อย่างไรก็ตาม มีการติดตั้งปั๊มมือแบบลูกสูบแบบธรรมดาที่ติดตั้งไว้ในท่อแนวตั้งตรงกลาง ตลอดจนแผ่นกั้นอื่นๆ ที่ด้านล่างของสระหลัก คุณสมบัติการออกแบบเหล่านี้ช่วยให้คุณควบคุมพารามิเตอร์ของกระบวนการทางเทคโนโลยีหลักในกลุ่มหลักได้อย่างมีประสิทธิภาพเนื่องจากความเรียบง่ายของการทดสอบด่วน และยังใช้เครื่องปฏิกรณ์ก๊าซชีวภาพเป็นผู้บริจาคแบคทีเรียก๊าซชีวภาพ ในเครื่องปฏิกรณ์ประเภทนี้ การแพร่กระจาย (การผสม) ของซับสเตรตจะเกิดขึ้นอย่างสมบูรณ์ยิ่งขึ้น ซึ่งจะช่วยเพิ่มผลผลิตของก๊าซชีวภาพ
ลักษณะการหมัก:
กระบวนการประกอบด้วยการเลือกวัสดุปลูกถ่ายอวัยวะ การเตรียมวัตถุดิบเบื้องต้น (การปรับความหนาแน่นด้วยน้ำ การปรับความเป็นกรด การนำวัสดุปลูกถ่าย) การหมัก (การควบคุมการผสมสารตั้งต้นและอุณหภูมิ)
มูลคน มูลสัตว์ มูลนก ใช้เป็นวัสดุหมัก ด้วยกระบวนการย่อยอาหารอย่างต่อเนื่อง สภาวะที่ค่อนข้างคงที่สำหรับการทำงานอย่างมีประสิทธิภาพของเครื่องปฏิกรณ์ก๊าซชีวภาพจะถูกสร้างขึ้น
หลักการออกแบบ
สอดคล้องกับระบบ "triune" (ก๊าซชีวภาพ, ห้องน้ำ, โรงนา) เครื่องปฏิกรณ์ก๊าซชีวภาพเป็นถังทรงกระบอกแนวตั้ง ความสูงของส่วนทรงกระบอกคือ H=1 ม. ส่วนบนของถังมีซุ้มโค้ง อัตราส่วนความสูงของห้องนิรภัยต่อเส้นผ่านศูนย์กลางของส่วนทรงกระบอก f 1 /D=1/5 ด้านล่างมีความลาดเอียงจากหน้าต่างทางเข้าไปยังหน้าต่างทางออก มุมเอียง 5 องศา
การออกแบบถังทำให้มั่นใจได้ถึงสภาวะการหมักที่น่าพอใจ การเคลื่อนที่ของพื้นผิวเกิดขึ้นจากแรงโน้มถ่วง ระบบทำงานเต็มความจุของถังและควบคุมตัวเองตามเวลาพักของวัตถุดิบโดยเพิ่มการผลิตก๊าซชีวภาพ เครื่องปฏิกรณ์ก๊าซชีวภาพประเภท B และ C มีอุปกรณ์เพิ่มเติมสำหรับการประมวลผลพื้นผิว
การบรรทุกวัตถุดิบในถังอาจไม่สมบูรณ์ สิ่งนี้จะลดความจุของก๊าซโดยไม่ลดทอนประสิทธิภาพ
ต้นทุนต่ำ ใช้งานง่าย กระจายกว้าง
คำอธิบายของวัสดุก่อสร้าง
วัสดุของผนัง ด้านล่าง โค้งของเครื่องปฏิกรณ์ก๊าซชีวภาพเป็นคอนกรีต
ส่วนสี่เหลี่ยมเช่นช่องฟีดสามารถทำจากอิฐได้ โครงสร้างคอนกรีตสามารถทำได้โดยการเทส่วนผสมคอนกรีต แต่สามารถทำจากชิ้นส่วนคอนกรีตสำเร็จรูป (เช่น: ฝาครอบหน้าต่างทางเข้า กรงแบคทีเรีย ท่อกลาง) ถังแบคทีเรียมีลักษณะเป็นทรงกลมและประกอบด้วยเปลือกไข่ที่แตกเป็นเกลียวถักเปีย
ลำดับการดำเนินการก่อสร้าง
วิธีการหล่อแบบหล่อมีดังนี้ บนพื้นดิน โครงร่างของเครื่องปฏิกรณ์ก๊าซชีวภาพในอนาคตกำลังถูกทำเครื่องหมาย ดินจะถูกลบออก ด้านล่างเทก่อน มีการติดตั้งแบบหล่อที่ด้านล่างเพื่อเทคอนกรีตรอบวงแหวน ผนังถูกเทโดยใช้แบบหล่อจากนั้นจึงใช้ห้องนิรภัยแบบโค้ง แบบหล่ออาจเป็นเหล็ก ไม้ หรืออิฐก็ได้ การบรรจุจะดำเนินการแบบสมมาตรและใช้อุปกรณ์ tamping เพื่อความแข็งแรง คอนกรีตที่ไหลมากเกินไปจะถูกลบออกด้วยไม้พาย
แบบก่อสร้าง.
การก่อสร้างดำเนินการตามแบบที่ 1-9
รูปที่ 1. เครื่องปฏิกรณ์ก๊าซชีวภาพ 6 ม. 3 . ประเภท A:
รูปที่ 2. เครื่องปฏิกรณ์ก๊าซชีวภาพ 6 ม. 3 . ประเภท A:
การสร้างเครื่องปฏิกรณ์ก๊าซชีวภาพจากแผ่นพื้นคอนกรีตสำเร็จรูปเป็นเทคโนโลยีการก่อสร้างที่ล้ำหน้ากว่า เทคโนโลยีนี้สมบูรณ์แบบมากขึ้นเนื่องจากความง่ายในการใช้งานของมิติที่แม่นยำ ลดเวลาและค่าใช้จ่ายในการก่อสร้าง คุณสมบัติหลักของการก่อสร้างคือองค์ประกอบหลักของเครื่องปฏิกรณ์ (หลังคาโค้ง, ผนัง, ช่อง, ฝาครอบ) ถูกผลิตขึ้นจากสถานที่ติดตั้ง จากนั้นจะถูกส่งไปยังสถานที่ติดตั้งและประกอบบนไซต์ในหลุมขนาดใหญ่ เมื่อประกอบเครื่องปฏิกรณ์ดังกล่าว จุดสนใจจะอยู่ที่การจับคู่ความถูกต้องของการติดตั้งในแนวนอนและแนวตั้ง ตลอดจนความหนาแน่นของข้อต่อก้น
รูปที่ 13 เครื่องปฏิกรณ์ก๊าซชีวภาพ 6 ม. 3 . รายละเอียดเครื่องปฏิกรณ์ก๊าซชีวภาพที่ทำจากแผ่นพื้นคอนกรีตเสริมเหล็ก:
รูปที่ 14. เครื่องปฏิกรณ์ก๊าซชีวภาพ 6 ม. 3 . องค์ประกอบการประกอบเครื่องปฏิกรณ์ก๊าซชีวภาพ:
รูปที่ 15. เครื่องปฏิกรณ์ก๊าซชีวภาพ 6 ม. 3 . องค์ประกอบการประกอบเครื่องปฏิกรณ์คอนกรีตเสริมเหล็ก:
ฟาร์มทุกปีประสบปัญหาการกำจัดมูลสัตว์ เงินจำนวนมากสูญเปล่าซึ่งจำเป็นสำหรับการจัดรื้อถอนและฝังศพ แต่มีวิธีหนึ่งที่ช่วยให้คุณไม่เพียงแค่ประหยัดเงินของคุณเท่านั้น แต่ยังทำให้ผลิตภัณฑ์จากธรรมชาตินี้มีประโยชน์ต่อคุณอีกด้วย
เจ้าของที่รอบคอบได้ใช้เทคโนโลยีเชิงนิเวศมาอย่างยาวนาน ซึ่งทำให้สามารถรับก๊าซชีวภาพจากมูลสัตว์และใช้ผลที่ได้เป็นเชื้อเพลิงได้
ดังนั้นในเนื้อหาของเรา เราจะพูดถึงเทคโนโลยีสำหรับการผลิตก๊าซชีวภาพ เราจะพูดถึงวิธีสร้างโรงงานพลังงานชีวภาพด้วย
การกำหนดปริมาตรที่ต้องการ
ปริมาตรของเครื่องปฏิกรณ์ถูกกำหนดตามปริมาณปุ๋ยรายวันที่ผลิตในฟาร์ม ยังต้องคำนึงถึงชนิดของวัตถุดิบ อุณหภูมิ และระยะเวลาในการหมักด้วย เพื่อให้การติดตั้งทำงานได้อย่างเต็มที่ ภาชนะบรรจุจะถูกเติมให้เต็ม 85-90% ของปริมาตร อย่างน้อย 10% จะต้องปราศจากก๊าซจึงจะหลบหนีได้
กระบวนการสลายตัวของอินทรียวัตถุในพืช mesophilic ที่อุณหภูมิเฉลี่ย 35 องศาเป็นเวลา 12 วัน หลังจากนั้นสารตกค้างที่หมักแล้วจะถูกลบออก และเครื่องปฏิกรณ์เต็มไปด้วยส่วนใหม่ของซับสเตรต เนื่องจากของเสียจะถูกเจือจางด้วยน้ำสูงถึง 90% ก่อนส่งไปยังเครื่องปฏิกรณ์ ดังนั้นจึงต้องคำนึงถึงปริมาณของของเหลวด้วยเมื่อพิจารณาปริมาณโหลดในแต่ละวัน
ตามตัวบ่งชี้ที่กำหนด ปริมาตรของเครื่องปฏิกรณ์จะเท่ากับปริมาณสารตั้งต้นที่เตรียมไว้ในแต่ละวัน (ปุ๋ยกับน้ำ) คูณด้วย 12 (เวลาที่จำเป็นสำหรับการสลายตัวของสารชีวมวล) และเพิ่มขึ้น 10% (ปริมาตรว่างในถัง)
การก่อสร้างสิ่งอำนวยความสะดวกใต้ดิน
ทีนี้มาพูดถึงการติดตั้งที่ง่ายที่สุดกัน ซึ่งช่วยให้คุณได้ต้นทุนที่ต่ำที่สุด พิจารณาสร้างระบบใต้ดิน ในการสร้างคุณต้องขุดหลุมฐานและผนังของมันถูกเทด้วยคอนกรีตเสริมเหล็กที่ขยายตัว
จากด้านตรงข้ามของห้องเพาะเลี้ยง ช่องเปิดทางเข้าและทางออกจะปรากฏขึ้น โดยติดตั้งท่อเอียงสำหรับจ่ายวัสดุพิมพ์และสูบมวลของเสียออก
ท่อทางออกที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 7 ซม. ควรอยู่เกือบที่ด้านล่างของบังเกอร์ ปลายอีกด้านติดตั้งในภาชนะชดเชยรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าเพื่อสูบของเสียออก ท่อส่งวัสดุพิมพ์อยู่ห่างจากด้านล่างประมาณ 50 ซม. และมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 25-35 ซม. ส่วนบนของท่อจะเข้าสู่ช่องรับวัตถุดิบ
เครื่องปฏิกรณ์ต้องปิดสนิท เพื่อไม่ให้อากาศเข้า ภาชนะต้องเคลือบด้วยชั้นบิทูมินัสกันซึม
ส่วนบนของบังเกอร์เป็นที่ใส่แก๊สที่มีรูปทรงโดมหรือทรงกรวย ทำจากแผ่นเมทัลชีทหรือเหล็กมุงหลังคา นอกจากนี้ยังสามารถเสร็จสิ้นโครงสร้างด้วยอิฐซึ่งหุ้มด้วยตาข่ายเหล็กและฉาบปูน ที่ด้านบนของถังแก๊ส คุณต้องทำการปิดผนึก ถอดท่อแก๊สที่ผ่านผนึกน้ำออก และติดตั้งวาล์วเพื่อลดแรงดันแก๊ส
ในการผสมวัสดุพิมพ์ ตัวเครื่องสามารถติดตั้งระบบระบายน้ำที่ทำงานบนหลักการเดือดปุด ๆ เมื่อต้องการทำเช่นนี้ ให้ยึดท่อพลาสติกในแนวตั้งภายในโครงสร้างเพื่อให้ขอบด้านบนของท่ออยู่เหนือชั้นวัสดุพิมพ์ ทำให้เกิดรูมากมายในนั้น ก๊าซภายใต้ความกดดันจะลดลง และสูงขึ้น ฟองแก๊สจะผสมชีวมวลในถัง
หากคุณไม่ต้องการสร้างบังเกอร์คอนกรีต คุณสามารถซื้อภาชนะพีวีซีสำเร็จรูปได้ เพื่อรักษาความร้อนนั้นจะต้องหุ้มด้วยชั้นฉนวนกันความร้อน - โฟมโพลีสไตรีน ด้านล่างของหลุมเต็มไปด้วยคอนกรีตเสริมเหล็กที่มีชั้น 10 ซม. สามารถใช้ถังโพลีไวนิลคลอไรด์ได้หากปริมาตรของเครื่องปฏิกรณ์ไม่เกิน 3 ลบ.ม.
บทสรุปและวิดีโอที่เป็นประโยชน์ในหัวข้อ
วิธีทำการติดตั้งที่ง่ายที่สุดจากกระบอกธรรมดาคุณจะได้เรียนรู้หากคุณดูวิดีโอ:
เครื่องปฏิกรณ์ที่ง่ายที่สุดสามารถทำได้ในสองสามวันด้วยมือของคุณเองโดยใช้เครื่องมือที่มีอยู่ หากฟาร์มมีขนาดใหญ่ควรซื้อการติดตั้งสำเร็จรูปหรือติดต่อผู้เชี่ยวชาญ