Biyogaz üretimi için üretim şemaları. Kendi ürettiği biyogaz Biyogaz türleri

Biyogaz, organik maddelerin (örneğin: saman; yabani otlar; hayvan ve insan dışkısı; çöp; evsel ve endüstriyel atık sulardan gelen organik atıklar vb.) anaerobik koşullarda fermantasyonu (fermantasyonu) sonucu elde edilen bir gazdır. Biyogaz üretimi, çeşitli katabolik fonksiyonlara sahip farklı mikroorganizma türlerini içerir.

Biyogazın bileşimi.

Biyogaz, metanın (CH 4) yarısından fazlasını içerir. Metan, biyogazın yaklaşık %60'ını oluşturur. Ek olarak, biyogaz yaklaşık %35 oranında karbon dioksit (CO2) ile su buharı, hidrojen sülfür, karbon monoksit, nitrojen ve diğerleri gibi diğer gazları içerir. Farklı koşullar altında elde edilen biyogazın bileşimi farklıdır. Bu nedenle, insan dışkısı, gübre, kesim atıklarından elde edilen biyogaz, %70'e kadar metan ve kural olarak bitki artıklarından yaklaşık %55 metan içerir.

Biyogazın mikrobiyolojisi.

Biyogaz fermantasyonu, ilgili mikrobiyal bakteri türlerine bağlı olarak üç aşamaya ayrılabilir:

Birincisine bakteri fermantasyonunun başlangıcı denir. Çeşitli organik bakteriler çoğalır, ana rolü basit maddelerin hidroliz oluşumu ile karmaşık organik bileşiklerin yok edilmesi olan hücre dışı enzimler salgılar. Örneğin polisakaritler, monosakaritler; peptitlere veya amino asitlere protein; yağlar gliserol ve yağ asitlerine dönüşür.

İkinci aşamaya hidrojen denir. Hidrojen, asetik asit bakterilerinin aktivitesinin bir sonucu olarak oluşur. Ana rolleri, karbon dioksit ve hidrojen oluşturmak için asetik asidi bakteriyel olarak parçalamaktır.

Üçüncü aşama metanojenik olarak adlandırılır. Metanojenler olarak bilinen bir bakteri türünü içerir. Görevleri metan oluşturmak için asetik asit, hidrojen ve karbon dioksit kullanmaktır.

Biyogaz fermantasyonu için hammaddelerin sınıflandırılması ve özellikleri.

Hemen hemen tüm doğal organik malzemeler biyogaz fermantasyonu için hammadde olarak kullanılabilir. Biyogaz üretimi için ana hammaddeler atık sudur: kanalizasyon; gıda, ilaç ve kimya endüstrileri. Kırsal alanlarda bu, hasat sırasında ortaya çıkan atıktır. Biyogazın orijini, oluşum süreci, kimyasal bileşimi ve yapısı farklılıklarından dolayı da farklıdır.

Menşeine bağlı olarak biyogaz için hammadde kaynakları:

1. Tarımsal hammaddeler.

Bu hammaddeler, nitrojen açısından zengin hammaddeler ve karbon açısından zengin hammaddeler olarak ikiye ayrılabilir.

Yüksek nitrojen içeriğine sahip hammaddeler:

insan dışkısı, hayvan gübresi, kuş pisliği. Karbon-azot oranı 25:1 veya daha azdır. Bu tür ham maddeler, insan veya hayvan mide-bağırsak sistemi tarafından tamamen sindirilmiştir. Kural olarak, çok miktarda düşük moleküler ağırlıklı bileşik içerir. Bu tür ham maddelerdeki su kısmen dönüştürülmüş ve düşük moleküler ağırlıklı bileşiklerin bir parçası haline gelmiştir. Bu hammadde, biyogaza kolay ve hızlı anaerobik ayrışma ile karakterize edilir. Zengin metan veriminin yanı sıra.

Yüksek karbon içeriğine sahip hammaddeler:

saman ve kabuğu. Karbon-azot oranı 40:1'dir. Yüksek oranda makromoleküler bileşik içeriğine sahiptir: selüloz, hemiselüloz, pektin, lignin, bitkisel mumlar. Anaerobik ayrışma oldukça yavaştır. Gaz üretim hızını artırmak için bu tür malzemeler genellikle fermantasyondan önce ön işleme tabi tutulur.

2. Kentsel organik su atığı.

İnsan atıkları, kanalizasyon, organik atıklar, organik endüstriyel atık sular, çamuru içerir.

3. Su bitkileri.

Su sümbülü, diğer su bitkileri ve algleri içerir. Tahmini planlanan üretim kapasitesi yükü, güneş enerjisine yüksek bağımlılık ile karakterize edilir. Yüksek getirileri vardır. Teknolojik organizasyon daha dikkatli bir yaklaşım gerektirir. Anaerobik ayrışma kolaydır. Metan döngüsü kısadır. Bu tür hammaddelerin özelliği, ön işleme tabi tutulmadan reaktörde yüzmesidir. Bunu ortadan kaldırmak için hammaddenin 2 gün içinde hafifçe kurutulması veya ön kompostlanması gerekir.

Neme bağlı olarak biyogaz için hammadde kaynakları:

1. Katı hammadde:

nispeten yüksek kuru madde içeriğine sahip saman, organik atık. İşlemeleri kuru fermantasyon yöntemine göre gerçekleşir. Büyük miktarda katı birikintilerin reaktörden çıkarılmasıyla ilgili zorluklar ortaya çıkar. Kullanılan toplam besleme stoğu miktarı, katı madde içeriği (TS) ve uçucu madde (VS) toplamı olarak ifade edilebilir. Uçucu maddeler metana dönüştürülebilir. Uçucu maddeleri hesaplamak için bir hammadde numunesi 530-570°C sıcaklıktaki bir kül fırınına yüklenir.

2. Sıvı hammadde:

taze dışkı, gübre, dışkı. Yaklaşık %20 kuru madde içerirler. Ayrıca kuru fermantasyon sırasında katı hammaddelerle karıştırılabilmesi için %10 oranında su ilavesi gerektirirler.

3. Orta nemli organik atık:

alkol üretimi bardları, kağıt hamuru fabrikalarından gelen atık su vb. Bu tür hammaddeler çeşitli miktarlarda protein, yağ ve karbonhidrat içerir ve biyogaz üretimi için iyi bir hammaddedir. Bu hammadde için UASB tipi cihazlar (Upflow Anaerobik Çamur Battaniyesi - artan anaerobik proses) kullanılmaktadır.

Tablo 1. Aşağıdaki koşullar için biyogazın borç (oluşma hızı) hakkında bilgi: 1) fermantasyon sıcaklığı 30°С; 2) periyodik fermantasyon

Fermente atık adı	Normal gaz üretimi sırasında ortalama biyogaz akış hızı (m 3 /m 3 /d)	Biyogaz çıkışı, m 3 /Kg/TS	Biyogaz akış hızı (toplam biyogaz üretiminin %'si olarak)
			0-15 gün	25-45d	45-75d	75-135d
kuru gübre	0,20	0,12	11	33,8	20,9	34,3
Kimya endüstrisi suyu	0,40	0,16	83	17	0	0
Rogulnik (çilim, su kestanesi)	0,38	0,20	23	45	32	0
su salatası	0,40	0,20	23	62	15	0
domuz gübresi	0,30	0,22	20	31,8	26	22,2
Kuru çim	0,20	0,21	13	11	43	33
Pipet	0,35	0,23	9	50	16	25
insan dışkısı	0,53	0,31	45	22	27,3	5,7

Metan fermantasyonu (fermantasyon) sürecinin hesaplanması.

Fermantasyon mühendisliği hesaplamalarının genel prensipleri, organik hammadde yüklemesinin arttırılmasına ve metan çevriminin süresinin azaltılmasına dayanmaktadır.

Döngü başına hammadde hesaplanması.

Hammaddelerin yüklenmesi şu şekilde karakterize edilir: Kütle oranı TS (%), kütle oranı VS (%), konsantrasyon KOİ (KOİ - kimyasal oksijen ihtiyacı, yani KOİ - oksijenin kimyasal indeksi) (Kg / m3). Konsantrasyon, fermantasyon cihazlarının tipine bağlıdır. Örneğin, modern endüstriyel atık su reaktörleri UASB'dir (upstream anaerobik proses). Katı besleme stokları için AF (anaerobik filtreler) kullanılır - tipik olarak %1'den az. Biyogaz için bir hammadde olarak endüstriyel atık, çoğunlukla yüksek oranda konsantredir ve seyreltilmesi gerekir.

İndirme hızı hesaplama.

Reaktörün günlük yükleme miktarını belirlemek için: konsantrasyon KOİ (Kg/m 3 ·d), TS (Kg/m 3 ·d), VS (Kg/m 3 ·d). Bu göstergeler biyogazın etkinliğini değerlendirmek için önemli göstergelerdir. Yükü sınırlamaya çalışmak ve aynı zamanda yüksek düzeyde gaz üretimine sahip olmak gerekir.

Reaktör hacminin gaz çıkışına oranının hesaplanması.

Bu gösterge, reaktörün verimliliğini değerlendirmek için önemli bir göstergedir. Kg/m 3 d olarak ölçülmüştür.

Birim fermantasyon kütlesi başına biyogaz çıkışı.

Bu gösterge, biyogaz üretiminin mevcut durumunu karakterize eder. Örneğin gaz kollektörünün hacmi 3 m3'tür. Günlük 10 Kg/TS servis edilir. Biyogaz verimi 3/10 = 0.3'tür (m3 /Kg/TS). Duruma bağlı olarak teorik gaz çıkışı veya gerçek gaz çıkışı kullanılabilir.

Biyogazın teorik verimi aşağıdaki formüllerle belirlenir:

Metan üretimi (E):

E = 0.37A + 0.49B + 1.04C.

Karbondioksit üretimi (D):

D = 0.37A + 0.49B + 0.36C. A, fermente edilmiş materyalin gramı başına karbonhidrat içeriği olduğunda, B proteindir, C yağ içeriğidir.

hidrolik hacim.

Verimliliği artırmak için fermantasyon süresini azaltmak gerekir. Bir dereceye kadar, fermente eden mikroorganizmaların kaybı ile bir ilişki vardır. Şu anda, bazı verimli reaktörlerin fermantasyon süresi 12 gün veya daha az. Hidrolik hacim, ham madde yüklemesinin başladığı günden itibaren günlük ham madde yükleme hacminin sayılmasıyla hesaplanır ve reaktörde kalma süresine bağlıdır. Örneğin, 35°C'de bir fermantasyon, %8'lik bir besleme konsantrasyonu (toplam TS), günlük 50 m3 besleme hacmi, 20 günlük bir reaktör fermantasyon periyodu planlanmıştır. Hidrolik hacim: 50 20 \u003d 100 m3 olacaktır.

Organik kirleticilerin uzaklaştırılması.

Biyogaz üretiminde de herhangi bir biyokimyasal üretim gibi atık vardır. Biyokimyasal üretimden kaynaklanan atıklar, atıkların kontrolsüz bir şekilde bertaraf edilmesi durumunda çevreye zarar verebilir. Örneğin, yan taraftaki nehre düşmek. Modern büyük biyogaz tesisleri günde binlerce, hatta on binlerce kilogram atık üretir. Büyük biyogaz tesislerinin kalitatif bileşimi ve atık bertaraf yöntemleri, işletmelerin laboratuvarları ve devlet çevre hizmeti tarafından kontrol edilir. Küçük çiftlik biyogaz tesisleri iki nedenden dolayı böyle bir kontrole sahip değildir: 1) Az atık olduğu için çevreye çok az zarar verilecektir. 2) Niteliksel bir atık analizi yapmak, özel laboratuvar ekipmanı ve son derece uzmanlaşmış personel gerektirir. Küçük çiftçiler buna sahip değildir ve devlet kurumları haklı olarak böyle bir kontrolün uygunsuz olduğunu düşünür.

Biyogaz reaktörlerinden gelen atıkların kirlilik seviyesinin bir göstergesi KOİ'dir (oksijen kimyasal indeksi).

Aşağıdaki matematiksel ilişki kullanılır: KOİ organik yükleme hızı Kg/m 3 ·d= KOİ yükleme konsantrasyonu (Kg/m 3) / hidrolik depolama süresi (d).

Reaktör hacmindeki gaz akış hızı (kg/(m 3 d)) = biyogaz çıkışı (m 3 /kg) / KOİ organik yükleme hızı kg/(m 3 d).

Biyogaz santrallerinin avantajları:

katı ve sıvı atıklar, sinek ve kemirgenleri uzaklaştıran özel bir kokuya sahiptir;

yararlı bir son ürün üretme yeteneği - temiz ve kullanışlı bir yakıt olan metan;

fermantasyon sürecinde yabancı ot tohumları ve bazı patojenler ölür;

fermantasyon işlemi sırasında gübrenin azot, fosfor, potasyum ve diğer bileşenleri neredeyse tamamen korunur, organik azotun bir kısmı amonyak azotuna dönüştürülür ve bu da değerini arttırır;

fermantasyon kalıntısı hayvan yemi olarak kullanılabilir;

biyogaz fermantasyonu havadaki oksijen kullanımını gerektirmez;

anaerobik çamur, besin eklenmeden birkaç ay saklanabilir ve ardından ham madde yüklendiğinde fermantasyon hızla yeniden başlayabilir.

Biyogaz santrallerinin dezavantajları:

karmaşık bir cihaz ve inşaatta nispeten büyük yatırımlar gerektiriyor;

yüksek düzeyde inşaat, yönetim ve bakım gereklidir;

fermantasyonun ilk anaerobik yayılımı yavaştır.

Metan fermantasyon prosesinin ve proses kontrolünün özellikleri:

1. Biyogaz üretiminin sıcaklığı.

Biyogaz üretimi için sıcaklık, 4~65°C gibi nispeten geniş bir sıcaklık aralığında olabilir. Artan sıcaklıkla, biyogaz üretim hızı artar, ancak doğrusal olarak değil. 40~55°C sıcaklık, çeşitli mikroorganizmaların hayati aktivitesi için bir geçiş bölgesidir: termofilik ve mezofilik bakteriler. En yüksek anaerobik fermantasyon oranı, 50~55°C gibi dar bir sıcaklık aralığında gerçekleşir. 90 gün boyunca 10°C'lik bir fermantasyon sıcaklığında, gaz akış hızı %59'dur, ancak 30°C'lik bir fermantasyon sıcaklığında aynı akış hızı 27 günde gerçekleşir.

Sıcaklıktaki ani bir değişiklik, biyogaz üretimi üzerinde önemli bir etkiye sahip olacaktır. Bir biyogaz tesisi projesi mutlaka sıcaklık gibi bir parametrenin kontrolünü sağlamalıdır. 5°C'nin üzerindeki sıcaklık değişiklikleri, biyogaz reaktörünün performansını önemli ölçüde azaltır. Örneğin, biyogaz reaktöründeki sıcaklık uzun süre 35°C iken beklenmedik bir şekilde 20°C'ye düşerse, biyogaz reaktörünün üretimi neredeyse tamamen duracaktır.

2. Aşılama malzemesi.

Metan fermantasyonunu tamamlamak için genellikle belirli bir miktar ve türde mikroorganizma gerekir. Metan mikropları açısından zengin tortuya aşı tortusu denir. Biyogaz fermantasyonu doğada yaygın olup, aşılama materyali olan yerler de yaygındır. Bunlar: kanalizasyon çamuru, çamur, gübre çukurlarının dip tortuları, çeşitli kanalizasyon çamurları, sindirim artıkları vb. Bol organik madde ve iyi anaerobik koşullar nedeniyle zengin mikrobiyal topluluklar oluştururlar.

Yeni bir biyogaz reaktörüne ilk kez eklenen tohumlama, durgunluk süresini önemli ölçüde azaltabilir. Yeni bir biyogaz reaktöründe inokulum ile manuel olarak besleme yapılması gerekmektedir. Endüstriyel atıkları hammadde olarak kullanırken buna özellikle dikkat edilir.

3. Anaerobik ortam.

Anaerobik ortam, anaerobiklik derecesi ile belirlenir. Genellikle redoks potansiyeli genellikle Eh değeri ile gösterilir. Anaerobik koşullar altında Eh negatif bir değere sahiptir. Anaerobik metan bakterileri için Eh, -300 ~ -350mV aralığındadır. Fakültatif asit üreten bazı bakteriler Eh -100~+100mV'de normal yaşam sürdürebilir.

Anaerobik koşulları sağlamak için biyogaz reaktörleri, su sızdırmazlığını ve sızıntı olmamasını sağlamak için sıkıca kapalı olarak inşa edilmelidir. Büyük endüstriyel biyogaz reaktörleri için Eh değeri her zaman kontrol edilir. Küçük çiftlik biyogaz reaktörleri için pahalı ve karmaşık ekipman satın alma ihtiyacı nedeniyle bu değeri kontrol etme sorunu vardır.

4. Biyogaz reaktöründe ortamın (pH) asitliğinin kontrolü.

Metanojenlerin çok dar bir aralıkta bir pH aralığına ihtiyacı vardır. Ortalama pH=7. Fermantasyon 6.8 ila 7.5 pH aralığında gerçekleşir. Küçük ölçekli biyogaz reaktörleri için pH kontrolü mevcuttur. Bunu yapmak için birçok çiftçi tek kullanımlık turnusol gösterge kağıt şeritleri kullanır. Büyük işletmelerde elektronik pH kontrol cihazları sıklıkla kullanılmaktadır. Normal şartlar altında, metan fermantasyonunun dengesi, genellikle pH ayarlaması olmaksızın doğal bir süreçtir. Yalnızca bazı yanlış yönetim durumlarında, büyük miktarda uçucu asit birikimi, pH'da bir düşüş görülür.

Artan pH asitliğinin etkilerini hafifletmek için önlemler şunlardır:

(1) Biyogaz reaktöründeki ortamın bir kısmını değiştirin ve böylece uçucu asitlerin içeriğini seyreltin. Bu pH'ı artıracaktır.

(2) pH'ı yükseltmek için kül veya amonyak ekleyin.

(3) pH'ı kireçle ayarlayın. Bu önlem, özellikle aşırı yüksek asit seviyeleri durumlarında etkilidir.

5. Ortamın bir biyogaz reaktöründe karıştırılması.

Geleneksel bir fermantasyon tankında, fermantasyon genellikle ortamı dört katmana ayırır: üst kabuk, süpernatant, aktif katman ve çamur katmanı.

Karıştırmanın amacı:

1) aktif bakterilerin birincil hammaddelerin yeni bir kısmına taşınması, biyogaz üretim hızını hızlandırmak için mikropların ve hammaddelerin temas yüzeyini arttırmak, hammadde kullanım verimliliğini artırmak.

2) biyogaz salınımına karşı direnç oluşturan kalın bir kabuk tabakasının oluşmasını önlemek. Karıştırma, özellikle saman, yabani ot, yaprak vb. gibi hammaddeler için zorludur. Kalın bir kabuk tabakasında, kabul edilemez olan asit birikimi için koşullar yaratılır.

Karıştırma yöntemleri:

1) biyogaz reaktörünün çalışma alanına yerleştirilmiş çeşitli tipteki tekerleklerle mekanik karıştırma.

2) Biyoreaktörün üst kısmından alınan ve aşırı basınçla alt kısma verilen biyogaz ile karıştırılması.

3) sirkülasyonlu bir hidrolik pompa ile çalkalama.

6. Karbonun nitrojene oranı.

Verimli fermantasyon, yalnızca besinlerin optimal oranı ile desteklenir. Ana gösterge, karbonun nitrojene oranıdır (C:N). En uygun oran 25:1'dir. Çok sayıda çalışma, optimal oran limitlerinin 20-30:1 olduğunu ve biyogaz üretiminin 35:1 oranında önemli ölçüde azaldığını göstermiştir. Deneysel çalışmalar, biyogaz fermantasyonunun 6:1 karbon/azot oranında mümkün olduğunu göstermiştir.

7. Basınç.

Metan bakterileri yüksek hidrostatik basınçlara (yaklaşık 40 metre veya daha fazla) uyum sağlayabilir. Ancak basınç değişikliklerine karşı çok hassastırlar ve bu nedenle sabit basınca ihtiyaç vardır (ani basınç düşüşleri olmaz). Aşağıdaki durumlarda önemli basınç değişiklikleri meydana gelebilir: biyogaz tüketiminde önemli bir artış, biyoreaktörün birincil hammaddelerle nispeten hızlı ve büyük bir şekilde yüklenmesi veya reaktörün tortulardan benzer şekilde boşaltılması (temizlik).

Basıncı stabilize etmenin yolları:

2) taze birincil hammaddelerin temini ve temizlik aynı anda ve aynı tahliye hızında yapılmalıdır;

3) biyogaz reaktörüne yüzer kapakların takılması, nispeten sabit bir basıncı korumanıza izin verir.

8. Aktivatörler ve inhibitörler.

Bazı maddeler, az miktarda ilave edildikten sonra biyogaz reaktörünün performansını artırır, bu tür maddeler aktivatör olarak bilinir. Küçük miktarlarda eklenen diğer maddeler, biyogaz reaktöründe proseslerin önemli ölçüde engellenmesine yol açarken, bu tür maddelere inhibitör denir.

Bazı enzimler, inorganik tuzlar, organik ve inorganik maddeler dahil olmak üzere birçok aktivatör türü bilinmektedir. Örneğin, belirli bir miktarda selülaz enziminin eklenmesi biyogaz üretimini büyük ölçüde kolaylaştırır. 5 mg/Kg daha yüksek oksitlerin (R 2 O 5) eklenmesi gaz üretimini %17 oranında artırabilir. Saman ve benzerlerinden elde edilen birincil ham maddeler için biyogaz akış hızı, amonyum bikarbonat (NH 4 HCO 3) ilavesiyle önemli ölçüde arttırılabilir. Aktivatörler ayrıca aktif karbon veya turbadır. Biyoreaktöre hidrojen beslemek, metan üretimini önemli ölçüde artırabilir.

İnhibitörler esas olarak bazı metal iyon bileşikleri, tuzlar, mantar öldürücüleri ifade eder.

Fermantasyon işlemlerinin sınıflandırılması.

Metan fermantasyonu kesinlikle anaerobik fermantasyondur. Fermantasyon süreçleri aşağıdaki türlere ayrılır:

Fermantasyon sıcaklığına göre sınıflandırma.

"Doğal" sıcaklık fermantasyonuna (değişken sıcaklıklı fermantasyon) ayrılabilir, bu durumda fermantasyon sıcaklığı yaklaşık 35°C'dir ve yüksek sıcaklıklı fermantasyon süreci (yaklaşık 53°C).

Diferansiyele göre sınıflandırma.

Diferansiyel fermantasyona göre, tek aşamalı fermantasyon, iki aşamalı fermantasyon ve çok aşamalı fermantasyona ayrılabilir.

1) Tek aşamalı fermantasyon.

En yaygın fermantasyon türünü ifade eder. Bu, asit ve metan üretiminin aynı anda gerçekleştiği cihazlar için geçerlidir. Tek aşamalı fermantasyon, BOD (Biyolojik Oksijen İhtiyacı) açısından iki ve çok aşamalı fermantasyonlara göre daha az verimli olabilir.

2) İki aşamalı fermantasyon.

Asitlerin ve metanojenik mikroorganizmaların ayrı fermantasyonuna dayanır. Bu iki mikrop türü farklı fizyoloji ve beslenme gereksinimlerine sahiptir, büyüme, metabolik özellikler ve diğer yönlerde önemli farklılıklar vardır. İki aşamalı fermantasyon, biyogaz verimini ve uçucu yağ asidi ayrışmasını büyük ölçüde iyileştirebilir, fermantasyon döngüsünü kısaltabilir, işletme maliyetlerinde önemli tasarruflar sağlayabilir, organik kirliliği atıklardan etkin bir şekilde çıkarabilir.

3) Çok aşamalı fermantasyon.

Selüloz açısından zengin birincil hammaddeler için aşağıdaki sırayla kullanılır:

(1) Asitlerin ve alkalilerin mevcudiyetinde selülozik malzemenin hidrolizini üretin. Glikoz üretilir.

(2) İnokulumu uygulayın. Bu genellikle bir biyogaz reaktöründen gelen aktif çamur veya atık sudur.

(3) Asidik bakterilerin (uçucu asitler üreten) üretimi için uygun koşullar yaratın: pH=5.7 (ancak 6.0'dan fazla değil), Eh=-240mV, sıcaklık 22°C. Bu aşamada, bu tür uçucu asitler oluşur: asetik, propiyonik, butirik, izobutirik.

(4) Metan bakterilerinin üretimi için uygun koşullar yaratın: pH=7.4-7.5, Eh=-330mV, sıcaklık 36-37°C

Periyodikliğe göre sınıflandırma.

Fermantasyon teknolojisi, toplu fermantasyon, sürekli fermantasyon, yarı sürekli fermantasyon olarak sınıflandırılır.

1) Periyodik fermantasyon.

Hammaddeler ve aşılama materyali bir seferde biyogaz reaktörüne yüklenir ve fermantasyona tabi tutulur. Bu yöntem, birincil hammaddelerin yüklenmesinde ve ayrıca atıkların boşaltılmasında zorluklar ve rahatsızlıklar olduğunda kullanılır. Örneğin, ezilmiş saman veya büyük boyutlu organik atık briketleri değil.

2) Sürekli fermantasyon.

Bu, günde birkaç kez hammaddelerin biyoreaktöre yüklendiği ve fermantasyon atıklarının uzaklaştırıldığı durumları içerir.

3) Yarı sürekli fermantasyon.

Bu, zaman zaman farklı hammaddelerin eşit olmayan miktarlarda eklenmesinin normal kabul edildiği biyogaz reaktörleri için geçerlidir. Böyle bir teknolojik şema, çoğunlukla Çin'deki küçük çiftlikler tarafından kullanılır ve tarımsal yönetimin özellikleri ile ilişkilidir. İşler. Yarı sürekli fermantasyon için biyogaz reaktörleri çeşitli tasarım farklılıklarına sahip olabilir. Bu yapılar aşağıda tartışılmaktadır.

1. Şema Sabit kapaklı biyogaz reaktörü.

Tasarım özellikleri: tek bir binada bir fermantasyon odası ve bir biyogaz depolama tesisi kombinasyonu: alt kısımda hammadde fermantasyonu; biyogaz üst kısımda depolanır.

Çalışma prensibi:

Biyogaz sıvıdan çıkar ve kubbesindeki biyogaz reaktörünün örtüsü altında toplanır. Biyogaz basıncı sıvının ağırlığı ile dengelenir. Gaz basıncı ne kadar yüksek olursa, fermantasyon odasından o kadar fazla sıvı çıkar. Gaz basıncı ne kadar düşük olursa, fermantasyon odasına o kadar fazla sıvı girer. Bir biyogaz reaktörünün çalışması sırasında içinde daima sıvı ve gaz bulunur. Ama farklı oranlarda.

2. Şema Yüzer kapaklı biyogaz reaktörü.

Şema No. 3. Sabit kapaklı ve harici gaz tanklı biyogaz reaktörü.

Tasarım özellikleri: 1) yüzer bir kapak yerine ayrı olarak yapılmış bir gaz deposuna sahiptir; 2) biyogaz çıkış basıncı sabittir.

Şemanın Avantajları 3: 1) kesinlikle belirli bir basınç derecesi gerektiren biyogaz brülörlerinin çalışması için idealdir; 2) biyogaz reaktöründe düşük fermentasyon aktivitesi ile tüketiciye stabil ve yüksek biyogaz basıncı sağlamak mümkündür.

Yerli bir biyogaz reaktörünün inşası için yönergeler.

GB/T 4750-2002 Yerli biyogaz reaktörleri.

GB/T 4751-2002 Yerli biyogaz reaktörlerinin kalite güvencesi.

GB/T 4752-2002 Yerli biyogaz reaktörlerinin inşası için kurallar.

GB 175 -1999 Portland çimentosu, sıradan Portland çimentosu.

GB 134-1999 Portland cüruf çimentosu, volkanik tüf çimentosu ve uçucu kül çimentosu.

GB 50203-1998 Duvar yapımı ve kabulü.

Sıradan Kum Beton için JGJ52-1992 Kalite Standardı. Test yöntemleri.

JGJ53-1992 Sıradan kırma taş veya çakıllı beton için kalite standardı. Test yöntemleri.

JGJ81 -1985 Sıradan betonun mekanik özellikleri. Test metodu.

JGJ/T 23-1992 Betonun Geri Tepme Basınç Dayanımı Testi için Teknik Şartname.

JGJ70 -90 Harç. Temel özellikler için test yöntemi.

GB 5101-1998 Tuğlalar.

GB 50164-92 Beton kalite kontrolü.

Hava geçirmez.

Biyogaz reaktörünün tasarımı, 8000 (veya 4000 Pa) bir iç basınç sağlar. 24 saat sonra sızıntı derecesi %3'ten azdır.

Reaktör hacmi başına biyogaz üretim birimi.

Tatmin edici biyogaz üretim koşulları için, reaktör hacminin metreküpü başına 0,20-0,40 m3 biyogaz üretilmesi normal kabul edilir.

Normal gaz depolama hacmi, günlük biyogaz üretiminin %50'sidir.

Güvenlik faktörü K=2,65'ten az değil.

Normal hizmet ömrü en az 20 yıldır.

Hareketli yük 2 kN/m 2 .

Temel yapısının taşıma gücünün değeri en az 50 kPa'dır.

Gaz tankları, 8000 Pa'dan fazla olmayan bir basınç için ve 4000 Pa'dan fazla olmayan bir basınç için yüzer bir kapakla tasarlanmıştır.

Havuz için maksimum basınç limiti 12000 Pa'dan fazla değildir.

Reaktörün kemerli kemerinin minimum kalınlığı 250 mm'den az değildir.

Reaktörün maksimum yüklemesi hacminin %90'ıdır.

Reaktörün tasarımı, günlük biyogaz üretiminin% 50'si olan gaz flotasyonu için reaktör kapağının altında bir yer bulunmasını sağlar.

Reaktörün hacmi 6 m3, gaz akış hızı 0.20 m3/m3/d'dir.

Bu çizimlere göre 4 m3 , 8 m3 , 10 m3 hacimli reaktörler yapmak mümkündür. Bunun için çizimlerde tabloda belirtilen düzeltme boyut değerlerinin kullanılması gerekmektedir.

Bir biyogaz reaktörünün inşası için hazırlıklar.

Biyogaz reaktör tipinin seçimi, fermente edilmiş hammaddenin miktarına ve özelliklerine bağlıdır. Ayrıca seçim, yerel hidrojeolojik ve iklim koşullarına ve inşaat teknolojisinin seviyesine bağlıdır.

Ev tipi biyogaz reaktörü, tuvaletlerin ve hayvancılık odalarının yakınında, 25 metreden fazla olmayan bir mesafeye yerleştirilmelidir. Biyogaz reaktörünün konumu, düşük seviyede yeraltı suyu bulunan sağlam bir zeminde rüzgar yönünde ve güneşli olmalıdır.

Biyogaz reaktörünün tasarımını seçmek için aşağıdaki yapı malzemesi tüketim tablolarını kullanın.

Tablo 3. Prekast Beton Panel Biyogaz Reaktörü için Malzeme Ölçeği

		Reaktör hacmi, m 3
		4	6	8	10
	Hacim, m3	1,828	2,148	2,508	2,956
	çimento, kg	523	614	717	845
	Kum, m3	0,725	0,852	0,995	1,172
	çakıl, m 3	1,579	1,856	2,167	2,553
	Hacim, m3	0,393	0,489	0,551	0,658
	çimento, kg	158	197	222	265
	Kum, m3	0,371	0,461	0,519	0,620
çimento harcı	çimento, kg	78	93	103	120
Toplam malzeme miktarı	çimento, kg	759	904	1042	1230
	Kum, m3	1,096	1,313	1,514	1,792
	çakıl, m 3	1,579	1,856	2,167	2,553

Tablo4. Prekast Beton Biyogaz Reaktörü için Malzeme Ölçeği

		Reaktör hacmi, m 3
		4	6	8	10
	Hacim, m3	1,540	1,840	2,104	2,384
	çimento, kg	471	561	691	789
	Kum, m3	0,863	0,990	1,120	1,260
	çakıl, m 3	1,413	1,690	1,900	2,170
Prefabrik gövdenin sıvanması	Hacim, m3	0,393	0,489	0,551	0,658
	çimento, kg	158	197	222	265
	Kum, m3	0,371	0,461	0,519	0,620
çimento harcı	çimento, kg	78	93	103	120
Toplam malzeme miktarı	çimento, kg	707	851	1016	1174
	Kum, m3	1,234	1,451	1,639	1,880
	çakıl, m 3	1,413	1,690	1,900	2,170
Çelik malzemeler	Çelik çubuk çapı 12 mm, kg	14	18,98	20,98	23,00
	Çelik donatı çapı 6,5 mm, kg	10	13,55	14,00	15,00

Tablo5. Dökme betondan yapılmış bir biyogaz reaktörü için malzeme ölçeği

		Reaktör hacmi, m 3
		4	6	8	10
	Hacim, m3	1,257	1,635	2,017	2,239
	çimento, kg	350	455	561	623
	Kum, m3	0,622	0,809	0,997	1,107
	çakıl, m 3	0,959	1,250	1,510	1,710
Prefabrik gövdenin sıvanması	Hacim, m3	0,277	0,347	0,400	0,508
	çimento, kg	113	142	163	208
	Kum, m3	0,259	0,324	0,374	0,475
çimento harcı	çimento, kg	6	7	9	11
Toplam malzeme miktarı	çimento, kg	469	604	733	842
	Kum, m3	0,881	1,133	1,371	1,582
	çakıl, m 3	0,959	1,250	1,540	1,710

Tablo6. Çizimlerdeki semboller.

Tanım	Çizimlerde atama
Malzemeler:
Shtruba (yerdeki siper)
Semboller:
Parça çizimine bağlantı. En üstteki numara parça numarasını gösterir. Alttaki sayı, parçanın ayrıntılı açıklamasıyla birlikte çizim numarasını gösterir. Alt sayı yerine "-" işareti gösteriliyorsa, bu, bu çizimde parçanın ayrıntılı bir açıklamasının sunulduğunu gösterir.
Detay kesim. Kalın çizgiler kesimin düzlemini ve görüş yönünü gösterir ve sayılar kesimin kimlik numarasını gösterir.
Ok yarıçapı gösterir. R harfinden sonraki sayılar yarıçapın değerini gösterir.
Yaygın:
Buna göre, elipsoidin yarı ana ekseni ve kısa ekseni
Uzunluk

Biyogaz reaktörlerinin tasarımları.

özellikler:

Ana havuzun tasarım özelliği türü.

Alt kısım, giriş penceresinden çıkış penceresine doğru bir eğime sahiptir. Bu, sürekli hareket eden bir akışın oluşmasını sağlar. 1-9 numaralı çizimler, üç tip biyogaz reaktör yapısını göstermektedir: tip A, tip B, tip C.

Biyogaz reaktörü A tipi: En basit düzenleme. Sıvı maddenin uzaklaştırılması, fermantasyon odası içindeki biyogaz basınç kuvveti ile sadece çıkış penceresinden sağlanır.

B tipi biyogaz reaktörü: Ana havuz, merkezde dikey bir boru ile donatılmıştır; bu boru, çalışma sırasında, ihtiyaca bağlı olarak, sıvı maddenin temini veya çıkarılmasının gerçekleştirilebildiği bir borudur. Ek olarak, dikey bir borudan madde akışı oluşturmak için, bu tip biyogaz reaktörü, ana havuzun altında bir yansıtıcı (yönlendirici) bölmeye sahiptir.

C Tipi Biyogaz Reaktörü: B Tipi reaktöre benzer bir yapıya sahiptir, ancak merkezi dikey boruya monte edilmiş basit bir pistonlu el pompası ve ayrıca ana havuzun dibinde diğer perdeler ile donatılmıştır. Bu tasarım özellikleri, ekspres testlerin basitliği nedeniyle ana havuzdaki ana teknolojik süreçlerin parametrelerini etkin bir şekilde kontrol etmenizi sağlar. Ayrıca biyogaz reaktörünü biyogaz bakterilerinin donörü olarak kullanın. Bu tip bir reaktörde, substratın difüzyonu (karıştırılması) daha eksiksiz gerçekleşir ve bu da biyogaz verimini arttırır.

Fermantasyon özellikleri:

İşlem, aşılama malzemesinin seçiminden oluşur; birincil hammaddelerin hazırlanması (su ile yoğunluğun ayarlanması, asitliğin ayarlanması, aşı malzemesinin eklenmesi); fermantasyon (substrat karıştırma ve sıcaklığın kontrolü).

Fermantasyon materyali olarak insan dışkısı, hayvan gübresi, kuş pisliği kullanılmaktadır. Sürekli bir çürütme işlemiyle, bir biyogaz reaktörünün verimli çalışması için nispeten kararlı koşullar yaratılır.

Tasarım ilkeleri.

"Üçlü" sisteme uygunluk (biyogaz, tuvalet, ahır). Biyogaz reaktörü dikey silindirik bir tanktır. Silindirik parçanın yüksekliği H=1 m'dir. Tankın üst kısmı kemerli tonozludur. Tonoz yüksekliğinin silindirik parçanın çapına oranı f 1 /D=1/5. Alt kısım, giriş penceresinden çıkış penceresine doğru bir eğime sahiptir. Eğim açısı 5 derece.

Tankın tasarımı tatmin edici fermantasyon koşulları sağlar. Alt tabakanın hareketi yerçekimi ile gerçekleşir. Sistem tankın tam kapasitesinde çalışmakta ve biyogaz üretimini artırarak hammaddelerin kalış süresi ile kendini kontrol etmektedir. B ve C tipi biyogaz reaktörleri, substratı işlemek için ek cihazlara sahiptir.

Tankın hammadde ile yüklenmesi tamamlanmayabilir. Bu, verimlilikten ödün vermeden gaz kapasitesini azaltır.

Düşük maliyetli, kolay kullanım, geniş dağıtım.

Yapı malzemelerinin tanımı.

Biyogaz reaktörünün duvarlarının, tabanının, kemerinin malzemesi betondur.

Besleme kanalı gibi kare kesitler tuğladan yapılabilir. Beton yapılar beton karışımı dökülerek yapılabilir, ancak prekast beton elemanlardan yapılabilir (örneğin: giriş penceresi kapağı, bakteri kafesi, merkez boru). Bakteri tankı enine kesitte yuvarlaktır ve bir örgü içine yerleştirilmiş kırık bir yumurta kabuğundan oluşur.

İnşaat işlemlerinin sırası.

Kalıp döküm yöntemi aşağıdaki gibidir. Yerde, gelecekteki biyogaz reaktörünün ana hatları çiziliyor. Toprak çıkarılır. Önce alt dökülür. Halkanın etrafına beton dökmek için altta bir kalıp kurulur. Duvarlar kalıpla ve ardından kemerli tonozla dökülmektedir. Kalıp çelik, ahşap veya tuğla olabilir. Doldurma simetrik olarak yapılır ve mukavemet için sıkıştırma cihazları kullanılır. Fazla akan beton bir spatula ile alınır.

Inşaat çizimleri.

İnşaat, 1-9 numaralı çizimlere göre gerçekleştirilir.

Çizim 1. Biyogaz reaktörü 6 m 3 . Tip A:

Çizim 2. Biyogaz reaktörü 6 m 3 . Tip A:

Prekast beton plakalardan biyogaz reaktörlerinin inşası daha gelişmiş bir inşaat teknolojisidir. Bu teknoloji, boyutsal doğruluğun uygulanmasının kolaylığı nedeniyle daha mükemmeldir, inşaat süresini ve maliyetini azaltır. Konstrüksiyonun ana özelliği, reaktörün ana elemanlarının (kemerli çatı, duvarlar, kanallar, kapaklar) kurulum sahasından uzakta imal edilmesi, daha sonra kurulum sahasına taşınması ve büyük bir çukurda sahada monte edilmesidir. Böyle bir reaktörü monte ederken, kurulumun yatay ve dikey olarak doğruluğunun yanı sıra alın bağlantılarının yoğunluğuna da dikkat edilir.

Çizim 13. Biyogaz reaktörü 6 m 3 . Betonarme plakalardan yapılmış biyogaz reaktörünün detayları:

Çizim 14. Biyogaz reaktörü 6 m 3 . Biyogaz reaktörü montaj elemanları:

Çizim 15. Biyogaz reaktörü 6 m 3 . Betonarme reaktör montaj elemanları:

Biyoyakıt veya biyogaz, gübre de dahil olmak üzere çeşitli organik maddelerle beslenen özel mikroorganizmaların (bakteri ve arkeler) aktivitesi sonucu elde edilen çeşitli gazların bir karışımıdır.

Gübre veya çöp, alındıktan sonra potasyum, azot, fosfor ve toprak oluşturan asitler içeren yüksek kaliteli bir gübreye dönüştürülür.

Gübreyi biyoyakıta işlemenin avantajları açıktır, bunlar:

• sera gazı emisyonlarının azaltılması;
• yenilenemeyen yakıtların tüketimini azaltmak;
• helmintlerden ve çeşitli patojenlerden dışkı temizleme;
• mutfak atıklarının geri dönüşüm olasılığı.

Makalede gübreyi geri dönüştürmenin ve işlemenin diğer yolları hakkında zaten konuştuk.

• gübreden biyogaz elde etme teknolojisi hakkında;
• bu süreçleri neyin hızlandırdığı veya yavaşlattığı ve ayrıca toplam yakıt miktarını neyin etkilediği hakkında;
• hangi güvenlik önlemlerinin alınması gerektiği;
• Rafine yakıt nasıl kullanılır?
• Biyogaz üretimi ne kadar karlı?

Gübre, çöp gibi, sadece hayvan dışkısı değil, aynı zamanda çok karmaşık bir maddedir.

O çeşitli mikroorganizmalarla dolu birçok kimyasal ve fiziksel süreçte yer alır.

Bağırsaklardayken yiyecekleri işlerler, karmaşık organik zincirleri yok ederler, onları bağırsak duvarlarından emilmeye uygun basit maddelere dönüştürürler.

Aynı zamanda mide suyu ve bağırsaklardan salgılanan maddelerle mikroorganizmaların sayısı ve aktivitesi düzeltilir.

Biyoreaktöre girdikten sonra bazıları yoğun bir şekilde oksijeni emmeye başlar ve yaşamları boyunca çeşitli gazları serbest bırakır. Karmaşık organik bileşikleri parçalayan, onları metan oluşturan mikroorganizmaları beslemeye uygun maddelere dönüştüren onlardır.

Bu işleme hidroliz veya fermantasyon denir. Oksijen seviyesi kritik bir değere düştüğünde, bu mikroorganizmalar ölür ve devam eden süreçlere katılmayı bırakır ve çalışmaları anaerobik arke tarafından yapılır, yani oksijene ihtiyaç duymazlar.

Çoğu insan düşünür metanojenik mikroorganizmalar bakteriler, bu onların küçük boyutları anlamına gelir, ancak bilim adamları yakın zamanda onları metanojenlere, yani hidrojen ve karbon monoksit (karbon monoksit) ile beslenen arkeobakterilere (arkea) bağladılar.

Yapılarında bakterilerden farklıdırlar, ancak boyut olarak onlarla karşılaştırılabilir. Bu nedenle, birçok gübre üreticisi onlara hala bakteri diyor, çünkü ortalama biyoyakıt cihazları kullanıcısı düzeyinde, her iki isim de eşit derecede doğru.

Metan oluşturan mikroorganizmalar kırık organik maddelerle beslenmek, sapropel'e (toprağın organik temeli olan hümik asitlerin bulunduğu organik ve inorganik maddelerin bir karışımından oluşan alt silt) ve metan salınımı ile suya dönüştürmek.

Çürüme sürecine yalnızca metan oluşturan mikroorganizmalar dahil olmadığı için, yaydıkları gaz sadece metan değil, aynı zamanda şunları da içerir::

• karbon dioksit;
• hidrojen sülfit;
• azot;
• hava-su dağılımı.

Paylaş her gaz ilgili mikroorganizmaların sayısına ve aktivitesine bağlıdır. bunlar birçok faktörden etkilenir.

Onların arasında:

• biyoreaktör içeriğinin katı fraksiyonlarının boyutu;
• sıvı/katı organik fraksiyonların yüzdesi;
• malzemenin ilk bileşimi;
• hava sıcaklığı;
• şu anda bu mikroorganizmalar için uygun besin dengesi.

Metan oluşturan mikroorganizmaların aktivitesi

Biyoyakıt üretim sürecinde yer alan tüm mikroorganizmaların aktivitesi, doğrudan ortamın sıcaklığına bağlıdır bununla birlikte, paslandırıcı mikroorganizmalar en az bağımlılığa sahiptir.

Bazıları da metan salmasına rağmen, sıcaklık düştükçe bu gazın toplam miktarı azalır, ancak diğer gazların miktarı artar.

5-25 derecelik bir sıcaklıkta sadece psikrofilik metanojenler etki eder. minimum performans ile. Diğer işlemler de yavaşlar, ancak çürütücü bakteriler oldukça aktiftir, bu nedenle karışım oldukça hızlı çürümeye başlar, bundan sonra içinde metan üretim işlemlerini başlatmak zordur.

sıcaklığa ısıtma 30–42 derece(mezofilik süreç) mezofilik aktiviteyi arttırırçok yüksek performansa sahip olmayan metanojenler ve ana rakipleri - paslandırıcı bakteriler oldukça rahat hissederler.

bir sıcaklıkta 54–56 derece(termofilik süreç) harekete geçer termofilik mikroorganizmalar, sadece biyogaz verimini artırmakla kalmayıp aynı zamanda içindeki metan oranını da artıran metan üretme kabiliyetine sahip olan .

Ek olarak, ana rakipleri olan paslandırıcı mikroorganizmaların faaliyetleri, diğer gazların ve çamurların üretimi için bölünmüş organik madde maliyetlerinin azalmasıyla bağlantılı olarak keskin bir şekilde azalır.

Gaza ek olarak herhangi bir metanojen de termal enerji yayar, ancak etkili bir şekilde sadece mezofilik bakteriler sıcaklığı rahat bir seviyede tutabilir. Termofilik mikroorganizmalar daha az enerji salar, bu nedenle aktif varlıkları için substratın optimum sıcaklığa ısıtılması gerekir.

Çıktı nasıl artırılır?

Metan üreticileri metanojenler olduğundan, gaz verimini artırmak için bu mikroorganizmalar için en rahat koşulları yaratmak.

Bu, ancak gübrenin toplanmasından ve hazırlanmasından atık malzemenin boşaltılmasına ve gaz arıtma yöntemlerine kadar tüm aşamaları etkileyen kapsamlı bir şekilde gerçekleştirilebilir.

Metanojenler katı parçaları etkili bir şekilde sindiremezler, bu nedenle gübre / çöpün yanı sıra kesilmiş çimen ve diğerleri gibi diğer organik maddeler mümkün olduğunca azaltılmalı.

Büyük parçaların boyutu ne kadar küçükse ve yüzdeleri ne kadar küçükse, bakteriler tarafından o kadar fazla malzeme işlenebilir. Ayrıca yeterli miktarda su çok önemlidir, bu nedenle gübre veya altlık belirli bir kıvama gelinceye kadar suyla seyreltilmelidir.

saygı duyulmalı metanojenler ve bakteriler arasındaki denge, organik maddeyi basit bileşenlere ayrıştırmak, özellikle yağları parçalamak.

Fazla metanojen varsa, hızlı bir şekilde mevcut besinleri geliştirecekler, bunun ardından üretkenlikleri keskin bir şekilde düşecek, ancak organik maddeyi humusa farklı bir şekilde işleyen çürütücü mikroorganizmaların aktivitesi artacaktır.

Organik maddeyi ayrıştıran fazla bakteri varsa, biyogazdaki karbondioksit oranı keskin bir şekilde artacaktır, bu nedenle bitmiş ürünü temizledikten sonra belirgin şekilde daha az olacaktır.

Durağan bir durumda, biyoreaktörün içeriği, metan oluşturan mikroorganizmaların sadece bir kısmının yeterli miktarda beslenme alması nedeniyle yoğunluğa göre katmanlara ayrılır, bu nedenle ara sıra karıştırılması gerekir. bir biyoreaktörde çöp / gübre.

Ortaya çıkan çamur, sulu gübre çözeltisinden daha yüksek bir yoğunluğa sahiptir, bu nedenle, yeni bir dışkı partisine yer açmak için çıkarılması gereken yerden dibe çöker.

Bitmiş ürünün saflaştırılması biyogaz hacmini azaltır, ancak kalorifik değerini keskin bir şekilde artırır. Hazır biyogazın kaybolmaması için önceden hazırlanmış depolara yükle(gaz tutucular), daha sonra tüketicilere tedarik edilecektir.

Üretim teknolojisi ve ekipmanları

Kapalı teknolojik döngü, minimum harici enerji kullanımını ima ederek şunları içerir:

• gübrenin toplanması ve hazırlanması;
• biyoreaktörün yüklenmesi ve bakımı;
• atıkların boşaltılması ve bertarafı;
• gaz arıtma;
• elektrik ve termal enerji üretimi.

Malzemenin toplanması ve hazırlanması

Gübre alıcısında toplanan dışkı birçok büyük parça içerir, bu nedenle herhangi bir uygun öğütücü ile ezilmiş. Genellikle bu işlev, malzemeyi biyoreaktöre pompalayan bir pompa tarafından gerçekleştirilir.

Elle veya otomatik sistemler kullanarak ürünün nem seviyesini belirleyin ve gerekirse ürüne temiz, klorsuz su ekleyin.

Biyogaz hacmini artırmak için hammaddeye yeşil kütle (kesilmiş çim vb.) eklenirse, o zaman da ön ezilerek kullanılır.

Ezilmiş ve gerekirse yeşil kütle ile doldurulmuş substrat filtrelenir, daha sonra biyoreaktörün yakınında bulunan bir kaba pompalanır.

Kullanıma hazır bir çözüm içerir gerekli sıcaklığa ısıtılır(fermantasyon moduna bağlı olarak) ve doldurulduktan sonra her tarafı bir su ceketi ile çevrili bir biyoreaktöre dökülür.

Bu ısıtma yöntemi, içeriğin tüm katmanlarında aynı sıcaklığı sağlar ve üretilen gazın bir kısmı, soğutucuyu (su) ısıtmak için kullanılır (ilk yükler sırasında, soğutucunun üçüncü pahasına ısıtılması gerekecektir. parti enerji kaynakları). Bununla birlikte, içeriği ısıtmak için başka yöntemler de mümkündür.

Günde 1-3 kez içerikler karıştırılır güçlü tabakalaşmayı önlemek ve gübreden gaza işlemenin verimliliğini artırmak.

Bakterilerin ürettiği gaz, reaktörün üst kısmında birikir ve bu da hafif bir pozitif basınç oluşturur. seçim gaz benzin deposuna girmek periyodik olarak belirli bir basınca ulaşıldığında veya sürekli olarak, bu durumda çekilen gaz miktarı gerekli basıncı muhafaza edecek şekilde ayarlanır.

Drenaj ve atık bertarafı

Tamamen ayrışmış malzeme, daha yüksek yoğunluğu nedeniyle reaktörün dibine yerleşir ve onunla en aktif katman arasında görünür. atık sıvı tabakası. Böyle karıştırmadan önce çamurun bir kısmı ile birlikte çıkarılır, daha sonra ayrılır.

Her iki atık türü güçlü doğal gübrelerdir- Sıvı, bitkilerin gelişimini hızlandırır ve silt, toprağın yapısını/kalitesini iyileştirir ve hümik maddeler içerir.

Bu nedenle her iki tür atık da satılabileceği gibi kendi alanlarında da kullanılabilir. Atığın hemen fraksiyonlara bölünmesi planlanmıyorsa, çamurun kek yapmaması için periyodik olarak karıştırılmalıdır, aksi takdirde kabın boşaltılması sırasında çıkarılması zor olacaktır.

Gaz temizleme

Biyogazı temizlemek için, her biri belirli bir maddeyi bileşiminden çıkarmayı amaçlayan birkaç teknik çözüm kullanılır. Su yoğuşma ile uzaklaştırılırürünün önce ısıtıldığı, daha sonra duvarlarında su damlacıklarının yerleştiği soğuk bir borudan geçirildiği.

hidrojen sülfit ve karbondioksit sorbentler ile uzaklaştırıldı yüksek basınçta. Düzgün inşa edilmiş bir arıtma hattı metan içeriğini %93-98'e yükseltir ve bu da biyogazı diğer gazlı yakıtlarla rekabet edebilecek çok verimli bir yakıta dönüştürür.

Evde ciddi temizlik ekipmanı yapmak mümkün değildir, ancak bitmiş ürünü karbondioksitin karbondioksite dönüşeceği yüksek basınçta sudan geçirmek mümkündür.

Aynı zamanda, karbondioksiti emme yeteneği sınırlı olduğu için su sürekli değiştirilmelidir. Atık su ısıtılmalıdır (karbondioksit açığa çıkar), ardından tekrar temizlik için kullanılabilir. Ama bu şekilde bile deneyimli bir kimyager bitmiş ürünü temizlemelidir, istenilen sıcaklık ve basıncı seçebilme.

Termal ve elektrik enerjisi üretimi

Yüksek kalorifik değeri nedeniyle arıtılmış biyogaz iyi jeneratörlere ve çeşitli ısıtma cihazlarına güç sağlamak için uygundur.

Bu, bitmiş gazın verimini azaltır, ancak biyoreaktör tam kapasiteye ulaşana kadar ilk birkaç gün dışında ek enerji kaynaklarına olan ihtiyacı ortadan kaldırır.

İçten yanmalı motorları metana dönüştürmek için, doğru ateşleme açısını ayarlayın, çünkü bu yakıtın oktan sayısı 105-110 adettir. Bu, hem mekanik olarak (dağıtıcıyı çevirerek) hem de elektronik kontrol ünitesinin programını değiştirerek yapılabilir.

Motor, benzin kullanılmadan sadece metanla çalışacaksa, sıkıştırma oranı artırılarak güçlendirilmelidir.

Bu sadece motorun verimini artırarak gazı daha dikkatli kullanmanıza olanak sağlamakla kalmayacak, aynı zamanda motorun daha uzun ömürlü olmasını sağlamak, çünkü sıkıştırma oranı ne kadar düşük olursa, yanma odasındaki sıcaklık o kadar yüksek olur, bu da pistonların veya valflerin yanma olasılığının o kadar yüksek olduğu anlamına gelir.

Sıcak su kazanları dahil olmak üzere ısıtma cihazlarını biyogaza dönüştürmek için, doğru boyutta jeti seçmeniz gerekiyor böylece üretilen ısı miktarı çalışma moduna karşılık gelir. Bu, özellikle belirli bir programa göre çalışan otomatik kontrollü sistemler için önemlidir.

biyoreaktör hacmi

Biyoreaktörün hacmi, aşağıdakiler için olan organik maddenin tam işleme döngüsüne göre hesaplanır:

• mezofilik süreç 12-30 gün;
• termofilik süreç 3-10 gün.

reaktör hacmi aşağıdaki gibi tanımlanır- gerekli nem içeriğine (%90) seyreltilmiş günlük gübre çıktısını, tam çürüme için gereken maksimum gün sayısı ile çarpın, ardından sonuç %10-30 oranında artırılır.

Böyle bir artış, üretilen gazın birikeceği ilk gaz tankını oluşturmak için gereklidir.

Verim

Herhangi bir sıcaklık rejimi altında toplam gaz veriminin yaklaşık olarak aynı olmasına rağmen, önemli bir fark vardır - maksimum verimlilikte 3-5 gün içinde elde etmek veya bir ay içinde toplamak.

Böyle verimlilik ancak işlenmiş malzemenin hacmini artırarak artırılabilir ve dolayısıyla daha büyük bir biyoreaktörün kullanılması.

Termofilik bir işleme geçiş, reaktörün hacminde bir azalma ile bile üretkenliği artırmayı mümkün kılar; ancak bu durumda, karışımın ısıtılmasıyla ilgili maliyetler keskin bir şekilde artar.

Yaklaşık parametreler Farklı gübre / gübre türlerinden ve diğer malzemelerden biyogaz çıkışı, aşağıda ele alacağız tablolarda. Belirtilen değerleri, nem içeriği% 90 olan bitmiş karışımın tonlarına dönüştürmek için, ikinci sütundaki veriler 80-120 ile çarpılmalıdır.

Bu yayılmanın nedeni:

• hayvanları veya kuşları beslemenin özellikleri;
• yatak takımının malzemesi ve mevcudiyeti;
• öğütme verimliliği.

Hayvan ve kümes hayvanı atıkları

Hammadde türü	Gaz çıkışı (kg kuru madde başına m3)	Metan içeriği (%)
Sığır gübresi	0,250 — 0,340	65
domuz gübresi	0,340 — 0,580	65-70
Kuş pislikleri	0,310-0,620	60
at gübresi	0,200 — 0,300	56-60
koyun gübresi	0,300 — 0,620	70

Evsel atık

Bitki örtüsü

Karlılık değerlendirmesi

Kârlılığı değerlendirirken dolaylı olanlar da dahil olmak üzere her türlü gelir ve gideri dikkate almak gerekir.

Örneğin, güç üretimi kendi ihtiyaçlarınız için satın almayı reddetmenize ve bazı durumlarda dolaylı gelire atfedilebilecek iletişime yatırım yapmanıza izin verir.

Dolaylı gelir türlerinden biri, bitişik arazilerin sakinlerinden talep yok, yığınlara dökülen gübreyi yayan hoş olmayan bir kokunun neden olduğu. Sonuçta, Rusya Federasyonu yasaları bir kişiye temiz hava soluma hakkını garanti eder, bu nedenle mahkemeye başvururken böyle bir davacı süreci iyi kazanabilir ve gübre üreticisini hoş olmayan kokuyu kendi pahasına ortadan kaldırmaya zorlayabilir.

Gübre veya pislikleri yığınlar halinde dökmek sadece havayı bozmakla kalmaz, aynı zamanda toprak ve yeraltı suları için ciddi bir tehdit oluşturuyor. Doğal olarak çürüyen bir organik madde yığını, toprağın asitliğini önemli ölçüde artırır ve azotu dışarı çeker, bu nedenle birkaç yıl sonra bile bu yerde herhangi bir şey yetiştirmek zordur.

Herhangi bir dışkı, yeraltı suyuna girdikten sonra su kaynağına veya kuyuya nüfuz edebilen ve hayvanlar ve insanlar için tehdit oluşturacak çeşitli hastalıkların helmintlerini ve patojenlerini içerir.

Bu nedenle, tehlikeli atıkların nispeten güvenli çamura ve endüstriyel suya geri dönüştürülmesi olasılığı çok büyük dolaylı gelirlere bağlanabilir.

Dolaylı maliyetler şunları içerir: elektrik üretmek ve soğutucuyu ısıtmak için gaz tüketimi. Ek olarak, karlılık, işlem atığının, yani kurutulmuş veya ıslak çamurun (çamur) ve çeşitli eser elementlerle doyurulmuş arıtılmış işlem suyunun satılması olasılığından etkilenir.

Çoğu, sermaye yatırımlarının boyutuna bağlıdır, çünkü tüm ekipmanı tanınmış bir şirketten ve oldukça yüksek bir fiyata satın alabilir veya bir kısmını kendiniz yapabilirsiniz.

Aynı derecede önemli otomasyon seviyesi, çünkü ne kadar yüksek olursa, o kadar az işçiye ihtiyaç duyulur, bu da ücretler için daha az harcama ve onlar için vergi ödemesi anlamına gelir.

Doğru ekipman seçimi ve tüm sürecin yetkin organizasyonu ile biyogaz üretimi birkaç yıl içinde öder saflaştırılmış biyogaz satışı olmadan bile.

Nihayet gelir olabilir:

• dışkının atılmasıyla ilgili maliyetlerde gözle görülür bir azalma;
• teknik su ve çamurla gübreleme yaparak toprak verimliliğini artırmak;
• enerji satın alma maliyetini azaltmak;
• gübre satın alma maliyetini azaltmak.

Güvenlik önlemleri

Biyogaz üretimi çok tehlikeli bir süreçtir çünkü zehirli ve patlayıcı maddelerle çalışmak zorundasınız. Bu nedenle, ekipman tasarımının geliştirilmesinden arıtılmış gazın son tüketicilere taşınmasına ve atık bertarafına kadar her aşamada artırılmış güvenlik önlemleri alınmalıdır.

Bu yüzden bir biyoreaktör projesinin geliştirilmesini ve üretimini profesyonellere emanet etmek daha iyidir. Kendiniz yapmanız gerekiyorsa, seri üretilen cihazları temel almanız ve sızdırmazlıklarını dikkatlice kontrol etmeniz önerilir.

Bir reaktör veya gaz tankındaki küçük bir boşluk veya çatlak bile hava sızıntısına yol açacak ve yüksek bir patlayıcı metan ve oksijen karışımı oluşturma olasılığını yaratacaktır.

Ayrıca, alınan oksijen metanojenlerin aktivitesini olumsuz etkiler günlük metan üretiminin azalacağı ve yeterli miktarda oksijen ile tamamen duracağı için. Odada metan veya ham gaz sızıntısı olması zehirlenme tehlikesi ve yüksek patlama riski yaratacaktır.

Tüm sürecin organizasyonu ve teknik yürütülmesi bu belgelere tam olarak uymalıdır.:

Diğer yakıtlara kıyasla artıları ve eksileri

Farklı yakıt türlerini ve ayrıca farklı enerji türlerini karşılaştırmak için hangi parametrelerin karşılaştırılacağını belirlemek gerekir. Aynı zamanda, maliyeti karşılaştırmak yanlıştır, çünkü biyogazın normal fiyatı sadece geri ödeme süresinden sonra.

Kalorifik değeri ile karşılaştırmak da yanlıştır, çünkü daha düşük kalorifik değere sahip yakıt her zaman daha fazla kalorifik değerden daha kötü değildir.

Örneğin, yakacak odun dizel yakıttan daha düşük bir kalorifik değere sahiptir, ancak çoğu durumda daha uygun bir yakıt türüdür.

Böyle Bu tür parametrelerle farklı yakıt ve enerji türlerini karşılaştırabilirsiniz., gibi:

1. Otomobillerde, jeneratörlerde ve ısıtma sistemlerinde kullanıma uygunluk (nokta olarak, 1 puan - herkese uygun, 2 puan - bazıları için, 3 puan - herhangi biri için).
2. Depolama için özel koşullar oluşturma ihtiyacı (1 nokta - her koşulda mümkün, 2 nokta - özel kaplar gereklidir, 3 nokta - özel kaplara ek olarak ek ekipman gereklidir, 4 nokta - depolama imkansızdır).
3. Ekipmanı başka bir yakıta veya enerjiye dönüştürmenin zorluğu (1 puan - deneyimi olmayan bir kişinin bile yapabileceği minimum değişiklikler; 2 - az çok bilgili bir amatörün erişebileceği ve herhangi bir yüksek düzeyde özel ekipman gerektirmeyen değişiklikler, 3 puan - büyük bir değişiklik gereklidir).
4. Çevre üzerindeki olumsuz etki (puan olarak, 1 - en az, 2 puan - ortalama, 3 puan - maksimum);
5. Yakıt veya enerji yenilenebilir mi (nokta olarak, 1 puan - tamamen (örneğin, rüzgar veya güneş ışığı); 2 puan - şartlı olarak, yani belirli koşullar altında veya bazı işlemlerden sonra, 3 puan - değil).
6. Araziye, mevsime ve hava durumuna bağlı mı (puan olarak, 1 puan - hayır, 2 puan - kısmen, 3 puan - her şeye bağlı).

Yakıt veya enerjinin adı	Karşılaştırma için parametreler
	Kullanım olanakları	Depolamak	Teçhizat	Çevre üzerindeki etki	yenilenebilirlik	Dış etkenlere bağımlılık
Saflaştırılmış biyogaz (metan içeriği %95-99)	1	3	1–2	1	1	1
Propan	1	2–3	1–2	2	3	1
Benzin	1	2	2	3	3	1
akaryakıt	3	2	3	3	3	1
dizel yakıt	2	2	3	3	3	1
yakacak odun	3	1	3	2	1	2
Kömür	3	1	3	2	3	2
Elektrik	1	4	3	1	2	1
Rüzgar enerjisi	2	4	3	1–2	1	3
güneş enerjisi	2	4	3	1	1	3
Su hareketinin enerjisi (nehirler)	2	4	3	1–2	1	3

izin almak

Gübrenin üçüncü tehlike sınıfına, yani bertaraf için orta derecede tehlikeli atıklara ait olmasına rağmen ehliyet alman gerek.

Ancak bu, yalnızca biyogaz veya ondan elde edilen elektriğin satılacağı durumlar için geçerlidir.

Ek olarak, çürütücü satın alınan hammaddeler üzerinde çalışacaksa lisans gereklidir. Ortaya çıkan biyogaz sadece onu üreten kişinin ihtiyaçları için kullanılacaksa ruhsat alınmasına gerek yoktur.

Ek olarak, gerekli bir inşaat ruhsatı almak ve projeyi koordine etmek aşağıdaki bölümler:

• Rostechnadzor;
• Yangın Müfettişliği;
• Gaz servisi.

Bazen küçük ve çok küçük olmayan çiftliklerin sahipleri, her şeyi kendi arazilerinde inşa ettikleri ve işlenmiş ürünleri kimseye satmadıkları için onayları ve izinleri ihmal ederler.

Böyle bir pozisyon ciddi bir para cezası ile doludur, çünkü biyogaz tesisleri tehlikeli endüstriler olarak sınıflandırılır, bu yüzden onlar devlet siciline girilmelidir Rostekhnadzor'un tehlikeli üretim tesisleri.

Ayrıca, bu tür nesneler kaza durumunda sigortalamak, piyasaya sürülmeden önce ilgili departmanlardan uzmanlar tarafından kontrol edilmelidir.

Bununla birlikte, küçük ev tesislerinin sahipleri, izinlerin maliyeti, bu gübre imha yönteminin tüm faydalarını ortadan kaldırdığı için kaydı ihmal eder.

Ancak, bunu kendi tehlikeleri ve riskleri kendilerine ait olmak üzere yaparlar, çünkü herhangi bir acil durumda, sadece sicildeki bilgi eksikliğinden dolayı para cezası ödemek zorunda kalmayacaklar, aynı zamanda tüm sonuçlardan sorumlu olacaklardır.

Forumlar

Hazırladık internet forumları listesi, kullanıcıların gübreden biyogaz üretimi ile ilgili çeşitli konuları ve bunun için gerekli ekipmanı tartıştığı yer:

İlgili videolar

Video, gübreyi biyogaza dönüştürme sürecinin tüm aşamalarını gösterir:

Çözüm

Biyogaz, gübre ve gübre işlemenin bir ürünü olmasının yanı sıra diğer yakıtlara iyi bir alternatiftir. Ciddi sermaye yatırımlarına ihtiyaç duyulmasına ve birçok izin ve onayın verilmesine rağmen, üretimi hayvan ve kuş atıklarının faydalı bir şekilde bertaraf edilmesini mümkün kılacaktır.

Temas halinde

Hepinize iyi günler! Bu yazı sizin için alternatif enerji konusuna devam ediyor. İçinde size biyogazdan ve ev ısıtma ve yemek pişirmek için kullanımından bahsedeceğim. Bu konu, bu tür yakıtı elde etmek için çeşitli hammaddelere erişimi olan çiftçilerin ilgisini çekmektedir. Önce biyogazın ne olduğunu ve nereden geldiğini anlayalım.

Biyogaz nereden geliyor ve nelerden oluşuyor?

Biyogaz, bir besin ortamında mikroorganizmaların yaşamsal aktivitesinin bir ürünü olarak ortaya çıkan yanıcı bir gazdır. Bu besin ortamı, özel bir bunkere yerleştirilen gübre veya silaj olabilir. Reaktör adı verilen bu bunkerde biyogaz oluşur. Reaktörün içi aşağıdaki gibi düzenlenecektir:

Biyokütlenin fermantasyon sürecini hızlandırmak için onu ısıtmak gerekir. Bunun için herhangi bir kalorifer kazanına bağlı bir ısıtma elemanı veya eşanjör kullanılabilir. Isıtma için gereksiz enerji maliyetlerinden kaçınmak için iyi ısı yalıtımını unutmamalıyız. Isıtmaya ek olarak, fermente kütle karıştırılmalıdır. Bu olmadan, kurulumun verimliliği önemli ölçüde azaltılabilir. Karıştırma manuel veya mekanik olabilir. Her şey bütçeye veya mevcut teknik araçlara bağlıdır. Bir reaktördeki en önemli şey hacimdir! Küçük bir reaktör, fiziksel olarak büyük miktarda gaz üretme kapasitesine sahip değildir.

Gazın kimyasal bileşimi, reaktörde hangi işlemlerin gerçekleştiğine büyük ölçüde bağlıdır. Çoğu zaman, metan fermantasyonu işlemi orada gerçekleşir ve bunun sonucunda yüksek oranda metan içeren bir gaz oluşur. Ancak metan fermantasyonu yerine hidrojen oluşumu olan bir süreç de gerçekleşebilir. Ama bence hidrojen sıradan bir tüketici için gerekli değil ve belki de tehlikeli. En azından zeplin Hindenburg'un ölümünü hatırlayın. Şimdi hangi biyogazın elde edilebileceğini bulalım.

Biyogazı nereden temin edebilirsiniz?

Gaz, çeşitli biyokütle türlerinden elde edilebilir. Bunları bir liste halinde sıralayalım:

• Gıda üretiminden kaynaklanan atıklar - bu, hayvancılık veya süt üretiminin kesilmesinden kaynaklanan atık olabilir. Ayçiçeği veya pamuk tohumu yağı üretiminden kaynaklanan uygun atık. Bu tam bir liste değil, özü iletmek için yeterli. Bu tür hammadde, gazdaki en yüksek metan içeriğini (% 85'e kadar) verir.
• Mahsuller - bazı durumlarda, gaz üretmek için özel bitki türleri yetiştirilir. Örneğin silajlık mısır veya deniz yosunu bunun için uygundur. Gazdaki metan yüzdesi %70 civarında tutulur.
• Gübre - çoğunlukla büyük hayvancılık komplekslerinde kullanılır. Gübre hammadde olarak kullanıldığında gazdaki metan yüzdesi genellikle% 60'ı geçmez ve geri kalanı karbondioksit ve oldukça fazla hidrojen sülfür ve amonyak olacaktır.

Bir biyogaz tesisinin blok diyagramı.

Bir biyogaz tesisinin nasıl çalıştığını en iyi şekilde anlamak için aşağıdaki şekle bakalım:

Biyoreaktörün cihazı yukarıda tartışıldı, bu yüzden onun hakkında konuşmayacağız. Kurulumun diğer bileşenlerini göz önünde bulundurun:

• Atık alıcısı, ilk aşamada hammaddelerin girdiği bir tür kaptır. İçinde hammaddeler su ile karıştırılabilir ve ezilebilir.
• Pompa (atık alıcısından sonra), biyokütlenin reaktöre pompalandığı bir dışkı pompasıdır.
• Kazan - reaktör içindeki biyokütleyi ısıtmak için tasarlanmış herhangi bir yakıt kullanan bir ısıtma kazanı.
• Pompa (kazanın yanında) sirkülasyon pompasıdır.
• "Gübreler" - fermente çamurun girdiği bir kap. Bağlamdan da anlaşılacağı gibi, gübre olarak kullanılabilir.
• Filtre, biyogazın bir duruma getirildiği bir cihazdır. Filtre, gazların ve nemin fazla kirlerini giderir.
• Kompresör - gazı sıkıştırır.
• Gaz depolama, kullanıma hazır gazın keyfi olarak uzun süre depolanabileceği kapalı bir tanktır.

Özel bir ev için biyogaz.

Küçük çiftliklerin çoğu sahibi, ev ihtiyaçları için biyogaz kullanmayı düşünüyor. Ancak her şeyin nasıl çalıştığı hakkında daha ayrıntılı bilgi edindikten sonra, çoğunluk bu fikri terk ediyor. Bunun nedeni, gübre veya silaj işleme ekipmanının çok maliyetli olması ve gaz veriminin (hammaddeye bağlı olarak) küçük olabilmesidir. Bu da, ekipmanın kurulumunu kârsız hale getirir. Genellikle, çiftçilerin özel evleri için gübre üzerinde çalışan ilkel tesisler kurulur. Çoğu zaman, yalnızca mutfağa ve düşük güçlü bir duvara monte gaz kazanına gaz sağlayabilirler. Aynı zamanda, ısıtma, pompalama ve kompresör çalışması için teknolojik sürecin kendisine çok fazla enerji harcanması gerekecektir. Pahalı filtreler de görünümden hariç tutulamaz.

Genel olarak, buradaki ahlaki şudur - kurulumun kendisi ne kadar büyükse, işi o kadar karlı olur. Ve ev koşulları için bu neredeyse her zaman imkansızdır. Ancak bu, kimsenin evde kurulum yapmadığı anlamına gelmez. Doğaçlama malzemelerden nasıl göründüğünü görmek için aşağıdaki videoyu izlemenizi öneririm:

Özet.

Biyogaz, organik atıkları faydalı bir şekilde geri dönüştürmenin harika bir yoludur. Çıktı, fermente çamur şeklinde yakıt ve faydalı gübredir. Bu teknoloji ne kadar verimli çalışırsa, o kadar fazla hammadde işlenir. Modern teknolojiler, özel katalizörler ve mikroorganizmalar kullanarak gaz üretimini ciddi şekilde artırmayı mümkün kılar. Tüm bunların ana dezavantajı, bir metreküpün yüksek fiyatıdır. Sıradan insanlar için şişelenmiş gaz satın almak çoğu zaman bir atık arıtma tesisi inşa etmekten çok daha ucuz olacaktır. Ancak, elbette, tüm kuralların istisnaları vardır, bu nedenle biyogaza geçmeye karar vermeden önce metreküp başına fiyatı ve geri ödeme süresini hesaplamanız gerekir. Şimdilik bu kadar sorularınızı yoruma yazın

Artan enerji fiyatları bize kendi kendine yeterlilik olasılığını düşündürüyor. Bir seçenek bir biyogaz tesisidir. Yardımı ile biyogaz, temizlendikten sonra gazlı cihazlarda (soba, kazan) kullanılabilen, silindirlere pompalanan ve otomobiller veya elektrik jeneratörleri için yakıt olarak kullanılabilen gübre, çöp ve bitki artıklarından elde edilir. Genel olarak, gübrenin biyogaza işlenmesi, bir evin veya çiftliğin tüm enerji ihtiyaçlarını karşılayabilir.

Biyogaz tesisi kurmak, enerji kaynaklarını bağımsız olarak sağlamanın bir yoludur

Genel İlkeler

Biyogaz, organik maddelerin parçalanmasından elde edilen bir üründür. Çürüme/fermantasyon sürecinde kendi evinizin ihtiyacını karşılayabileceğiniz gazlar toplanarak açığa çıkar. Bu işlemin gerçekleştiği ekipmana “biyogaz tesisi” denir.

Biyogaz oluşumu süreci, atığın kendisinde bulunan çeşitli bakteri türlerinin hayati aktivitesi nedeniyle oluşur. Ancak aktif olarak “çalışabilmeleri” için belirli koşullar yaratmaları gerekir: nem ve sıcaklık. Bunları oluşturmak için bir biyogaz tesisi inşa ediliyor. Bu, temeli biyoreaktör olan, atıkların ayrışmasının meydana geldiği ve buna gaz oluşumunun eşlik ettiği bir cihaz kompleksidir.

Gübreyi biyogaza dönüştürmenin üç modu vardır:

• Psikofilik mod. Biyogaz tesisindeki sıcaklık +5°C ile +20°C arasındadır. Bu koşullar altında ayrışma süreci yavaştır, çok fazla gaz oluşur, kalitesi düşüktür.
• mezofilik. Ünite bu moda +30°C ile +40°C arasındaki sıcaklıklarda girer. Bu durumda, mezofilik bakteriler aktif olarak çoğalır. Bu durumda, daha fazla gaz oluşur, işleme süreci daha az zaman alır - 10 ila 20 gün.
• Termofilik. Bu bakteriler +50°C'nin üzerindeki sıcaklıklarda çoğalırlar. İşlem en hızlıdır (3-5 gün), gaz verimi en fazladır (ideal koşullar altında 1 kg teslimattan 4,5 litreye kadar gaz elde edilebilir). İşlemden kaynaklanan gaz verimi için çoğu referans tablosu özellikle bu mod için verilmiştir, bu nedenle diğer modları kullanırken aşağı doğru bir ayarlama yapmaya değer.

Biyogaz tesislerinde en zor olan şey termofilik rejimdir. Bu, bir biyogaz tesisi, ısıtma ve bir sıcaklık kontrol sisteminin yüksek kaliteli ısı yalıtımını gerektirir. Ancak çıktıda maksimum miktarda biyogaz elde ederiz. Termofilik işlemenin bir başka özelliği de yeniden yüklemenin imkansızlığıdır. Kalan iki mod - psikofilik ve mezofilik - günlük olarak taze hazırlanmış ham maddeler eklemenize izin verir. Ancak, termofilik modda, kısa bir işlem süresi, biyoreaktörü, farklı yükleme sürelerine sahip hammadde payının işleneceği bölgelere ayırmayı mümkün kılar.

Bir biyogaz tesisinin şeması

Bir biyogaz tesisinin temeli bir biyoreaktör veya bunkerdir. Fermantasyon işlemi içinde gerçekleşir ve ortaya çıkan gaz içinde birikir. Ayrıca yükleme boşaltma bunkeri bulunmakta olup, oluşan gaz üst kısma yerleştirilen bir boru vasıtasıyla tahliye edilmektedir. Daha sonra gaz arıtma sistemi geliyor - temizliği ve gaz boru hattındaki basıncı çalışan sisteme artırıyor.

Mezofilik ve termofilik rejimler için, gerekli rejimlere ulaşmak için bir biyoreaktör ısıtma sistemi de gereklidir. Bunun için genellikle gaz yakıtlı kazanlar kullanılır. Ondan boru hattı sistemi biyoreaktöre gider. Agresif bir ortamda bulunmayı en iyi şekilde tolere ettikleri için bunlar genellikle polimer borulardır.

Başka bir biyogaz tesisi, maddeyi karıştırmak için bir sisteme ihtiyaç duyar. Fermantasyon sırasında üstte sert bir kabuk oluşur, ağır parçacıklar çöker. Bütün bunlar birlikte gaz oluşumu sürecini kötüleştirir. İşlenen kütlenin homojen durumunu korumak için karıştırıcılar gereklidir. Mekanik ve hatta manuel olabilirler. Zamanlayıcı veya manuel olarak başlatılabilir. Her şey biyogaz tesisinin nasıl yapıldığına bağlı. Otomatik bir sistemin kurulumu daha pahalıdır, ancak çalışma sırasında minimum dikkat gerektirir.

Konum türüne göre biyogaz tesisi şunlar olabilir:

• havai.
• Yarı batık.
• Gömülü.

Gömülü yerleştirmek daha pahalı - büyük miktarda arazi çalışması gerekiyor. Ancak koşullarımızda çalışırken daha iyidirler - yalıtımı düzenlemek daha kolaydır, daha az ısıtma maliyeti.

Neler geri dönüştürülebilir

Bir biyogaz tesisi esasen omnivordur - herhangi bir organik madde işlenebilir. Herhangi bir gübre ve idrar, bitki artıkları uygundur. Deterjanlar, antibiyotikler, kimyasallar süreci olumsuz etkiler. İşleme dahil olan florayı öldürdükleri için alımlarının en aza indirilmesi arzu edilir.

Sığır gübresi, büyük miktarlarda mikroorganizma içerdiğinden ideal olarak kabul edilir. Çiftlikte hiç inek yoksa, biyoreaktörü yüklerken, alt tabakayı gerekli mikroflora ile doldurmak için altlığın bir kısmının eklenmesi arzu edilir. Bitki artıkları önceden ezilir, suyla seyreltilir. Biyoreaktörde bitkisel hammaddeler ve dışkı karıştırılır. Böyle bir “yakıt ikmalinin” işlenmesi daha uzun sürer, ancak çıkışta, doğru modla en yüksek ürün verimine sahibiz.

Konum belirleme

Süreci organize etme maliyetlerini en aza indirmek için, atık kaynağının yakınında, kuşların veya hayvanların tutulduğu binaların yakınında bir biyogaz tesisi kurmak mantıklıdır. Yüklemenin yerçekimi ile gerçekleşmesi için bir tasarım geliştirmek arzu edilir. Bir ahırdan veya domuz ahırından, bir eğimin altına, gübrenin yerçekimi ile sığınağa akacağı bir boru hattı döşenebilir. Bu, reaktörün bakımını ve gübreyi temizleme görevini büyük ölçüde basitleştirir.

Çiftlikten gelen atıkların yerçekimi ile akabilmesi için biyogaz tesisini yerleştirmek en iyisidir.

Genellikle hayvanlarla dolu binalar, bir konut binasından biraz uzakta bulunur. Bu nedenle üretilen gazın tüketicilere aktarılması gerekecektir. Ancak bir gaz borusunu germek, gübre taşımak ve yüklemek için bir hat düzenlemekten daha ucuz ve daha kolaydır.

biyoreaktör

Gübre işleme tankına oldukça katı gereksinimler uygulanır:

Bir biyogaz tesisinin inşası için tüm bu gereksinimler, güvenliği sağladıklarından ve gübrenin biyogaza dönüştürülmesi için normal koşullar oluşturduklarından karşılanmalıdır.

Hangi malzemeler yapılabilir

Agresif ortamlara direnç, kapların yapılabileceği malzemeler için temel gereksinimdir. Biyoreaktördeki substrat asidik veya alkali olabilir. Buna göre, kabın yapıldığı malzeme, çeşitli ortamlar tarafından iyi tolere edilmelidir.

Pek çok malzeme bu isteklere cevap vermiyor. Metal denilince ilk akla gelenler. Dayanıklıdır, herhangi bir şekilde bir kap yapmak için kullanılabilir. İyi olan, hazır bir kap kullanabilmenizdir - bir tür eski tank. Bu durumda bir biyogaz tesisinin inşası çok az zaman alacaktır. Metal eksikliği, kimyasal olarak aktif maddelerle reaksiyona girmesi ve bozulmaya başlamasıdır. Bu eksiyi nötralize etmek için metal koruyucu bir kaplama ile kaplanmıştır.

Mükemmel bir seçenek, bir polimer biyoreaktörün kapasitesidir. Plastik kimyasal olarak nötrdür, çürümez, paslanmaz. Sadece donmaya ve yeterince yüksek sıcaklıklara kadar ısıtmaya dayanan bu tür malzemelerden seçim yapmak gerekir. Reaktörün duvarları kalın olmalı, tercihen cam elyafı ile takviye edilmelidir. Bu tür kaplar ucuz değildir, ancak uzun süre dayanırlar.

Daha ucuz bir seçenek, tuğla, beton bloklar, taştan yapılmış bir depoya sahip bir biyogaz tesisidir. Duvarın yüksek yüklere dayanabilmesi için duvarın güçlendirilmesi gerekir (duvar kalınlığına ve malzemeye bağlı olarak her 3-5 sırada). Duvar montaj işleminin tamamlanmasından sonra, su ve gaz sızdırmazlığını sağlamak için duvarların hem içeride hem de dışarıda çok katmanlı işlenmesi gereklidir. Duvarlar, gerekli özellikleri sağlayan katkı maddeleri (katkı maddeleri) içeren bir çimento-kum bileşimi ile sıvanmıştır.

reaktör boyutlandırma

Reaktörün hacmi, gübrenin biyogaza işlenmesi için seçilen sıcaklığa bağlıdır. Çoğu zaman, mezofilik seçilir - bakımı daha kolaydır ve reaktöre günlük ek yükleme olasılığını ima eder. Normal moda ulaştıktan sonra (yaklaşık 2 gün) biyogaz üretimi, patlamalar ve düşüşler olmadan (normal koşullar oluşturulduğunda) stabildir. Bu durumda, çiftlikte günlük üretilen gübre miktarına bağlı olarak biyogaz tesisinin hacmini hesaplamak mantıklıdır. Her şey ortalama verilere göre kolayca hesaplanır.

Gübrenin mezofilik sıcaklıklarda ayrışması 10 ila 20 gün sürer. Buna göre hacim, 10 veya 20 ile çarpılarak hesaplanır. Hesaplarken, alt tabakayı ideal duruma getirmek için gereken su miktarını hesaba katmak gerekir - nem oranı %85-90 olmalıdır. Maksimum yük tank hacminin 2 / 3'ünü geçmemesi gerektiğinden, bulunan hacim% 50 artar - gaz tavanın altında birikmelidir.

Örneğin, çiftlikte 5 inek, 10 domuz ve 40 tavuk var. Nitekim 5*55 kg + 10*4.5 kg + 40*0.17 kg = 275 kg + 45 kg + 6.8 kg = 326.8 kg oluşmaktadır. Tavuk gübresini %85 nem içeriğine getirmek için 5 litreden biraz daha fazla su eklemeniz gerekir (bu 5 kg daha). Toplam kütle 331,8 kg'dır. 20 gün içinde işlemek için gereklidir: ​​331,8 kg * 20 \u003d 6636 kg - sadece alt tabaka için yaklaşık 7 küp. Bulunan rakamı 1,5 ile çarparız (% 50 artar), 10.5 metreküp elde ederiz. Bu, biyogaz tesisi reaktörünün hacminin hesaplanan değeri olacaktır.

Yükleme ve boşaltma kapakları doğrudan biyoreaktör tankına gider. Alt tabakanın tüm alana eşit olarak dağılması için, kabın zıt uçlarında yapılırlar.

Biyogaz tesisinin gömülü kurulum yöntemi ile yükleme ve boşaltma boruları gövdeye dar bir açıyla yaklaşır. Ayrıca borunun alt ucu reaktördeki sıvı seviyesinin altında olmalıdır. Bu, havanın konteynere girmesini önler. Ayrıca normal pozisyonda kapalı olan boruların üzerine döner veya kesme vanaları takılır. Sadece yükleme veya boşaltma için açıktırlar.

Gübre büyük parçalar (yataklık elemanları, çimen sapları vb.) içerebileceğinden, küçük çaplı borular sıklıkla tıkanacaktır. Bu nedenle, yükleme ve boşaltma için 20-30 cm çapında olmalıdırlar.Biyogaz tesisinin izolasyonu ile ilgili çalışmalara başlamadan önce, ancak konteyner yerine kurulduktan sonra kurulmalıdırlar.

Bir biyogaz tesisinin en uygun işletim modu, alt tabakanın düzenli olarak yüklenmesi ve boşaltılmasıdır. Bu işlem günde bir veya iki günde bir yapılabilir. Gübre ve diğer bileşenler, gerekli duruma getirildikleri bir depolama tankında önceden toplanır - gerekirse ezilir, nemlendirilir ve karıştırılır. Kolaylık sağlamak için, bu kap mekanik bir karıştırıcıya sahip olabilir. Hazırlanan substrat, alıcı kapağın içine dökülür. Alıcı kabı güneşe yerleştirirseniz, alt tabaka önceden ısıtılacak ve bu da gerekli sıcaklığı koruma maliyetini azaltacaktır.

Atıkların yerçekimi ile içine akması için alıcı haznenin kurulum derinliğinin hesaplanması arzu edilir. Aynısı biyoreaktöre boşaltma için de geçerlidir. En iyi durum, hazırlanan alt tabakanın yerçekimi ile hareket etmesidir. Ve hazırlık sırasında bir damper onu engelleyecektir.

Biyogaz tesisinin sızdırmazlığını sağlamak için, alma hunisindeki ve boşaltma alanındaki kapakların sızdırmaz bir kauçuk contası olmalıdır. Depoda ne kadar az hava olursa, çıkıştaki gaz o kadar temiz olur.

Biyogazın toplanması ve bertarafı

Biyogazın reaktörden çıkarılması, bir ucu çatının altında olan, diğeri genellikle bir su sızdırmazlığına indirilen bir boru vasıtasıyla gerçekleşir. Bu, ortaya çıkan biyogazın boşaltıldığı su içeren bir kaptır. Su contasında ikinci bir boru vardır - sıvı seviyesinin üzerinde bulunur. İçine daha fazla saf biyogaz çıkar. Biyoreaktörlerinin çıkışına bir kapatma gazı valfi takılmıştır. En iyi seçenek top.

Gaz iletim sistemi için hangi malzemeler kullanılabilir? HDPE veya PPR'den yapılmış galvanizli metal borular ve gaz boruları. Sızdırmazlığı, dikişleri ve derzleri sabun köpüğü ile kontrol etmelidirler. Tüm boru hattı, aynı çaptaki boru ve bağlantı parçalarından monte edilir. Kasılma veya genişleme yok.

safsızlıkların saflaştırılması

Ortaya çıkan biyogazın yaklaşık bileşimi aşağıdaki gibidir:

• metan - %60'a kadar;
• karbondioksit - %35;
• diğer gaz halindeki maddeler (gaza hoş olmayan bir koku veren hidrojen sülfür dahil) - %5.

Biyogazın kokusu olmaması ve iyi yanması için karbondioksit, hidrojen sülfür ve su buharını ondan uzaklaştırmak gerekir. Tesisatın dibine sönmüş kireç eklenirse karbondioksit bir su sızdırmazlığında çıkarılır. Böyle bir yer iminin periyodik olarak değiştirilmesi gerekecektir (gaz daha kötü yanmaya başladığından, değiştirme zamanı gelmiştir).

Gaz dehidrasyonu iki şekilde - gaz boru hattında hidrolik contalar yaparak - kondensin birikeceği borunun içine hidrolik contaların altına kavisli bölümler sokarak yapılabilir. Bu yöntemin dezavantajı, su contasının düzenli olarak boşaltılması ihtiyacıdır - çok miktarda toplanan su ile gazın geçişini engelleyebilir.

İkinci yol, silika jelli bir filtre koymaktır. Prensip, su sızdırmazlığındakiyle aynıdır - gaz, kapağın altından kurutulan silika jele beslenir. Bu biyogaz kurutma yöntemiyle silika jelin periyodik olarak kurutulması gerekir. Bunu yapmak için mikrodalgada bir süre ısıtılması gerekir. Isınıyor, nem buharlaşıyor. Uyuyabilir ve tekrar kullanabilirsiniz.

Hidrojen sülfürü çıkarmak için metal talaşı yüklü bir filtre kullanılır. Eski metal lifleri konteynere yükleyebilirsiniz. Arıtma tam olarak aynı şekilde gerçekleşir: metal ile doldurulmuş kabın alt kısmına gaz verilir. Geçerek hidrojen sülfürden temizlenir, filtrenin üst serbest kısmında toplanır, buradan başka bir boru/hortum vasıtasıyla boşaltılır.

Gaz tutucu ve kompresör

Arıtılmış biyogaz, depolama tankına - gaz tankına girer. Mühürlü bir plastik torba, plastik bir kap olabilir. Ana koşul gaz sızdırmazlığıdır, şekil ve malzeme önemli değildir. Biyogaz, gaz tankında depolanır. Ondan, bir kompresör yardımıyla, belirli bir basınç altında (kompresör tarafından ayarlanan) gaz zaten tüketiciye verilir - bir gaz sobasına veya kazana. Bu gaz aynı zamanda bir jeneratör kullanarak elektrik üretmek için de kullanılabilir.

Kompresörden sonra sistemde sabit bir basınç oluşturmak için, bir alıcı - basınç dalgalanmalarını dengelemek için küçük bir cihaz - kurulması arzu edilir.

karıştırma cihazları

Biyogaz tesisinin normal çalışması için biyoreaktördeki sıvının düzenli olarak karıştırılması gerekir. Bu basit süreç birçok sorunu çözer:

• yükün taze bir kısmını bir bakteri kolonisi ile karıştırır;
• üretilen gazın salınmasını teşvik eder;
• daha sıcak ve daha soğuk alanlar hariç sıvının sıcaklığını eşitler;
• bazı bileşenlerin çökmesini veya yüzeylenmesini önleyerek alt tabakanın homojenliğini korur.

Tipik olarak, küçük bir ev yapımı biyogaz tesisinde, kas gücüyle çalıştırılan mekanik karıştırıcılar bulunur. Büyük hacimli sistemlerde, karıştırıcılar bir zamanlayıcı tarafından çalıştırılan motorlar tarafından çalıştırılabilir.

İkinci yol, üretilen gazın bir kısmını içinden geçirerek sıvıyı karıştırmaktır. Bunu yapmak için, metatanktan ayrıldıktan sonra, bir tee yerleştirilir ve gazın bir kısmı, delikli bir tüpten çıktığı reaktörün alt kısmına dökülür. Gazın bu kısmı, sisteme tekrar girdiği ve sonuç olarak gaz deposunda kaldığı için tüketim olarak kabul edilemez.

Üçüncü karıştırma yöntemi ise substratı alt kısımdan fekal pompalar yardımıyla pompalamak, üstten dökmektir. Bu yöntemin dezavantajı, elektriğin mevcudiyetine bağımlılıktır.

Isıtma sistemi ve ısı yalıtımı

İşlenmiş bulamacı ısıtmadan psikofilik bakteriler çoğalacaktır. Bu durumda işleme süreci 30 gün sürecek ve gaz verimi az olacaktır. Yaz aylarında, ısı yalıtımı ve yükün ön ısıtılması durumunda, mezofilik bakterilerin gelişimi başladığında 40 dereceye kadar sıcaklıklara ulaşmak mümkündür, ancak kışın böyle bir kurulum pratik olarak çalışmaz - süreçler çok halsizdir. +5°C'nin altındaki sıcaklıklarda pratik olarak donarlar.

Ne ısıtmalı ve nereye yerleştirmeli

En iyi sonuçlar için ısı kullanılır. En rasyonel, kazandan su ısıtmasıdır. Kazan elektrik, katı veya sıvı yakıt ile çalışabileceği gibi üretilen biyogaz ile de çalışabilir. Suyun ısıtılması gereken maksimum sıcaklık +60°C'dir. Daha sıcak borular, parçacıkların yüzeye yapışmasına neden olarak, ısıtma verimliliğinin düşmesine neden olabilir.

Doğrudan ısıtma - yerleştirme ısıtma elemanlarını da kullanabilirsiniz, ancak ilk olarak, karıştırmayı organize etmek zordur ve ikincisi, alt tabaka yüzeye yapışacak, ısı transferini azaltacak, ısıtma elemanları hızla yanacaktır.

Bir biyogaz tesisi, standart ısıtma radyatörleri, sadece bir bobine bükülmüş borular, kaynaklı kayıtlar kullanılarak ısıtılabilir. Polimer boruların kullanılması daha iyidir - metal-plastik veya polipropilen. Oluklu paslanmaz çelik borular da uygundur, özellikle silindirik dikey biyoreaktörlerde döşenmeleri daha kolaydır, ancak oluklu yüzey, ısı transferi için çok iyi olmayan tortu birikmesine neden olur.

Parçacıkların ısıtma elemanları üzerinde birikme olasılığını azaltmak için, karıştırma bölgesine yerleştirilirler. Sadece bu durumda, karıştırıcının borulara dokunamayacağı şekilde her şeyi tasarlamak gerekir. Isıtıcıları alttan yerleştirmenin genellikle daha iyi olduğu görülür, ancak uygulama, tabandaki tortu nedeniyle bu tür ısıtmanın verimsiz olduğunu göstermiştir. Bu yüzden ısıtıcıları biyogaz tesisinin metatank duvarlarına yerleştirmek daha mantıklı.

Su ısıtma yöntemleri

Boruların yerleşim şekline göre ısıtma harici veya dahili olabilir. İç mekanlara yerleştirildiğinde ısıtma verimlidir, ancak sistemi kapatmadan ve dışarı pompalamadan ısıtıcıların onarımı ve bakımı imkansızdır. Bu nedenle malzeme seçimine ve bağlantıların kalitesine özellikle dikkat edilir.

Isıtma, biyogaz tesisinin verimliliğini artırır ve hammaddelerin işleme süresini azaltır.

Isıtıcılar dışarıya yerleştirildiğinde, duvarları ısıtmak için çok fazla ısı harcandığından daha fazla ısı gerekir (bir biyogaz tesisinin içeriğini ısıtmanın maliyeti çok daha yüksektir). Ancak sistem her zaman onarım için kullanılabilir ve ortam duvarlardan ısıtıldığı için ısıtma daha homojendir. Bu çözümün bir diğer artısı da karıştırıcıların ısıtma sistemine zarar vermemesidir.

nasıl yalıtılır

Çukurun dibine önce bir tesviye tabakası, ardından bir ısı yalıtım tabakası dökülür. Saman ve genişletilmiş kil, cüruf ile karıştırılmış kil olabilir. Tüm bu bileşenler karıştırılabilir, ayrı katmanlara dökülebilir. Ufukta hizalanırlar, biyogaz tesisinin kapasitesi kurulur.

Biyoreaktörün kenarları modern malzemelerle veya klasik eski moda yöntemlerle yalıtılabilir. Eski moda yöntemlerden - kil ve samanla kaplama. Birkaç kat halinde uygulanır.

Modern malzemelerden yüksek yoğunluklu ekstrüde polistiren köpük, düşük yoğunluklu gaz beton bloklar kullanabilirsiniz. Bu durumda teknolojik olarak en gelişmiş poliüretan köpüktür (PPU), ancak uygulama hizmetleri ucuz değildir. Ancak, ısıtma maliyetlerini en aza indiren kesintisiz ısı yalıtımı ortaya çıkıyor. Başka bir ısı yalıtım malzemesi var - köpüklü cam. Plakalarda çok pahalıdır, ancak savaşı veya kırıntısı oldukça maliyetlidir ve özellikler açısından neredeyse mükemmeldir: nemi emmez, donmaktan korkmaz, statik yükleri iyi tolere eder ve düşük ısı iletkenliğine sahiptir. .

Metan elde etme konusu, kümes hayvanları veya domuz yetiştiren ve ayrıca sığır besleyen özel çiftlik sahiplerinin ilgisini çekmektedir. Kural olarak, bu tür çiftlikler önemli miktarda organik hayvan atığı üretir ve önemli faydalar sağlayabilen, ucuz bir yakıt kaynağı haline gelen onlardır. Bu materyalin amacı, bu atıkları kullanarak evde nasıl biyogaz elde edeceğinizi anlatmaktır.

Biyogaz hakkında genel bilgiler

Çeşitli gübre ve kuş pisliklerinden elde edilen evsel biyogaz çoğunlukla metandan oluşur. Üretim için kimin atık ürünlerinin kullanıldığına bağlı olarak% 50 ila 80 arasındadır. Sobalarımızda ve kazanlarımızda yanan ve sayaç okumalarına göre bazen çok para ödediğimiz aynı metan.

Evde veya ülkede hayvanları besleyerek teorik olarak elde edilebilecek yakıt miktarı hakkında bir fikir vermek için, biyogaz verimi ve içindeki saf metan içeriği ile ilgili verileri içeren bir tablo sunuyoruz:

Tablodan da anlaşılacağı gibi, gübre ve silaj atıklarından verimli gaz üretimi için oldukça büyük miktarda hammaddeye ihtiyaç duyulacaktır. Domuz gübresi ve hindi pisliklerinden yakıt çıkarmak daha karlı.

Ev biyogazını oluşturan maddelerin geri kalanı (%25-45) karbondioksit (%43'e kadar) ve hidrojen sülfürdür (%1). Ayrıca yakıtın bileşiminde azot, amonyak ve oksijen bulunur, ancak küçük miktarlarda. Bu arada, gübre yığınının bu kadar tanıdık bir "hoş" koku yaydığı hidrojen sülfür ve amonyak salınımı sayesinde. Enerji içeriğine gelince, 1 m3 metan teorik olarak yanma sırasında 25 MJ'ye (6,95 kW) kadar termal enerji açığa çıkarabilir. Biyogazın özgül yanma ısısı, bileşimindeki metan oranına bağlıdır.

Referans için. Uygulamada, orta şeritte bulunan yalıtımlı bir evin ısıtılması için, ısıtma mevsimi başına 1 m2 alan başına yaklaşık 45 m3 biyolojik yakıt gerektiği doğrulanmıştır.

Doğası gereği, almak isteyip istemediğimize bakılmaksızın gübreden biyogaz kendiliğinden oluşacak şekilde düzenlenmiştir. Gübre yığını bir yıl içinde çürür - bir buçuk, sadece açık havada ve hatta sıfırın altındaki sıcaklıklarda bile. Bunca zaman biyogaz yayar, ancak süreç zaman içinde uzadığı için sadece küçük miktarlarda. Bunun nedeni, hayvan dışkısında bulunan yüzlerce tür mikroorganizmadır. Yani, gaz vermeye başlamak için hiçbir şeye gerek yoktur, kendi kendine gerçekleşir. Ancak süreci optimize etmek ve hızlandırmak için daha sonra tartışılacak olan özel ekipman gerekli olacaktır.

biyogaz teknolojisi

Verimli üretimin özü, organik hammaddelerin doğal ayrışma sürecinin hızlandırılmasıdır. Bunu yapmak için, içindeki bakterilerin atıkların çoğaltılması ve işlenmesi için en iyi koşulları yaratması gerekir. Ve ilk koşul, hammaddeyi kapalı bir kaba - bir reaktör, aksi takdirde - bir biyogaz jeneratörüne yerleştirmektir. Atık ezilir ve hesaplanan saf su miktarı ile ilk substrat elde edilene kadar reaktörde karıştırılır.

Not. Bakterilerin hayati aktivitesini olumsuz etkileyen maddelerin alt tabakaya girmemesi için temiz su gereklidir. Sonuç olarak, fermantasyon süreci büyük ölçüde yavaşlatılabilir.

Biyogaz üretimi için endüstriyel tesis, substrat ısıtma, karıştırma tesisleri ve ortamın asitliği üzerinde kontrol ile donatılmıştır. Fermantasyon sırasında oluşan ve biyogaz salınımına müdahale eden sert kabuğun yüzeyden uzaklaştırılması için çalkalama yapılır. Teknolojik sürecin süresi en az 15 gündür, bu süre zarfında ayrışma derecesi %25'e ulaşır. Maksimum yakıt veriminin biyokütle ayrışmasının %33'üne kadar gerçekleştiğine inanılmaktadır.

Teknoloji, substratın günlük olarak yenilenmesini sağlar, böylece endüstriyel tesislerde gübreden yoğun gaz üretimi sağlar, günde yüzlerce metreküp tutarındadır. Harcanan kütlenin toplam hacmin yaklaşık %5'i kadar bir kısmı reaktörden çıkarılır ve yerine aynı miktarda taze biyolojik hammadde yüklenir. Atık malzeme, tarlalarda organik gübre olarak kullanılmaktadır.

Bir biyogaz tesisinin şeması

Evde biyogaz elde ederek, endüstriyel üretimde olduğu gibi mikroorganizmalar için bu kadar uygun koşullar yaratmak imkansızdır. Ve her şeyden önce, bu ifade jeneratörü ısıtmanın organizasyonu ile ilgilidir. Bildiğiniz gibi, bu enerji gerektirir ve bu da yakıt maliyetinde önemli bir artışa neden olur. Fermantasyon sürecinin doğasında bulunan hafif alkali ortamla uyumu kontrol etmek oldukça mümkündür. Ancak sapma durumunda nasıl düzeltilir? Yine maliyet.

Kendi elleriyle biyogaz üretmek isteyen özel hane sahiplerine, mevcut malzemelerden basit bir tasarıma sahip bir reaktör yapmaları ve ardından ellerinden gelenin en iyisini yapmaları tavsiye edilir. Yapılması gerekenler:

• hacmi en az 1 m3 olan hava geçirmez şekilde kapatılmış bir kap. Küçük boyutlardaki farklı tanklar ve variller de uygundur, ancak yetersiz miktarda hammadde nedeniyle bunlardan çok az yakıt salınacaktır. Bu tür üretim miktarları size uymaz;
• evde biyogaz üretimini organize ederek, tankı ısıtmaya başlamanız pek olası değildir, ancak onu yalıtmak gerekir. Diğer bir seçenek ise reaktörün üst kısmını termal olarak yalıtarak toprağa gömmek;
• kolu üst kapaktan çekerek reaktöre herhangi bir tasarımın manuel bir karıştırıcısını takın. Kol geçiş tertibatı hava geçirmez olmalıdır;
• substratı beslemek ve boşaltmak için ve ayrıca biyogaz numunesi almak için nozullar sağlar.

Aşağıda, yer seviyesinin altında bulunan bir biyogaz tesisinin bir diyagramı verilmiştir:

1 - yakıt jeneratörü (metal, plastik veya betondan yapılmış tank); 2 - alt tabakayı dökmek için bunker; 3 - teknik kapak; 4 - su mührü rolünü oynayan bir gemi; 5 - atık boşaltmak için branşman borusu; 6 – biyogaz örnekleme borusu.

Evde biyogaz nasıl alınır?

İlk işlem, boyutu 10 mm'yi geçmeyen bir fraksiyona atığın öğütülmesidir. Böylece substratı hazırlamak çok daha kolay ve bakterilerin ham maddeleri işlemesi daha kolay olacaktır. Elde edilen kütle suyla iyice karıştırılır, miktarı 1 kg organik madde başına yaklaşık 0.7 l'dir. Yukarıda belirtildiği gibi, sadece temiz su kullanılmalıdır. Daha sonra substrat, kendin yap biyogaz tesisi ile doldurulur ve ardından reaktör hava geçirmez şekilde kapatılır.

İçeriği karıştırmak için gün boyunca birkaç kez kabı ziyaret etmeniz gerekir. 5. günde, gazın varlığını kontrol edebilir ve ortaya çıkarsa, periyodik olarak bir kompresörle bir silindire pompalayabilirsiniz. Bu zamanında yapılmazsa, reaktör içindeki basınç artacak ve fermantasyon yavaşlayacak, hatta tamamen duracaktır. 15 gün sonra, alt tabakanın bir kısmını boşaltmak ve aynı miktarda yeni eklemek gerekir. Ayrıntıları videoyu izleyerek bulabilirsiniz:

Çözüm

Basit bir biyogaz tesisinin tüm ihtiyaçlarınızı karşılamaması muhtemeldir. Ancak, enerji kaynaklarının mevcut maliyeti göz önüne alındığında, bu zaten evde önemli bir yardım olacaktır, çünkü hammadde için ödeme yapmanız gerekmez. Zamanla, üretimle yakından ilgilenerek, tüm özellikleri yakalayabilecek ve kurulumda gerekli iyileştirmeleri yapabileceksiniz.