Biogaz ishlab chiqarish uchun ishlab chiqarish sxemalari. O'z-o'zidan ishlab chiqarilgan biogaz Biogazning turlari
Biogaz - anaerob sharoitda organik moddalarni (masalan: somon; begona o'tlar; hayvonlar va odam najaslari; axlat; maishiy va sanoat chiqindi suvlarining organik chiqindilari va boshqalar) fermentatsiyasi (fermentatsiyasi) natijasida olinadigan gaz. Biogaz ishlab chiqarish har xil miqdordagi katabolik funktsiyalarga ega bo'lgan har xil turdagi mikroorganizmlarni o'z ichiga oladi.
Biogazning tarkibi.
Biogaz metanning yarmidan ko'pini tashkil qiladi (CH 4). Metan biogazning taxminan 60% ni tashkil qiladi. Bundan tashqari, biogaz tarkibida karbonat angidrid (CO 2) taxminan 35%, shuningdek, suv bug'i, vodorod sulfidi, karbon monoksit, azot va boshqalar kabi boshqa gazlar mavjud. Turli sharoitlarda olinadigan biogaz o'z tarkibida har xil. Shunday qilib, inson axlati, go'ng, so'yish chiqindilaridan olingan biogazda 70% gacha metan, o'simlik qoldiqlarida esa, qoida tariqasida, taxminan 55% metan mavjud.
Biogaz mikrobiologiyasi.
Bakteriyalarning mikrobial turiga qarab biogaz fermentatsiyasini uch bosqichga bo'lish mumkin:
Birinchisi bakterial fermentatsiya boshlanishi deb ataladi. Turli xil organik bakteriyalar ko'payib, hujayradan tashqari fermentlarni chiqaradi, ularning asosiy roli oddiy moddalarning gidrolizlanishi bilan murakkab organik birikmalarni yo'q qilishdir. Masalan, polisaxaridlardan monosaxaridlarga; peptidlar yoki aminokislotalarga oqsil; yog'larni glitserin va yog' kislotalariga aylantiradi.
Ikkinchi bosqich vodorod deb ataladi. Vodorod sirka kislotasi bakteriyalarining faolligi natijasida hosil bo'ladi. Ularning asosiy vazifasi karbonat angidrid va vodorod hosil qilish uchun sirka kislotasini bakterial parchalashdir.
Uchinchi bosqich metanogen deb ataladi. U metanogenlar deb nomlanuvchi bakteriyalar turini o'z ichiga oladi. Ularning roli metan hosil qilish uchun sirka kislotasi, vodorod va karbonat angidriddan foydalanishdir.
Biogaz fermentatsiyasi uchun xom ashyolarning tasnifi va xususiyatlari.
Deyarli barcha tabiiy organik materiallar biogaz fermentatsiyasi uchun xom ashyo sifatida ishlatilishi mumkin. Biogaz ishlab chiqarish uchun asosiy xom ashyo oqava suvlar: kanalizatsiya; oziq-ovqat, farmatsevtika va kimyo sanoati. Qishloq joylarida bu o'rim-yig'im paytida hosil bo'ladigan chiqindilar. Kelib chiqishi har xil boʻlganligi sababli biogazning hosil boʻlish jarayoni, kimyoviy tarkibi va tuzilishi ham har xil.
Kelib chiqishiga qarab biogaz uchun xom ashyo manbalari:
1. Qishloq xo‘jaligi xom ashyosi.
Bu xomashyolarni azotga boy va uglerodga boy xom ashyolarga bo‘lish mumkin.
Yuqori azotli xom ashyo:
odam najasi, chorva go‘ngi, qushlarning axlati. Uglerod-azot nisbati 25:1 yoki undan kam. Bunday xom ashyo inson yoki hayvonlarning oshqozon-ichak trakti tomonidan to'liq hazm qilingan. Qoida tariqasida, u ko'p miqdorda past molekulyar og'irlikdagi birikmalarni o'z ichiga oladi. Bunday xom ashyodagi suv qisman o'zgarib, past molekulyar birikmalarning bir qismiga aylandi. Bu xomashyo biogazga oson va tez anaerob parchalanishi bilan ajralib turadi. Shuningdek, metanning boy hosildorligi.
Yuqori uglerodli xom ashyo:
somon va qobiq. Uglerod-azot nisbati 40:1 ni tashkil qiladi. Unda yuqori molekulyar birikmalar mavjud: tsellyuloza, gemitsellyuloza, pektin, lignin, o'simlik mumlari. Anaerob parchalanish ancha sekin. Gaz ishlab chiqarish tezligini oshirish uchun bunday materiallar odatda fermentatsiyadan oldin oldindan ishlov berishni talab qiladi.
2. Shahardagi organik suv chiqindilari.
Inson chiqindilari, kanalizatsiya, organik chiqindilar, organik sanoat oqava suvlari, loyni o'z ichiga oladi.
3. Suv o‘simliklari.
Suv sümbülü, boshqa suv o'simliklari va suv o'tlarini o'z ichiga oladi. Ishlab chiqarish quvvatlarining taxminiy rejalashtirilgan yuki quyosh energiyasiga yuqori darajada bog'liqligi bilan tavsiflanadi. Ular yuqori daromadga ega. Texnologik tashkilot yanada ehtiyotkor yondashuvni talab qiladi. Anaerobik parchalanish oson. Metan aylanishi qisqa. Bunday xom ashyoning o'ziga xosligi shundaki, u oldindan ishlovsiz reaktorda suzadi. Buni bartaraf etish uchun xom ashyoni 2 kun ichida ozgina quritilishi yoki oldindan kompostlanishi kerak.
Namlikka qarab biogaz uchun xom ashyo manbalari:
1. Qattiq xomashyo:
somon, quruq moddalar miqdori nisbatan yuqori bo'lgan organik chiqindilar. Ularni qayta ishlash quruq fermentatsiya usuliga muvofiq amalga oshiriladi. Reaktordan katta miqdordagi qattiq konlarni olib tashlash bilan bog'liq qiyinchiliklar paydo bo'ladi. Ishlatilgan xom ashyoning umumiy miqdori qattiq moddalar tarkibi (TS) va uchuvchi moddalar (VS) yig'indisi sifatida ifodalanishi mumkin. Uchuvchi moddalar metanga aylanishi mumkin. Uchuvchi moddalarni hisoblash uchun xom ashyo namunasi 530-570 ° S haroratda mufel pechiga yuklanadi.
2. Suyuq xomashyo:
yangi najas, go'ng, axlat. Ular taxminan 20% quruq moddalarni o'z ichiga oladi. Bundan tashqari, ular quruq fermentatsiya paytida qattiq xom ashyo bilan aralashtirish uchun 10% miqdorida suv qo'shishni talab qiladi.
3. O'rtacha namlikdagi organik chiqindilar:
alkogol ishlab chiqarish bardlari, pulpa tegirmonlarining oqava suvlari va boshqalar. Bunday xom ashyo tarkibida turli miqdorda oqsillar, yog'lar va uglevodlar mavjud bo'lib, biogaz ishlab chiqarish uchun yaxshi xom ashyo hisoblanadi. Ushbu xom ashyo uchun UASB tipidagi qurilmalar (Upflow Anaerobic Sludge Blanket - ko'tarilgan anaerob jarayon) ishlatiladi.
| Fermentlangan chiqindilarning nomi | Oddiy gaz ishlab chiqarishda biogazning o'rtacha oqimi (m 3 / m 3 / d) | Biogaz chiqishi, m 3 /Kg/TS | Biogaz oqim tezligi (umumiy biogaz ishlab chiqarishning %) | |||
| 0-15 kun | 25-45 kun | 45-75d | 75-135d | |||
| quruq go'ng | 0,20 | 0,12 | 11 | 33,8 | 20,9 | 34,3 |
| Kimyo sanoati suvi | 0,40 | 0,16 | 83 | 17 | 0 | 0 |
| Rogulnik (chilim, suv kashtan) | 0,38 | 0,20 | 23 | 45 | 32 | 0 |
| suvli salat | 0,40 | 0,20 | 23 | 62 | 15 | 0 |
| Cho'chqa go'ngi | 0,30 | 0,22 | 20 | 31,8 | 26 | 22,2 |
| Quruq o't | 0,20 | 0,21 | 13 | 11 | 43 | 33 |
| Somon | 0,35 | 0,23 | 9 | 50 | 16 | 25 |
| inson axlati | 0,53 | 0,31 | 45 | 22 | 27,3 | 5,7 |
Metan fermentatsiyasi (fermentatsiya) jarayonini hisoblash.
Fermentatsiya muhandislik hisoblarining umumiy tamoyillari organik xom ashyoni yuklashni oshirish va metan aylanishining davomiyligini kamaytirishga asoslangan.
Bir sikl uchun xom ashyoni hisoblash.
Xom ashyoni yuklash quyidagilar bilan tavsiflanadi: Massa ulushi TS (%), massa ulushi VS (%), konsentratsiyali COD (COD - kimyoviy kislorod talabi, bu COD - kislorodning kimyoviy ko'rsatkichi) (Kg / m 3). Konsentratsiya fermentatsiya qurilmalarining turiga bog'liq. Masalan, zamonaviy sanoat chiqindi suv reaktorlari UASB (yuqoridagi anaerob jarayon). Qattiq xom ashyo uchun AF (anaerob filtrlar) ishlatiladi - odatda 1% dan kam. Biogaz uchun xom ashyo sifatida sanoat chiqindilari ko'pincha yuqori konsentratsiyalangan va suyultirilishi kerak.
Yuklab olish tezligini hisoblash.
Reaktorning kunlik yuklanish miqdorini aniqlash uchun: konsentratsiyali KOD (Kg/m 3 ·d), TS (Kg/m 3 ·d), VS (Kg/m 3 ·d). Ushbu ko'rsatkichlar biogaz samaradorligini baholashning muhim ko'rsatkichlari hisoblanadi. Yukni cheklash va ayni paytda gaz ishlab chiqarishning yuqori darajasiga ega bo'lishga intilish kerak.
Reaktor hajmining gaz chiqishiga nisbatini hisoblash.
Bu ko'rsatkich reaktor samaradorligini baholash uchun muhim ko'rsatkichdir. Kg/m 3 d da o'lchanadi.
Fermentatsiya massasi birligiga biogaz chiqishi.
Bu ko'rsatkich biogaz ishlab chiqarishning hozirgi holatini tavsiflaydi. Masalan, gaz kollektorining hajmi 3 m 3 ni tashkil qiladi. Kuniga 10 kg/TS beriladi. Biogazning chiqishi 3/10 = 0,3 (m 3 /Kg / TS). Vaziyatga qarab, nazariy gaz chiqishi yoki haqiqiy gaz chiqishi ishlatilishi mumkin.
Biogazning nazariy hosildorligi quyidagi formulalar bilan aniqlanadi:
Metan ishlab chiqarish (E):
E = 0,37A + 0,49B + 1,04C.
Karbonat angidrid ishlab chiqarish (D):
D = 0,37A + 0,49B + 0,36C. Bu erda A - fermentlangan materialning grammida uglevod miqdori, B - oqsil, C - yog' miqdori
gidravlik hajm.
Samaradorlikni oshirish uchun fermentatsiya vaqtini qisqartirish kerak. Ma'lum darajada, fermentatsiya qiluvchi mikroorganizmlarning yo'qolishi bilan bog'liqlik mavjud. Hozirgi vaqtda ba'zi samarali reaktorlarning fermentatsiya vaqti 12 kun yoki undan ham kamroq. Shlangi hajm xom ashyoni yuklash boshlangan kundan boshlab kunlik xom ashyoni yuklash hajmini hisoblash yo'li bilan hisoblanadi va reaktorda turish vaqtiga bog'liq. Misol uchun, 35 ° C da fermentatsiya, 8% ozuqa konsentratsiyasi (jami TS), kunlik ozuqa hajmi 50 m 3, reaktor fermentatsiya davri 20 kun rejalashtirilgan. Shlangi hajmi: 50 20 \u003d 100 m 3 bo'ladi.
Organik ifloslantiruvchi moddalarni olib tashlash.
Biogaz ishlab chiqarish, har qanday biokimyoviy ishlab chiqarish kabi, chiqindilarga ega. Biokimyoviy ishlab chiqarish chiqindilari chiqindilarni nazoratsiz yo'q qilish holatlarida atrof-muhitga zarar etkazishi mumkin. Misol uchun, qo'shni daryoga tushish. Zamonaviy yirik biogaz qurilmalari kuniga minglab, hatto o‘n minglab kilogramm chiqindilar chiqaradi. Yirik biogaz qurilmalarining sifat tarkibi va chiqindilarni yo‘q qilish yo‘llari korxonalar laboratoriyalari va davlat ekologiya xizmati tomonidan nazorat qilinadi. Kichik fermer xo'jaliklarining biogaz qurilmalari ikkita sababga ko'ra bunday nazoratga ega emas: 1) chiqindilar kam bo'lganligi sababli, atrof-muhitga ozgina zarar yetkaziladi. 2) Chiqindilarni sifatli tahlil qilish uchun maxsus laboratoriya jihozlari va yuqori ixtisoslashgan xodimlar talab qilinadi. Kichik fermerlarda bu yo'q va davlat idoralari bunday nazoratni nomaqbul deb hisoblashadi.
Biogaz reaktorlari chiqindilarining ifloslanish darajasining ko'rsatkichi COD (kislorodning kimyoviy indeksi).
Quyidagi matematik bog'lanish qo'llaniladi: COD organik yuklanish tezligi Kg/m 3 ·d= COD yuklanish konsentratsiyasi (Kg/m 3) / gidravlik saqlash vaqti (d).
Reaktor hajmidagi gaz oqimi tezligi (kg/(m 3 d)) = biogaz chiqishi (m 3 / kg) / COD organik yuklanish tezligi kg / (m 3 d).
Biogaz elektr stantsiyalarining afzalliklari:
qattiq va suyuq chiqindilar chivin va kemiruvchilarni qaytaruvchi o'ziga xos hidga ega;
foydali yakuniy mahsulotni ishlab chiqarish qobiliyati - toza va qulay yoqilg'i bo'lgan metan;
fermentatsiya jarayonida begona o'tlar urug'lari va patogenlarning bir qismi nobud bo'ladi;
fermentatsiya jarayonida azot, fosfor, kaliy va o'g'itning boshqa tarkibiy qismlari deyarli to'liq saqlanib qoladi, organik azotning bir qismi ammiak azotiga aylanadi va bu uning qiymatini oshiradi;
fermentatsiya qoldig'i hayvonlar uchun ozuqa sifatida ishlatilishi mumkin;
biogaz fermentatsiyasi havodan kisloroddan foydalanishni talab qilmaydi;
anaerob loy bir necha oy davomida ozuqa moddalari qo'shilmasdan saqlanishi mumkin, so'ngra xom ashyo yuklanganda, fermentatsiya tezda qayta boshlanishi mumkin.
Biogaz elektr stantsiyalarining kamchiliklari:
murakkab qurilma va qurilishga nisbatan katta investitsiyalarni talab qiladi;
qurilish, boshqaruv va texnik xizmat ko'rsatishning yuqori darajasi talab qilinadi;
fermentatsiyaning dastlabki anaerob tarqalishi sekin.
Metan fermentatsiyasi jarayonining xususiyatlari va jarayonni nazorat qilish:
1. Biogaz ishlab chiqarish harorati.
Biogazni ishlab chiqarish uchun harorat nisbatan keng harorat oralig'ida 4 ~ 65 ° C bo'lishi mumkin. Haroratning oshishi bilan biogaz ishlab chiqarish tezligi oshadi, lekin chiziqli emas. 40 ~ 55 ° S harorat turli mikroorganizmlarning hayotiy faoliyati uchun o'tish zonasi hisoblanadi: termofil va mezofil bakteriyalar. Anaerob fermentatsiyaning eng yuqori darajasi 50 ~ 55 ° S tor harorat oralig'ida sodir bo'ladi. 90 kun davomida 10 ° C fermentatsiya haroratida gaz oqimi tezligi 59% ni tashkil qiladi, lekin 30 ° C fermentatsiya haroratida bir xil oqim tezligi 27 kun ichida sodir bo'ladi.
Haroratning keskin o'zgarishi biogaz ishlab chiqarishga sezilarli ta'sir qiladi. Biogaz qurilmasining loyihasi, albatta, harorat kabi parametrni nazorat qilishni ta'minlashi kerak. 5 ° C dan yuqori harorat o'zgarishi biogaz reaktorining ish faoliyatini sezilarli darajada pasaytiradi. Misol uchun, agar biogaz reaktoridagi harorat uzoq vaqt davomida 35 ° C bo'lsa va keyin kutilmaganda 20 ° S ga tushib qolsa, u holda biogaz reaktorini ishlab chiqarish deyarli to'liq to'xtaydi.
2. Payvandlash materiali.
Metan fermentatsiyasini yakunlash uchun odatda mikroorganizmning ma'lum miqdori va turi talab qilinadi. Metan mikroblariga boy cho'kindi cho'kindi cho'kindi deb ataladi. Tabiatda biogaz fermentatsiyasi keng tarqalgan bo'lib, emlash materiallari bo'lgan joylar ham keng tarqalgan. Bular: kanalizatsiya loylari, loylari, go'ng chuqurlarining pastki cho'kindilari, turli kanalizatsiya loylari, hazm qilish qoldiqlari va boshqalar. Ko'p organik moddalar va yaxshi anaerob sharoitlar tufayli ular boy mikrob jamoalarini hosil qiladi.
Yangi biogaz reaktoriga birinchi marta qo'shilgan urug'lar turg'unlik davrini sezilarli darajada qisqartirishi mumkin. Yangi biogaz reaktorida inokulum bilan qo'lda oziqlantirish kerak. Sanoat chiqindilaridan xomashyo sifatida foydalanishda bunga alohida e’tibor beriladi.
3. Anaerob muhit.
Anaerob muhit anaeroblik darajasi bilan belgilanadi. Odatda, redoks potentsiali odatda Eh qiymati bilan belgilanadi. Anaerob sharoitda Eh manfiy qiymatga ega. Anaerob metan bakteriyalari uchun Eh -300 ~ -350mV oralig'ida joylashgan. Fakultativ kislotalarni ishlab chiqaradigan ba'zi bakteriyalar Eh -100 ~ + 100 mV da normal hayot kechirishga qodir.
Anaerob sharoitlarni ta'minlash uchun biogaz reaktorlari suv o'tkazmasligi va sizib chiqmasligi uchun mahkam yopiq bo'lishi kerak. Katta sanoat biogaz reaktorlari uchun Eh qiymati har doim nazorat qilinadi. Kichik fermer xo'jaliklarining biogaz reaktorlari uchun qimmat va murakkab uskunalarni sotib olish zarurati tufayli ushbu qiymatni nazorat qilish muammosi mavjud.
4. Biogaz reaktorida muhitning kislotaliligini (pH) nazorat qilish.
Metanogenlar juda tor diapazonda pH diapazoniga muhtoj. O'rtacha pH=7. Fermentatsiya 6,8 dan 7,5 gacha bo'lgan pH oralig'ida sodir bo'ladi. Kichik o'lchamdagi biogaz reaktorlari uchun pH nazorati mavjud. Buning uchun ko'plab fermerlar bir martalik lakmus indikatorli qog'oz chiziqlaridan foydalanadilar. Katta korxonalarda ko'pincha elektron pH nazorat qilish moslamalari qo'llaniladi. Oddiy sharoitlarda metan fermentatsiyasining muvozanati odatda pH sozlanmasdan tabiiy jarayondir. Faqat noto'g'ri boshqaruvning ayrim holatlarida uchuvchi kislotalarning katta to'planishi, pH ning pasayishi paydo bo'ladi.
PH kislotaligining oshishi ta'sirini yumshatish choralari:
(1) Biogaz reaktoridagi muhitning bir qismini almashtiring va shu bilan uchuvchi kislotalarning tarkibini suyultiring. Bu pH darajasini oshiradi.
(2) pH ni oshirish uchun kul yoki ammiak qo'shing.
(3) pH ni ohak bilan sozlang. Ushbu chora, ayniqsa, kislotalilik darajasi yuqori bo'lgan holatlar uchun samarali.
5. Muhitni biogaz reaktorida aralashtirish.
An'anaviy fermentatsiya tankida fermentatsiya odatda muhitni to'rtta qatlamga ajratadi: yuqori qobiq, supernatant, faol qatlam va loy qatlami.
Aralashtirish maqsadi:
1) faol bakteriyalarni birlamchi xom ashyoning yangi qismiga ko'chirish, biogaz ishlab chiqarish sur'atlarini tezlashtirish uchun mikroblar va xom ashyolarning aloqa yuzasini oshirish, xom ashyolardan foydalanish samaradorligini oshirish.
2) biogazning chiqishiga qarshilik ko'rsatadigan qalin qobiq qatlamining shakllanishiga yo'l qo'ymaslik. Aralashtirish, ayniqsa, somon, begona o'tlar, barglar va boshqalar kabi xom ashyolarni talab qiladi. Qobiqning qalin qatlamida kislota to'planishi uchun sharoitlar yaratiladi, bu qabul qilinishi mumkin emas.
Aralashtirish usullari:
1) biogaz reaktorining ish joyiga o'rnatilgan har xil turdagi g'ildiraklar bilan mexanik aralashtirish.
2) bioreaktorning yuqori qismidan olingan va pastki qismiga ortiqcha bosim bilan beriladigan biogaz bilan aralashtirish.
3) aylanma gidravlik nasos bilan aralashtirish.
6. Uglerodning azotga nisbati.
Samarali fermentatsiya faqat ozuqa moddalarining optimal nisbati bilan ta'minlanadi. Asosiy ko'rsatkich - uglerodning azotga nisbati (C:N). Optimal nisbat - 25: 1. Ko'pgina tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, optimal nisbat chegaralari 20-30: 1, biogaz ishlab chiqarish esa 35: 1 nisbatda sezilarli darajada kamayadi. Eksperimental tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, uglerodning azotga nisbati 6: 1 bo'lganda biogaz fermentatsiyasi mumkin.
7. Bosim.
Metan bakteriyalari yuqori gidrostatik bosimga (taxminan 40 metr yoki undan ko'proq) moslasha oladi. Ammo ular bosim o'zgarishiga juda sezgir va shuning uchun barqaror bosimga ehtiyoj bor (bosim keskin pasaymaydi). Quyidagi hollarda bosimning sezilarli o'zgarishi sodir bo'lishi mumkin: biogaz iste'molining sezilarli darajada oshishi, bioreaktorni birlamchi xom ashyo bilan nisbatan tez va katta hajmda yuklash yoki reaktorni konlardan tushirish (tozalash).
Bosimni barqarorlashtirish usullari:
2) yangi birlamchi xom ashyoni etkazib berish va tozalash bir vaqtning o'zida va bir xil tushirish tezligida amalga oshirilishi kerak;
3) biogaz reaktoriga suzuvchi qopqoqlarning o'rnatilishi nisbatan barqaror bosimni saqlashga imkon beradi.
8. Aktivatorlar va ingibitorlar.
Ba'zi moddalar, oz miqdorda qo'shgandan so'ng, biogaz reaktorining ish faoliyatini yaxshilaydi, bunday moddalar faollashtiruvchi sifatida tanilgan. Kichik miqdorda qo'shilgan boshqa moddalar biogaz reaktoridagi jarayonlarning sezilarli darajada inhibisyoniga olib keladigan bo'lsa, bunday moddalar inhibitorlar deb ataladi.
Ko'p turdagi aktivatorlar, jumladan, ba'zi fermentlar, noorganik tuzlar, organik va noorganik moddalar ma'lum. Misol uchun, ma'lum miqdorda tsellyuloza fermenti qo'shilishi biogaz ishlab chiqarishni sezilarli darajada osonlashtiradi. 5 mg/Kg yuqori oksidlar (R 2 O 5) qo'shilishi gaz ishlab chiqarishni 17% ga oshirishi mumkin. Somon va shunga o'xshashlardan birlamchi xom ashyo uchun biogaz oqimining tezligi ammoniy bikarbonat (NH 4 HCO 3) qo'shilishi bilan sezilarli darajada oshirilishi mumkin. Aktivatorlar ham faollashtirilgan uglerod yoki torf hisoblanadi. Bioreaktorga vodorodni berish metan ishlab chiqarishni keskin oshirishi mumkin.
Inhibitorlar, asosan, ba'zi metall ion birikmalariga, tuzlarga, fungitsidlarga tegishli.
Fermentatsiya jarayonlarining tasnifi.
Metan fermentatsiyasi qat'iy anaerob fermentatsiyadir. Fermentatsiya jarayonlari quyidagi turlarga bo'linadi:
Fermentatsiya harorati bo'yicha tasnifi.
"Tabiiy" haroratli fermentatsiyaga (o'zgaruvchan haroratli fermentatsiya) bo'linishi mumkin, bu holda fermentatsiya harorati taxminan 35 ° C, yuqori haroratli fermentatsiya jarayoni (taxminan 53 ° C).
Differensialligi bo'yicha tasniflash.
Differentsial fermentatsiyaga ko'ra, bir bosqichli fermentatsiya, ikki bosqichli fermentatsiya va ko'p bosqichli fermentatsiyaga bo'linishi mumkin.
1) Bir bosqichli fermentatsiya.
Fermentatsiyaning eng keng tarqalgan turiga ishora qiladi. Bu kislotalar va metan ishlab chiqarish bir vaqtning o'zida sodir bo'ladigan qurilmalarga tegishli. Bir bosqichli fermentatsiya BOD (kislorodning biologik talabi) jihatidan ikki va ko'p bosqichli fermentatsiyalarga qaraganda kamroq samarali bo'lishi mumkin.
2) Ikki bosqichli fermentatsiya.
Kislotalar va metanogen mikroorganizmlarning alohida fermentatsiyasiga asoslangan. Ushbu ikki turdagi mikroblar turli xil fiziologiya va ozuqaviy talablarga ega, o'sish, metabolik xususiyatlar va boshqa jihatlarda sezilarli farqlar mavjud. Ikki bosqichli fermentatsiya biogaz rentabelligini va uchuvchi yog 'kislotalarining parchalanishini sezilarli darajada yaxshilaydi, fermentatsiya davrini qisqartiradi, operatsion xarajatlarni sezilarli darajada tejaydi, chiqindilardan organik ifloslanishni samarali olib tashlaydi.
3) Ko'p bosqichli fermentatsiya.
U tsellyulozaga boy birlamchi xom ashyo uchun quyidagi ketma-ketlikda ishlatiladi:
(1) Kislotalar va ishqorlar ishtirokida tsellyulozali materialning gidrolizlanishini hosil qiling. Glyukoza ishlab chiqariladi.
(2) Inokulyatsiyani qo'llang. Bu odatda faol loy yoki biogaz reaktorining oqava suvidir.
(3) Kislotali bakteriyalarni (uchuvchi kislotalarni ishlab chiqarish) ishlab chiqarish uchun mos sharoitlar yarating: pH = 5,7 (lekin 6,0 dan oshmasligi kerak), Eh = -240 mV, harorat 22 ° C. Ushbu bosqichda bunday uchuvchi kislotalar hosil bo'ladi: sirka, propion, butirik, izobutirik.
(4) Metan bakteriyalarini ishlab chiqarish uchun qulay sharoitlarni yarating: pH = 7,4-7,5, Eh = -330 mV, harorat 36-37 ° C
Davriyligi bo'yicha tasniflash.
Fermentatsiya texnologiyasi partiyali fermentatsiya, uzluksiz fermentatsiya, yarim uzluksiz fermentatsiyaga bo'linadi.
1) davriy fermentatsiya.
Xom ashyo va payvandlash materiallari bir vaqtning o'zida biogaz reaktoriga yuklanadi va fermentatsiyaga uchraydi. Ushbu usul birlamchi xom ashyoni yuklashda, shuningdek, chiqindilarni tushirishda qiyinchiliklar va noqulayliklar mavjud bo'lganda qo'llaniladi. Misol uchun, ezilgan somon yoki organik chiqindilarning katta o'lchamli briketlari emas.
2) Uzluksiz fermentatsiya.
Bunga kuniga bir necha marta xom ashyo bioreaktorga yuklangan va fermentatsiya oqava suvlari olib tashlangan holatlar kiradi.
3) Yarim uzluksiz fermentatsiya.
Bu biogaz reaktorlariga tegishli bo'lib, ular uchun vaqti-vaqti bilan turli xil xom ashyolarni teng bo'lmagan miqdorda qo'shish odatiy hisoblanadi. Bunday texnologik sxema ko'pincha Xitoyda kichik fermer xo'jaliklari tomonidan qo'llaniladi va qishloq xo'jaligini boshqarishning o'ziga xos xususiyatlari bilan bog'liq. ishlaydi. Yarim uzluksiz fermentatsiya uchun biogaz reaktorlari turli dizayn farqlariga ega bo'lishi mumkin. Ushbu tuzilmalar quyida muhokama qilinadi.
Sxema № 1. Ruxsat etilgan qopqoqli biogaz reaktori.
Dizayn xususiyatlari: bir binoda fermentatsiya kamerasi va biogaz omborining kombinatsiyasi: pastki qismida xom ashyo fermenti; yuqori qismida biogaz saqlanadi.
Ishlash printsipi:
Biogaz suyuqlikdan chiqadi va uning gumbazidagi biogaz reaktorining qopqog'i ostida to'planadi. Biogaz bosimi suyuqlikning og'irligi bilan muvozanatlanadi. Gaz bosimi qanchalik katta bo'lsa, suyuqlik fermentatsiya kamerasidan shunchalik ko'p chiqadi. Gaz bosimi qanchalik past bo'lsa, fermentatsiya kamerasiga ko'proq suyuqlik kiradi. Biogaz reaktorining ishlashi paytida uning ichida doimo suyuqlik va gaz mavjud. Ammo har xil nisbatlarda.
Sxema № 2. Suzuvchi qopqoqli biogaz reaktori.
Sxema № 3. Ruxsat etilgan qopqoqli va tashqi gaz bakli biogaz reaktori.
Dizayn xususiyatlari: 1) suzuvchi qopqoq o'rniga alohida qurilgan gaz baki mavjud; 2) biogazning chiqish bosimi doimiy.
3-sxemaning afzalliklari: 1) ma'lum bir bosim darajasini qat'iy talab qiladigan biogaz brülörlerinin ishlashi uchun ideal; 2) biogaz reaktorida past fermentatsiya faolligi bilan iste'molchiga barqaror va yuqori biogaz bosimini ta'minlash mumkin.
Mahalliy biogaz reaktorini qurish bo'yicha ko'rsatmalar.
GB/T 4750-2002 Mahalliy biogaz reaktorlari.
GB/T 4751-2002 Turar-joy biogaz reaktorlarining sifatini ta'minlash.
GB/T 4752-2002 Mahalliy biogaz reaktorlarini qurish qoidalari.
GB 175 -1999 Portlend tsement, oddiy portlend tsement.
GB 134-1999 Portlend shlakli tsement, vulkanik tüf tsement va uchuvchi kul tsement.
GB 50203-1998 Dazmolni qurish va qabul qilish.
JGJ52-1992 Oddiy qumli beton uchun sifat standarti. Sinov usullari.
JGJ53-1992 Oddiy shag'al yoki shag'al beton uchun sifat standarti. Sinov usullari.
JGJ81 -1985 Oddiy betonning mexanik tavsiflari. Sinov usuli.
JGJ/T 23-1992 Betonning rebound siqish quvvatini sinash uchun texnik tavsif.
JGJ70 -90 minomyot. Asosiy xususiyatlar uchun sinov usuli.
GB 5101-1998 G'ishtlar.
GB 50164-92 Beton sifatini nazorat qilish.
Havo o'tkazmaydigan.
Biogaz reaktorining dizayni 8000 (yoki 4000 Pa) ichki bosimni ta'minlaydi. 24 soatdan keyin oqish darajasi 3% dan kam.
Reaktor hajmiga biogaz ishlab chiqarish birligi.
Qoniqarli biogaz ishlab chiqarish sharoitlari uchun reaktor hajmining har kub metriga 0,20-0,40 m 3 biogaz ishlab chiqarilganda normal hisoblanadi.
Gazni saqlashning normal hajmi kunlik biogaz ishlab chiqarishning 50% ni tashkil qiladi.
Xavfsizlik koeffitsienti K=2,65 dan kam emas.
Oddiy xizmat muddati kamida 20 yil.
Jonli yuk 2 kN / m 2.
Poydevor strukturasining yuk ko'tarish qobiliyatining qiymati kamida 50 kPa.
Gaz baklari 8000 Pa dan ortiq bo'lmagan bosim uchun mo'ljallangan va 4000 Pa dan ortiq bo'lmagan bosim uchun suzuvchi qopqoq bilan.
Hovuz uchun maksimal bosim chegarasi 12000 Pa dan oshmaydi.
Reaktorning kamar kamarining minimal qalinligi 250 mm dan kam emas.
Reaktorning maksimal yuklanishi uning hajmining 90% ni tashkil qiladi.
Reaktorning dizayni reaktor qopqog'i ostida gaz flotatsiyasi uchun joy mavjudligini nazarda tutadi, bu kunlik biogaz ishlab chiqarishning 50% ni tashkil qiladi.
Reaktorning hajmi 6 m 3, gaz oqimi tezligi 0,20 m 3 / m 3 / d.
Ushbu chizmalar bo'yicha 4 m 3, 8 m 3, 10 m 3 hajmli reaktorlarni qurish mumkin. Buning uchun chizmalardagi jadvalda ko'rsatilgan tuzatish o'lchov qiymatlaridan foydalanish kerak.
Biogaz reaktorini qurishga tayyorgarlik.
Biogaz reaktorining turini tanlash fermentlangan xom ashyoning miqdori va xususiyatlariga bog'liq. Bundan tashqari, tanlov mahalliy gidrogeologik va iqlim sharoitiga va qurilish texnologiyasi darajasiga bog'liq.
Mahalliy biogaz reaktori hojatxonalar va chorvachilik xonalari yaqinida 25 metrdan ortiq bo'lmagan masofada joylashgan bo'lishi kerak. Biogaz reaktorining joylashuvi er osti suvlari darajasi past bo'lgan qattiq zaminda shamol ostida va quyoshli bo'lishi kerak.
Biogaz reaktorining konstruksiyasini tanlash uchun quyidagi qurilish materiallarini sarf qilish jadvallaridan foydalaning.
| Reaktor hajmi, m 3 | |||||
| 4 | 6 | 8 | 10 | ||
| Hajmi, m 3 | 1,828 | 2,148 | 2,508 | 2,956 | |
| Tsement, kg | 523 | 614 | 717 | 845 | |
| Qum, m 3 | 0,725 | 0,852 | 0,995 | 1,172 | |
| Shag'al, m 3 | 1,579 | 1,856 | 2,167 | 2,553 | |
| Hajmi, m 3 | 0,393 | 0,489 | 0,551 | 0,658 | |
| Tsement, kg | 158 | 197 | 222 | 265 | |
| Qum, m 3 | 0,371 | 0,461 | 0,519 | 0,620 | |
| tsement pastasi | Tsement, kg | 78 | 93 | 103 | 120 |
| Materialning umumiy miqdori | Tsement, kg | 759 | 904 | 1042 | 1230 |
| Qum, m 3 | 1,096 | 1,313 | 1,514 | 1,792 | |
| Shag'al, m 3 | 1,579 | 1,856 | 2,167 | 2,553 | |
| Reaktor hajmi, m 3 | |||||
| 4 | 6 | 8 | 10 | ||
| Hajmi, m 3 | 1,540 | 1,840 | 2,104 | 2,384 | |
| Tsement, kg | 471 | 561 | 691 | 789 | |
| Qum, m 3 | 0,863 | 0,990 | 1,120 | 1,260 | |
| Shag'al, m 3 | 1,413 | 1,690 | 1,900 | 2,170 | |
| Prefabrik korpusni gipslash | Hajmi, m 3 | 0,393 | 0,489 | 0,551 | 0,658 |
| Tsement, kg | 158 | 197 | 222 | 265 | |
| Qum, m 3 | 0,371 | 0,461 | 0,519 | 0,620 | |
| tsement pastasi | Tsement, kg | 78 | 93 | 103 | 120 |
| Materialning umumiy miqdori | Tsement, kg | 707 | 851 | 1016 | 1174 |
| Qum, m 3 | 1,234 | 1,451 | 1,639 | 1,880 | |
| Shag'al, m 3 | 1,413 | 1,690 | 1,900 | 2,170 | |
| Chelik materiallar | Chelik novda diametri 12 mm, kg | 14 | 18,98 | 20,98 | 23,00 |
| Chelik armatura diametri 6,5 mm, kg | 10 | 13,55 | 14,00 | 15,00 | |
| Reaktor hajmi, m 3 | |||||
| 4 | 6 | 8 | 10 | ||
| Hajmi, m 3 | 1,257 | 1,635 | 2,017 | 2,239 | |
| Tsement, kg | 350 | 455 | 561 | 623 | |
| Qum, m 3 | 0,622 | 0,809 | 0,997 | 1,107 | |
| Shag'al, m 3 | 0,959 | 1,250 | 1,510 | 1,710 | |
| Prefabrik korpusni gipslash | Hajmi, m 3 | 0,277 | 0,347 | 0,400 | 0,508 |
| Tsement, kg | 113 | 142 | 163 | 208 | |
| Qum, m 3 | 0,259 | 0,324 | 0,374 | 0,475 | |
| tsement pastasi | Tsement, kg | 6 | 7 | 9 | 11 |
| Materialning umumiy miqdori | Tsement, kg | 469 | 604 | 733 | 842 |
| Qum, m 3 | 0,881 | 1,133 | 1,371 | 1,582 | |
| Shag'al, m 3 | 0,959 | 1,250 | 1,540 | 1,710 | |
| Tavsif | Chizmalar bo'yicha belgilash |
| Materiallar: | |
| Shtruba (erdagi xandaq) |  |
 |
|
 |
|
 |
|
 |
|
 |
|
 |
|
 |
|
 |
|
 |
|
| Belgilar: | |
| Chizilgan qismga havola. Yuqori raqam qism raqamini ko'rsatadi. Pastki raqam qismning batafsil tavsifi bilan chizilgan raqamini ko'rsatadi. Agar pastki raqam o'rniga "-" belgisi ko'rsatilgan bo'lsa, bu qismning batafsil tavsifi ushbu chizmada keltirilganligini ko'rsatadi. | |
| Tafsilotlarni kesish. Qalin chiziqlar kesimning tekisligini va ko'rish yo'nalishini, raqamlar esa kesmaning identifikatsiya raqamini ko'rsatadi. | |
| Ok radiusni ko'rsatadi. R harfidan keyingi raqamlar radiusning qiymatini bildiradi. | |
| Umumiy: | |
 |
|
 |
|
 |
|
| Shunga ko'ra, ellipsoidning yarim katta o'qi va qisqa o'qi | |
| Uzunlik | |
 |
|
 |
|
 |
|
Biogaz reaktorlarining konstruksiyalari.
Xususiyatlari:
Asosiy hovuzning dizayn xususiyati turi.
Pastki qismida kirish oynasidan chiqish oynasiga qiyalik bor. Bu doimiy harakatlanuvchi oqimning shakllanishini ta'minlaydi. 1-9-sonli chizmalarda uch turdagi biogaz reaktor tuzilmalari ko'rsatilgan: A tipi, B tipi, S tipi.
A tipidagi biogaz reaktori: Eng oddiy tartib. Suyuq moddani olib tashlash faqat chiqish oynasi orqali fermentatsiya kamerasi ichidagi biogaz bosimi kuchi bilan ta'minlanadi.
B tipidagi biogaz reaktori: Asosiy hovuz markazda vertikal quvur bilan jihozlangan bo'lib, u orqali ish paytida ehtiyojga qarab suyuq moddani etkazib berish yoki olib tashlash mumkin. Bundan tashqari, vertikal quvur orqali moddalar oqimini hosil qilish uchun ushbu turdagi biogaz reaktorlari asosiy hovuzning pastki qismida aks ettiruvchi (deflektor) to'siqga ega.
C tipidagi biogaz reaktori: U B tipidagi reaktorga o'xshash tuzilishga ega, ammo u markaziy vertikal quvurga o'rnatilgan oddiy pistonli qo'l nasosi, shuningdek, asosiy hovuzning pastki qismidagi boshqa to'siqlar bilan jihozlangan. Ushbu dizayn xususiyatlari ekspress sinovlarning soddaligi tufayli asosiy hovuzdagi asosiy texnologik jarayonlarning parametrlarini samarali nazorat qilish imkonini beradi. Shuningdek, biogaz reaktoridan biogaz bakteriyalarining donori sifatida foydalaning. Bunday turdagi reaktorda substratning diffuziyasi (aralashmasi) to'liqroq sodir bo'ladi, bu esa o'z navbatida biogaz unumini oshiradi.
Fermentatsiya xususiyatlari:
Jarayon payvandlash materialini tanlashdan iborat; birlamchi xom ashyoni tayyorlash (zichlikni suv bilan sozlash, kislotalilikni sozlash, payvandlash materialini kiritish); fermentatsiya (substratni aralashtirish va haroratni nazorat qilish).
Fermentatsiya materiali sifatida odam najasi, chorva go'ngi, qushlarning axlati ishlatiladi. Uzluksiz hazm qilish jarayoni bilan biogaz reaktorining samarali ishlashi uchun nisbatan barqaror sharoitlar yaratiladi.
Dizayn tamoyillari.
"Uchlik" tizimiga muvofiqligi (biogaz, hojatxona, omborxona). Biogaz reaktori vertikal silindrsimon tankdir. Silindrsimon qismning balandligi H=1 m. Tankning yuqori qismida kemerli tonoz mavjud. Tonoz balandligining silindrsimon qismning diametriga nisbati f 1 /D=1/5. Pastki qismida kirish oynasidan chiqish oynasiga moyillik mavjud. Nishab burchagi 5 daraja.
Tankning dizayni qoniqarli fermentatsiya sharoitlarini ta'minlaydi. Substratning harakati tortishish bilan sodir bo'ladi. Tizim rezervuarning to'liq quvvatida ishlaydi va biogaz ishlab chiqarishni ko'paytirish orqali xom ashyoning turish vaqti bo'yicha o'zini boshqaradi. B va C turdagi biogaz reaktorlarida substratni qayta ishlash uchun qo'shimcha qurilmalar mavjud.
Tankni xom ashyo bilan yuklash to'liq bo'lmasligi mumkin. Bu samaradorlikni yo'qotmasdan gaz sig'imini kamaytiradi.
Kam xarajat, qulay foydalanish, keng tarqatish.
Qurilish materiallari tavsifi.
Biogaz reaktorining devorlari, pastki qismi, kamarining materiali betondir.
Kvadrat qismlar, masalan, besleme kanali, g'ishtdan tayyorlanishi mumkin. Beton konstruktsiyalar beton aralashmani quyish orqali amalga oshirilishi mumkin, lekin yig'ma beton elementlardan (masalan: kirish oynasi qopqog'i, bakteriyalar qafasi, markaziy quvur) tayyorlanishi mumkin. Bakteriyalar idishi ko'ndalang kesimida yumaloq bo'lib, o'ralgan tuxum qobig'idan iborat.
Qurilish ishlarining ketma-ketligi.
Qoliplarni quyish usuli quyidagicha. Yerda kelajakdagi biogaz reaktorining konturi belgilanmoqda. Tuproq olib tashlanadi. Avval pastki qismi quyiladi. Pastki qismida halqa atrofida beton quyish uchun qolip o'rnatilgan. Devorlari qoliplar, keyin esa kemerli tonoz yordamida quyiladi. Forma po'lat, yog'och yoki g'isht bo'lishi mumkin. To'ldirish nosimmetrik tarzda amalga oshiriladi va mustahkamlik uchun tamping qurilmalari qo'llaniladi. Haddan tashqari oqadigan beton spatula bilan chiqariladi.
Qurilish chizmalari.
Qurilish 1-9-sonli chizmalar bo'yicha amalga oshiriladi.
Chizma 1. Biogaz reaktori 6 m 3 . A turi:
Chizma 2. Biogaz reaktori 6 m 3 . A turi:
Yig'ma beton plitalardan biogaz reaktorlarini qurish yanada ilg'or qurilish texnologiyasidir. Ushbu texnologiya o'lchov aniqligini amalga oshirish qulayligi, qurilish vaqtini va narxini kamaytirish tufayli yanada mukammaldir. Qurilishning asosiy xususiyati shundaki, reaktorning asosiy elementlari (kemerli tom, devorlar, kanallar, qopqoqlar) o'rnatish joyidan uzoqda ishlab chiqariladi, so'ngra ular o'rnatish joyiga tashiladi va katta chuqurda saytga yig'iladi. Bunday reaktorni yig'ishda asosiy e'tibor gorizontal va vertikal ravishda o'rnatishning to'g'riligiga, shuningdek, dumba bo'g'inlarining zichligiga qaratiladi.
Chizma 13. Biogaz reaktori 6 m 3 . Temir-beton plitalardan yasalgan biogaz reaktorining tafsilotlari:
Chizma 14. Biogaz reaktori 6 m 3 . Biogaz reaktorini yig'ish elementlari:
Chizma 15. Biogaz reaktori 6 m 3 . Temir-beton reaktor yig'ish elementlari:
Bioyoqilg'i yoki biogaz - turli xil organik moddalar, shu jumladan go'ng bilan oziqlanadigan maxsus mikroorganizmlar (bakteriyalar va arxeyalar) faoliyati natijasida olinadigan turli gazlar aralashmasi.
Uni qabul qilgandan so'ng, go'ng yoki axlat kaliy, azot, fosfor va tuproq hosil qiluvchi kislotalarni o'z ichiga olgan yuqori sifatli o'g'itga aylanadi.
Go'ngni bioyoqilg'iga qayta ishlashning afzalliklari aniq, bular:
- issiqxona gazlari chiqindilarini kamaytirish;
- qayta tiklanmaydigan yoqilg'ilarni iste'mol qilishni kamaytirish;
- gelmintlardan, shuningdek, turli patogenlardan najasni tozalash;
- oshxona chiqindilarini qayta ishlash imkoniyati.
Maqolada go'ngni qayta ishlash va qayta ishlashning boshqa usullari haqida allaqachon gaplashdik.
- go'ngdan biogaz olish texnologiyasi bo'yicha;
- bu jarayonlarni tezlashtiradigan yoki sekinlashtiradigan narsa haqida, shuningdek, yoqilg'ining umumiy miqdoriga ta'sir qiladi;
- qanday xavfsizlik choralarini ko'rish kerak;
- Qayta qilingan yoqilg'i qanday ishlatiladi?
- Biogaz ishlab chiqarish qanchalik foydali?
Go'ng, axlat kabi, nafaqat hayvonlarning axlati, balki juda murakkab moddadir.
Bu turli mikroorganizmlar bilan to'la, ular ko'plab kimyoviy va fizik jarayonlarda ishtirok etadilar.
Ichaklarda ular oziq-ovqat mahsulotlarini qayta ishlaydilar, murakkab organik zanjirlarni yo'q qiladilar, ularni ichak devorlari orqali so'rilish uchun mos bo'lgan oddiy moddalarga aylantiradilar.
Shu bilan birga, mikroorganizmlarning soni va faolligi me'da shirasi va ichaklar tomonidan chiqariladigan moddalar bilan tuzatiladi.
Bioreaktorga kirgandan keyin ularning ba'zilari hayot davomida turli gazlarni chiqarib, kislorodni intensiv ravishda o'zlashtira boshlaydi. Aynan ular murakkab organik birikmalarni parchalab, ularni metan hosil qiluvchi mikroorganizmlarni oziqlantirish uchun mos moddalarga aylantiradilar.
Bu jarayon gidroliz yoki fermentatsiya deb ataladi. Kislorod darajasi kritik qiymatga tushganda, bu mikroorganizmlar nobud bo'ladi va davom etayotgan jarayonlarda ishtirok etishni to'xtatadi va ularning ishini anaerobik arxeya bajaradi, ya'ni kislorodga muhtoj emas.
Ko'pchilik o'ylaydi metanogen mikroorganizmlar bakteriyalar, bu ularning kichik o'lchamlarini anglatadi, ammo yaqinda (1990) olimlar ularni metanogenlarga, ya'ni vodorod va uglerod oksidi (uglerod oksidi) bilan oziqlanadigan arxeobakteriyalar (arxeya) deb hisoblashdi.
Ular tuzilishi jihatidan bakteriyalardan farq qiladi, lekin hajmi jihatidan ular bilan solishtirish mumkin. Shuning uchun, ko'plab o'g'it ishlab chiqaruvchilari hali ham ularni bakteriyalar deb atashadi, chunki bioyoqilg'i qurilmalarining o'rtacha foydalanuvchisi darajasida ikkala nom ham bir xil darajada to'g'ri.
Metan hosil qiluvchi mikroorganizmlar singan organik moddalar bilan oziqlanadi, uni sapropelga aylantirish (tuproqning organik asosi bo'lgan gumus kislotalari mavjud bo'lgan organik va noorganik moddalar aralashmasidan iborat pastki loy) va metanning chiqishi bilan suv.
Emirilish jarayonida nafaqat metan hosil qiluvchi mikroorganizmlar ishtirok etganligi sababli, ular chiqaradigan gaz nafaqat metandan iborat, balki o'z ichiga oladi:
- karbonat angidrid;
- vodorod sulfidi;
- azot;
- havo-suv dispersiyasi.
baham ko'ring har bir gaz tegishli mikroorganizmlarning soni va faolligiga bog'liq ko'pgina omillar ta'sir qiladi.
Ular orasida:
- bioreaktor tarkibidagi qattiq fraktsiyalarning o'lchami;
- suyuq/qattiq organik fraksiyalarning ulushi;
- materialning dastlabki tarkibi;
- harorat;
- hozirgi vaqtda ushbu mikroorganizmlar uchun mos bo'lgan ozuqa moddalarining muvozanati.
Metan hosil qiluvchi mikroorganizmlarning faoliyati
Bioyoqilg'i ishlab chiqarish jarayonida ishtirok etadigan barcha mikroorganizmlarning faoliyati, atrof-muhit haroratiga bevosita bog'liq, ammo, chirigan mikroorganizmlar eng kam qaramlikka ega.
Ulardan ba'zilari ham metan chiqaradigan bo'lsa-da, bu gazning umumiy miqdori haroratning pasayishi bilan kamayadi, ammo boshqa gazlarning miqdori ortadi.
5-25 daraja haroratda faqat psixofilik metanogenlar harakat qiladi. minimal ishlash bilan. Boshqa jarayonlar ham sekinlashadi, ammo chirigan bakteriyalar juda faol, shuning uchun aralashma juda tez chiriy boshlaydi, shundan so'ng unda metan ishlab chiqarish jarayonini boshlash qiyin.
Haroratgacha isitish 30-42 daraja(mezofil jarayon) mezofil faolligini oshiradi unchalik yuqori bo'lmagan metanogenlar va ularning asosiy raqobatchilari - chirigan bakteriyalar o'zlarini juda qulay his qilishadi.
Bir haroratda 54-56 daraja(termofil jarayon) harakatga keladi termofil mikroorganizmlar, ular metan ishlab chiqarishning maksimal qobiliyatiga ega, bu nafaqat biogazning rentabelligini oshiradi, balki undagi metan ulushini ham oshiradi.
Bundan tashqari, ularning asosiy raqobatchilari - chirigan mikroorganizmlarning faolligi keskin kamayadi, bu bilan bog'liq holda boshqa gazlar va loylarni ishlab chiqarish uchun bo'lingan organik moddalarning xarajatlari kamayadi.
Har qanday metanogenlar, gazdan tashqari, issiqlik energiyasini ham chiqaradi, lekin samarali faqat mezofil bakteriyalar haroratni qulay darajada ushlab turishi mumkin. Termofil mikroorganizmlar kamroq energiya chiqaradi, shuning uchun ularning faol mavjudligi uchun substrat optimal haroratgacha qizdirilishi kerak.
Chiqarishni qanday oshirish mumkin?
Metan ishlab chiqaruvchilari metanogenlar bo'lganligi sababli, gaz hosildorligini oshirish uchun bu zarur bu mikroorganizmlar uchun eng qulay sharoitlarni yaratish.
Bunga faqat go'ngni yig'ish va tayyorlashdan tortib, chiqindilarni to'kish va gazni tozalash usullarigacha bo'lgan barcha bosqichlarga ta'sir qiladigan kompleks tarzda erishish mumkin.
Metanogenlar qattiq parchalarni samarali hazm qila olmaydi, shuning uchun go'ng / axlat, shuningdek boshqa organik moddalar, masalan, kesilgan o't va boshqalar. imkon qadar kamaytirish kerak.
Katta bo'laklarning o'lchamlari qanchalik kichik bo'lsa, shuningdek, ularning foizi qanchalik kichik bo'lsa, bakteriyalar tomonidan ko'proq material qayta ishlanishi mumkin. Bundan tashqari, etarli miqdorda suv juda muhim, shuning uchun go'ng yoki axlatni ma'lum bir mustahkamlik bilan suv bilan suyultirish kerak.
Hurmat qilish kerak Metanogenlar va bakteriyalar o'rtasidagi muvozanat, organik moddalarni oddiy tarkibiy qismlarga ajratish, ayniqsa yog'larni ajratish.
Agar metanogenlar ko'p bo'lsa, ular tezda mavjud bo'lgan ozuqa moddalarini rivojlantiradilar, shundan so'ng ularning mahsuldorligi keskin pasayadi, lekin chirindi mikroorganizmlarning faolligi oshadi, ular chirindiga organik moddalarni boshqacha tarzda qayta ishlaydi.
Agar organik moddalarni parchalaydigan bakteriyalar ko'p bo'lsa, u holda biogazdagi karbonat angidridning ulushi keskin oshadi, shuning uchun tayyor mahsulotni tozalashdan keyin u sezilarli darajada kamayadi.
Statsionar holatda bioreaktor tarkibi zichlik bo'yicha qatlamlanadi, buning natijasida metan hosil qiluvchi mikroorganizmlarning faqat bir qismi etarli miqdorda ozuqa oladi, shuning uchun vaqti-vaqti bilan aralashtirish kerak. bioreaktordagi axlat / go'ng.
Olingan loy go'ngning suv eritmasiga qaraganda yuqori zichlikka ega, shuning uchun u tubiga cho'kadi, u erdan yangi axlat partiyasi uchun joy bo'shatish uchun olib tashlanishi kerak.
Tayyor mahsulotni tozalash biogaz hajmini kamaytiradi, lekin uning issiqlik qiymatini keskin oshiradi. Tayyor biogazni yo'qotmaslik uchun shunday bo'lishi kerak oldindan tayyorlangan omborlarga yuklash(gaz ushlagichlari), undan keyin u iste'molchilarga etkazib beriladi.
Ishlab chiqarish texnologiyasi va uskunalari
Yopiq texnologik tsikl, tashqi energiyadan minimal foydalanishni nazarda tutuvchi, quyidagilarni o'z ichiga oladi:
- go'ngni yig'ish va tayyorlash;
- bioreaktorni yuklash va texnik xizmat ko'rsatish;
- chiqindilarni chiqarish va yo'q qilish;
- gazni tozalash;
- elektr va issiqlik energiyasini ishlab chiqarish.
Materialni yig'ish va tayyorlash
Go'ngni qabul qiluvchida to'plangan najas ko'plab katta bo'laklarni o'z ichiga oladi, shuning uchun ular har qanday mos maydalagich bilan maydalangan. Ko'pincha bu funktsiya materialni bioreaktorga quyadigan nasos tomonidan amalga oshiriladi.
Qo'lda yoki avtomatlashtirilgan tizimlardan foydalanib, mahsulotning namlik darajasini aniqlang va agar kerak bo'lsa, unga toza, xlorsiz suv qo'shing.
Agar biogaz hajmini oshirish uchun xom ashyoga yashil massa (kesilgan o't va boshqalar) qo'shilsa, u holda u yordamida ham oldindan maydalanadi.
Ezilgan va agar kerak bo'lsa, yashil massa bilan to'ldirilgan substrat filtrlanadi, keyin bioreaktor yaqinida joylashgan konteynerga pompalanadi.
U foydalanishga tayyor eritmani o'z ichiga oladi kerakli haroratgacha qizdiriladi(fermentatsiya rejimiga qarab) va to'ldirgandan so'ng u har tomondan suv ko'ylagi bilan o'ralgan bioreaktorga quyiladi.
Ushbu isitish usuli tarkibning barcha qatlamlarida bir xil haroratni ta'minlaydi va ishlab chiqarilgan gazning bir qismi sovutish suvi (suv) ni isitish uchun ishlatiladi (birinchi yuklash paytida sovutish suvi uchinchi qism hisobiga qizdirilishi kerak bo'ladi). partiya energiya manbalari). Shu bilan birga, tarkibni isitishning boshqa usullari ham mumkin.
Tarkibi kuniga 1-3 marta aralashtiriladi kuchli tabaqalanishdan qochish va go'ngdan gazga ishlov berish samaradorligini oshirish.
Bakteriyalar tomonidan ishlab chiqarilgan gaz reaktorning yuqori qismida to'planadi, bu esa engil ijobiy bosim hosil qiladi. Tanlash gaz gaz idishiga kirish vaqti-vaqti bilan ma'lum bir bosimga erishilganda yoki doimiy ravishda, bu holda olingan gaz miqdori kerakli bosimni ushlab turish uchun o'rnatiladi.
Drenaj va chiqindilarni yo'q qilish
To'liq parchalangan material, yuqori zichligi tufayli, reaktorning pastki qismiga cho'kadi va u bilan eng faol qatlam o'rtasida paydo bo'ladi. chiqindi suyuqlik qatlami. Shunday qilib aralashtirishdan oldin u loyning bir qismi bilan birga chiqariladi, keyin ular ajratiladi.
Ikkala turdagi chiqindilar kuchli tabiiy o'g'itlardir- suyuqlik o'simliklarning rivojlanishini tezlashtiradi va loy tuproqning tuzilishini / sifatini yaxshilaydi va gumus moddalarini o'z ichiga oladi.
Shuning uchun har ikkala turdagi chiqindilarni sotish mumkin, shuningdek, o'z sohalarida foydalanish mumkin. Agar chiqindilarni darhol fraksiyalarga bo'lish rejalashtirilmagan bo'lsa, uni vaqti-vaqti bilan aralashtirish kerak, shunda loy pishirilmaydi, aks holda idishni bo'shatish paytida uni olib tashlash qiyin bo'ladi.
Gazni tozalash
Biogazni tozalash uchun bir nechta texnik echimlar qo'llaniladi, ularning har biri uning tarkibidan ma'lum bir moddani olib tashlashga qaratilgan. Suv kondensatsiya bilan chiqariladi, buning uchun mahsulot birinchi marta isitiladi, keyin sovuq quvur orqali o'tadi, uning devorlariga suv tomchilari joylashadi.
vodorod sulfidi va karbonat angidrid sorbentlar bilan olib tashlanadi yuqori bosimda. To'g'ri qurilgan tozalash liniyasi metan miqdorini 93-98% gacha oshiradi, bu esa biogazni boshqa gazsimon yoqilg'ilar bilan raqobatlasha oladigan juda samarali yoqilg'iga aylantiradi.
Uyda jiddiy tozalash uskunasini yasash mumkin emas, ammo tayyor mahsulotni yuqori bosimli suv orqali o'tkazish mumkin, buning natijasida karbonat angidrid karbonat angidridga aylanadi.
Shu bilan birga, suv doimo o'zgarishi kerak, chunki uning karbonat angidridni o'zlashtirish qobiliyati cheklangan. Chiqindilarni suvni isitish kerak (karbonat angidrid chiqariladi), shundan so'ng uni yana tozalash uchun ishlatish mumkin. Ammo shu tarzda ham tajribali kimyogar tayyor mahsulotni tozalashi kerak, kerakli harorat va bosimni tanlash imkoniyatiga ega.
Issiqlik va elektr energiyasini ishlab chiqarish
Yuqori kaloriyaliligi tufayli tozalangan biogaz yaxshi generatorlar va turli xil isitish moslamalarini quvvatlantirish uchun javob beradi.
Bu tayyor gazning chiqishini pasaytiradi, lekin bioreaktor to'liq quvvatga kirgunga qadar dastlabki bir necha kun bundan mustasno, qo'shimcha energiya manbalariga bo'lgan ehtiyojni yo'q qiladi.
Ichki yonish dvigatellarini metanga aylantirish uchun buni qilish kerak to'g'ri ateşleme burchagini o'rnating, chunki bu yoqilg'ining oktan soni 105-110 dona. Buni mexanik (distribyutorni aylantirish orqali) va elektron boshqaruv blokining dasturini o'zgartirish orqali amalga oshirish mumkin.
Agar dvigatel benzin ishlatmasdan faqat metan bilan ishlayotgan bo'lsa, unda siqishni nisbatini oshirish orqali uni kuchaytirish kerak.
Bu nafaqat dvigatelning samaradorligini oshiradi, balki gazdan ehtiyotkorlik bilan foydalanishga imkon beradi, balki dvigatelni uzoqroq ishlashga imkon bering, chunki siqilish nisbati qanchalik past bo'lsa, yonish kamerasidagi harorat shunchalik yuqori bo'ladi, ya'ni pistonlar yoki valflarning yonish ehtimoli shunchalik yuqori bo'ladi.
Issiqlik moslamalarini, shu jumladan issiq suv qozonlarini biogazga aylantirish uchun; to'g'ri o'lchamdagi jetni tanlashingiz kerak ishlab chiqarilgan issiqlik miqdori ish rejimiga mos kelishi uchun. Bu, ayniqsa, ma'lum bir dastur bo'yicha ishlaydigan avtomatik boshqaruvga ega tizimlar uchun juda muhimdir.
Bioreaktor hajmi
Bioreaktorning hajmi organik moddalarni to'liq qayta ishlash tsikli asosida hisoblanadi, bu quyidagilar uchun:
- mezofil jarayon 12-30 kun;
- termofil jarayon 3-10 kun.
Reaktor hajmi quyidagicha aniqlanadi- kerakli namlik miqdoriga (90%) suyultirilgan go'ngning kunlik ishlab chiqarishini to'liq parchalanish uchun zarur bo'lgan maksimal kunlar soniga ko'paytiring, keyin natija 10-30% ga oshiriladi.
Bunday o'sish hosil bo'lgan gaz to'planadigan birinchi gaz tankini yaratish uchun kerak.
Ishlash
Har qanday harorat rejimida gazning umumiy chiqishi taxminan bir xil bo'lishiga qaramay, sezilarli farq bor - uni 3-5 kun ichida maksimal mahsuldorlikda olish yoki bir oy ichida yig'ish.
Shunday qilib hosildorlikni faqat qayta ishlangan material hajmini oshirish orqali oshirish mumkin, va shuning uchun kattaroq bioreaktordan foydalanish.
Termofil jarayonga o'tish reaktor hajmining kamayishi bilan ham unumdorlikni oshirishga imkon beradi, ammo bu holda aralashmani isitish bilan bog'liq xarajatlar keskin oshadi.
Taxminiy parametrlar har xil turdagi go'ng / go'ng, shuningdek, boshqa materiallardan biogaz chiqishi, biz quyida ko'rib chiqamiz jadvallarda. Ko'rsatilgan qiymatlarni namlik miqdori 90% bo'lgan tayyor aralashmaning tonnasiga aylantirish uchun ikkinchi ustundagi ma'lumotlar 80-120 ga ko'paytirilishi kerak.
Ushbu tarqalish quyidagilarga bog'liq:
- hayvonlar yoki qushlarni boqish xususiyatlari;
- material va choyshabning mavjudligi;
- silliqlash samaradorligi.
Hayvon va parranda chiqindilari
| Xom ashyo turi | Gaz chiqishi (quruq modda uchun m 3) | Metan miqdori (%) |
| Mol go'ngi | 0,250 — 0,340 | 65 |
| Cho'chqa go'ngi | 0,340 — 0,580 | 65-70 |
| qushlarning axlati | 0,310-0,620 | 60 |
| Ot go'ngi | 0,200 — 0,300 | 56-60 |
| qo'y go'ngi | 0,300 — 0,620 | 70 |
Maishiy chiqindilar
O'simliklar
Rentabellikni baholash
Daromadlilikni baholashda daromad va xarajatlarning barcha turlarini, shu jumladan bilvositalarini hisobga olish kerak.
Masalan, energiya ishlab chiqarish o'z ehtiyojlari uchun uni sotib olishdan bosh tortishga va ba'zi hollarda bilvosita daromad bilan bog'liq bo'lishi mumkin bo'lgan aloqa vositalariga sarmoya kiritishga imkon beradi.
Bilvosita daromad turlaridan biri qo'shni erlar aholisidan da'volar yo'q, uyumlarga tashlangan go'ngni chiqaradigan yoqimsiz hiddan kelib chiqqan. Axir, Rossiya Federatsiyasi qonunlari insonga toza havodan nafas olish huquqini kafolatlaydi, shuning uchun sudga murojaat qilganda, bunday da'vogar bu jarayonda yaxshi g'alaba qozonishi va go'ng ishlab chiqaruvchisini o'z hisobidan yoqimsiz hidni yo'q qilishga majbur qilishi mumkin.
Go‘ng yoki axlatni uyumlarga to‘kib tashlash nafaqat havoni, balki havoni ham buzadi tuproq va er osti suvlari uchun jiddiy xavf tug'diradi. Tabiiy chirigan organik qoziq tuproqning kislotaliligini keskin oshiradi va undan azotni tortib oladi, shuning uchun bir necha yildan keyin ham bu joyda biron bir narsani etishtirish qiyin.
Har qanday najasda gelmintlar va turli kasalliklarning patogenlari mavjud bo'lib, ular er osti suvlarida bir marta suv ta'minoti yoki quduqqa kirib borishi mumkin, bu hayvonlar va odamlar uchun xavf tug'diradi.
Shuning uchun xavfli chiqindilarni nisbatan xavfsiz loy va sanoat suviga qayta ishlash imkoniyati juda katta bilvosita daromad bilan bog'liq bo'lishi mumkin.
Bilvosita xarajatlar kiradi elektr energiyasini ishlab chiqarish va sovutish suvini isitish uchun gaz iste'moli. Bundan tashqari, rentabellikka qayta ishlash chiqindilari, ya'ni quritilgan yoki ho'l loy (loy) va turli mikroelementlar bilan to'yingan tozalangan texnologik suvni sotish imkoniyati ta'sir qiladi.
Ko'p narsa kapital qo'yilmalar hajmiga bog'liq, chunki siz barcha jihozlarni taniqli kompaniyadan va ancha yuqori narxda sotib olishingiz mumkin yoki uning bir qismini o'zingiz qilishingiz mumkin.
Xuddi shunday muhim avtomatlashtirish darajasi, chunki u qanchalik baland bo'lsa, shunchalik kam ishchilar kerak bo'ladi, ya'ni ish haqi va ular uchun soliq to'lash uchun kamroq xarajatlar bor.
Uskunani to'g'ri tanlash va butun jarayonni malakali tashkil etish bilan biogaz ishlab chiqarish bir necha yil ichida o'zini oqlaydi tozalangan biogazni sotmasdan ham.
Hammasidan keyin; axiyri daromad bo'lishi mumkin:
- chiqindilarni yo'q qilish bilan bog'liq xarajatlarning sezilarli darajada kamayishi;
- texnik suv va loy bilan o'g'itlash orqali yer unumdorligini oshirish;
- energiya sotib olish xarajatlarini kamaytirish;
- o'g'itlarni sotib olish xarajatlarini kamaytirish.
Xavfsizlik choralari
Biogaz ishlab chiqarish juda xavfli jarayon, chunki siz zaharli va portlovchi moddalar bilan ishlashingiz kerak. Shu sababli, barcha bosqichlarda - uskunalar loyihasini ishlab chiqishdan tortib tozalangan gazni oxirgi iste'molchilarga tashish va chiqindilarni yo'q qilishgacha bo'lgan xavfsizlik choralarini kuchaytirish kerak.
Shu sababli bioreaktor loyihasini ishlab chiqish va uni ishlab chiqarishni mutaxassislarga topshirish yaxshiroqdir. Agar siz buni o'zingiz qilishingiz kerak bo'lsa, unda sotiladigan qurilmalarni asos qilib olish va ularning muhrlanishini diqqat bilan tekshirish tavsiya etiladi.
Reaktor yoki gaz idishidagi kichik bo'shliq yoki yoriq ham havo oqishiga olib keladi va metan va kislorodning portlovchi aralashmasi hosil bo'lishining yuqori ehtimolini yaratadi.
Bundan tashqari, Yutilgan kislorod metanogenlarning faolligiga salbiy ta'sir qiladi, buning natijasida metanning kunlik ishlab chiqarilishi kamayadi va etarli miqdorda kislorod bilan u butunlay to'xtaydi. Xonada metan yoki xom gazning oqishi zaharlanish xavfini va portlash ehtimolini oshiradi.
Butun jarayonning tashkil etilishi va texnik bajarilishi ushbu hujjatlarga to'liq mos kelishi kerak.:
Boshqa yoqilg'ilarga nisbatan ijobiy va salbiy tomonlari
Har xil turdagi yoqilg'ilarni va bundan tashqari, turli xil energiya turlarini solishtirish uchun qaysi parametrlarni solishtirish kerakligini aniqlash kerak. Shu bilan birga, narxni solishtirish noto'g'ri, chunki biogazning normal narxi faqat o'zgaradi. to'lov muddatidan keyin.
Kaloriyaviy qiymat bo'yicha taqqoslash ham noto'g'ri, chunki past kaloriyali yoqilg'i har doim ham yuqori kaloriya qiymatidan yomonroq emas.
Misol uchun, o'tin dizel yoqilg'isiga qaraganda pastroq kaloriya qiymatiga ega, lekin ko'p hollarda u ko'proq mos keladigan yoqilg'i turi hisoblanadi.
Shunday qilib Bunday parametrlar bo'yicha turli turdagi yoqilg'i va energiyani solishtirishingiz mumkin, kabi:
- Avtomobillar, elektr generatorlari va isitish tizimlarida foydalanish uchun yaroqlilik (ballarda, 1 ball - hamma uchun mos, 2 ball - ba'zilar uchun, 3 ball - har qanday uchun).
- Saqlash uchun maxsus sharoitlar yaratish zarurati (1 ball - har qanday sharoitda mumkin, 2 ball - maxsus idishlar kerak, 3 ball - maxsus idishlarga qo'shimcha ravishda qo'shimcha uskunalar talab qilinadi, 4 ball - saqlash mumkin emas).
- Uskunani boshqa yoqilg'i yoki energiyaga aylantirishning qiyinligi (1 ball - hatto tajribasiz odam ham qila oladigan minimal o'zgarishlar; 2 - ko'proq yoki kamroq bilimli havaskorlar uchun mavjud bo'lgan va hech qanday yuqori maxsus jihozlarni talab qilmaydigan o'zgartirishlar, 3 ball - katta o'zgartirish talab qilinadi).
- Atrof-muhitga salbiy ta'sir (ballarda 1 - eng kam, 2 ball - o'rtacha, 3 ball - maksimal);
- Yoqilg'i yoki energiya qayta tiklanadimi (ballarda, 1 ball - to'liq (masalan, shamol yoki quyosh nuri); 2 ball - shartli, ya'ni ma'lum sharoitlarda yoki biron bir harakatdan keyin 3 ball - yo'q).
- Bu er, fasl va ob-havoga bog'liqmi (ballarda 1 ball - yo'q, 2 ball - qisman, 3 ball - hamma narsaga bog'liq).
| Yoqilg'i yoki energiya nomi | Taqqoslash uchun parametrlar | |||||
| Foydalanish imkoniyatlari | Saqlash | Uskunalar | Atrof-muhitga ta'siri | Qayta tiklanadigan | Tashqi omillarga bog'liqlik | |
| Tozalangan biogaz (metan miqdori 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 |
| mazut | 3 | 2 | 3 | 3 | 3 | 1 |
| dizel yoqilg'isi | 2 | 2 | 3 | 3 | 3 | 1 |
| O'tin | 3 | 1 | 3 | 2 | 1 | 2 |
| Ko'mir | 3 | 1 | 3 | 2 | 3 | 2 |
| Elektr | 1 | 4 | 3 | 1 | 2 | 1 |
| Shamol energiyasi | 2 | 4 | 3 | 1–2 | 1 | 3 |
| Quyosh energiyasi | 2 | 4 | 3 | 1 | 1 | 3 |
| Suv harakati energiyasi (daryolar) | 2 | 4 | 3 | 1–2 | 1 | 3 |
Ruxsat olinmoqda
Go'ng uchinchi xavfli sinfga, ya'ni utilizatsiya qilish uchun o'rtacha xavfli chiqindilarga tegishli bo'lishiga qaramay litsenziya olish kerak.
Ammo bu faqat biogaz yoki undan olinadigan elektr energiyasi sotiladigan holatlarga tegishli.
Bundan tashqari, agar parchalanuvchi sotib olingan xomashyoda ishlayotgan bo'lsa, litsenziya talab qilinadi. Olingan biogaz faqat ishlab chiqaruvchining ehtiyojlari uchun ishlatilsa, litsenziya olish shart emas.
Bundan tashqari, zarur qurilish ruxsatnomasini olish, shuningdek, loyihani muvofiqlashtirish quyidagi bo'limlar:
- Rostexnadzor;
- Yong'in inspektsiyasi;
- Gaz xizmati.
Ba'zida kichik va unchalik katta bo'lmagan fermer xo'jaliklari egalari ruxsatnoma va ruxsatnomalarni e'tiborsiz qoldiradilar, chunki ular hamma narsani o'z yerlarida quradilar va qayta ishlangan mahsulotlarni hech kimga sotmaydilar.
Bunday pozitsiya jiddiy jarimaga olib kelishi mumkin, chunki biogaz qurilmalari xavfli ishlab chiqarishlar qatoriga kiradi, shuning uchun ular davlat reestriga kiritilishi kerak Rostekhnadzorning xavfli ishlab chiqarish ob'ektlari.
Bundan tashqari, bunday ob'ektlar baxtsiz hodisa sodir bo'lgan taqdirda sug'urta qilish, va ishga tushirishdan oldin ular tegishli bo'limlarning mutaxassislari tomonidan tekshirilishi kerak.
Biroq, kichik uy inshootlari egalari ro'yxatga olishni e'tiborsiz qoldiradilar, chunki ruxsatnomalar narxi go'ngni yo'q qilishning ushbu usulining barcha afzalliklarini inkor etadi.
Biroq, ular buni o'z xavf-xatarlari va xavf-xatarlari bilan amalga oshiradilar, chunki har qanday favqulodda vaziyat yuzaga kelganda, ular nafaqat reestrda ma'lumotlar yo'qligi uchun jarima to'lashlari kerak, balki barcha oqibatlarga ham javobgar bo'ladilar.
Forumlar
Biz tayyorladik Internet-forumlar ro'yxati, bu erda foydalanuvchilar go'ngdan biogaz ishlab chiqarish va buning uchun zarur bo'lgan uskunalar bilan bog'liq turli masalalarni muhokama qilishadi:
Tegishli videolar
Videoda go'ngni biogazga qayta ishlash jarayonining barcha bosqichlari ko'rsatilgan:
Xulosa
Biogaz go'ng va go'ngni qayta ishlash mahsuloti, shuningdek, boshqa yoqilg'ilarga yaxshi alternativ hisoblanadi. Jiddiy kapital qo'yilmalarni talab qilish, shuningdek, ko'plab ruxsatnomalar va ruxsatnomalar berilishiga qaramay, uni ishlab chiqarish hayvonlar va qushlar chiqindilarini foydali tarzda yo'q qilishga imkon beradi.
Bilan aloqada
Hammaga xayrli kun! Ushbu post siz uchun muqobil energiya mavzusini davom ettiradi. Unda men sizga biogaz va uning uyni isitish va ovqat pishirish uchun ishlatilishi haqida gapirib beraman. Ushbu mavzu ushbu turdagi yoqilg'ini olish uchun turli xil xom ashyolarga ega bo'lgan fermerlarni eng ko'p qiziqtiradi. Keling, avval biogaz nima ekanligini va u qaerdan kelganini tushunib olaylik.
Biogaz qayerdan keladi va u nimadan iborat?
Biogaz - bu ozuqa muhitida mikroorganizmlarning hayotiy faoliyati mahsuloti sifatida paydo bo'ladigan yonuvchan gaz. Bu ozuqa vositasi maxsus bunkerga joylashtirilgan go'ng yoki silos bo'lishi mumkin. Reaktor deb ataladigan bu bunkerda biogaz hosil bo'ladi. Reaktorning ichki qismi quyidagicha tartibga solinadi:
Biomassaning fermentatsiya jarayonini tezlashtirish uchun uni isitish kerak. Buning uchun har qanday isitish qozoniga ulangan isitish elementi yoki issiqlik almashtirgichdan foydalanish mumkin. Isitish uchun keraksiz energiya xarajatlarini oldini olish uchun yaxshi issiqlik izolyatsiyasi haqida unutmasligimiz kerak. Isitishdan tashqari, fermentatsiya massasini aralashtirish kerak. Busiz o'rnatish samaradorligi sezilarli darajada kamayishi mumkin. Aralashtirish qo'lda yoki mexanik bo'lishi mumkin. Bularning barchasi byudjetga yoki mavjud texnik vositalarga bog'liq. Reaktordagi eng muhim narsa - bu hajm! Kichkina reaktor shunchaki jismoniy jihatdan katta miqdorda gaz ishlab chiqarishga qodir emas.
Gazning kimyoviy tarkibi ko'p jihatdan reaktorda qanday jarayonlar sodir bo'lishiga bog'liq. Ko'pincha u erda metan fermentatsiyasi jarayoni sodir bo'ladi, buning natijasida metanning yuqori foiziga ega gaz hosil bo'ladi. Ammo metan fermentatsiyasi o'rniga vodorod hosil bo'ladigan jarayon yaxshi sodir bo'lishi mumkin. Ammo mening fikrimcha, vodorod oddiy iste'molchi uchun kerak emas va hatto xavfli bo'lishi mumkin. Hech bo'lmaganda Hindenburg havo kemasining o'limini eslang. Endi biogazni nimadan olish mumkinligini aniqlaymiz.
Biogazni qayerdan olish mumkin?
Gazni har xil turdagi biomassalardan olish mumkin. Keling, ularni ro'yxat sifatida ko'rib chiqaylik:
- Oziq-ovqat ishlab chiqarish chiqindilari - bu chorva mollarini so'yish yoki sut mahsulotlarini ishlab chiqarish chiqindilari bo'lishi mumkin. Ayçiçek yoki paxta yog'i ishlab chiqarishdan tegishli chiqindilar. Bu to'liq ro'yxat emas, lekin mohiyatni etkazish uchun etarli. Ushbu turdagi xom ashyo gazdagi metanning eng yuqori miqdorini beradi (85% gacha).
- Ekinlar - ayrim hollarda gaz hosil qilish uchun o'simliklarning maxsus turlari o'stiriladi. Masalan, silosli makkajo'xori yoki dengiz o'tlari bunga mos keladi. Gazdagi metan ulushi 70% atrofida saqlanadi.
- Go'ng - ko'pincha yirik chorvachilik majmualarida ishlatiladi. Go'ngni xom ashyo sifatida ishlatganda gazdagi metanning ulushi odatda 60% dan oshmaydi, qolgan qismi esa karbonat angidrid va bir oz vodorod sulfidi va ammiak bo'ladi.
Biogaz qurilmasining blok diagrammasi.
Biogaz qurilmasi qanday ishlashini yaxshiroq tushunish uchun quyidagi rasmga qaraylik:
Bioreaktor qurilmasi yuqorida muhokama qilingan, shuning uchun biz bu haqda gapirmaymiz. O'rnatishning boshqa komponentlarini ko'rib chiqing:
- Chiqindilarni qabul qiluvchi - bu birinchi bosqichda xom ashyo kiradigan konteyner turi. Unda xom ashyoni suv bilan aralashtirish va maydalash mumkin.
- Nasos (chiqindini qabul qiluvchidan keyin) najasli nasos bo'lib, uning yordamida biomassa reaktorga quyiladi.
- Qozon - har qanday yoqilg'idan foydalanadigan isitish qozoni, reaktor ichidagi biomassani isitish uchun mo'ljallangan.
- Nasos (qozonning yonida) aylanma nasosdir.
- "O'g'itlar" - fermentlangan loy kiradigan idish. Bu, kontekstdan aniq bo'lganidek, o'g'it sifatida ishlatilishi mumkin.
- Filtr - bu biogaz holatiga keltiriladigan qurilma. Filtr gazlar va namlikning ortiqcha iflosliklarini olib tashlaydi.
- Kompressor - gazni siqadi.
- Gazni saqlash yopiq idish bo'lib, unda foydalanishga tayyor gaz o'zboshimchalik bilan uzoq vaqt davomida saqlanishi mumkin.
Xususiy uy uchun biogaz.
Kichik fermer xo'jaliklarining ko'plab egalari biogazni ichki ehtiyojlar uchun ishlatish haqida o'ylashmoqda. Ammo bularning barchasi qanday ishlashini batafsilroq bilib, ko'pchilik bu fikrni tark etadi. Buning sababi shundaki, go'ng yoki silosni qayta ishlash uchun asbob-uskunalar juda ko'p pul talab qiladi va gaz hosildorligi (xom ashyoga qarab) kichik bo'lib chiqishi mumkin. Bu, o'z navbatida, uskunani o'rnatishni foydasiz qiladi. Odatda, dehqonlarning xususiy uylari uchun go'ng ustida ishlaydigan ibtidoiy qurilmalar o'rnatiladi. Ular, ko'pincha, faqat oshxonani va kam quvvatli devorga o'rnatilgan gazli qozonni gaz bilan ta'minlashga qodir. Shu bilan birga, texnologik jarayonning o'ziga - isitish, nasos va kompressorning ishlashiga ko'p energiya sarflash kerak bo'ladi. Qimmat filtrlarni ham ko'rishdan chiqarib bo'lmaydi.
Umuman olganda, bu erda axloqiy narsa - o'rnatishning o'zi qanchalik katta bo'lsa, uning ishi shunchalik foydali bo'ladi. Va uy sharoitlari uchun bu deyarli har doim ham mumkin emas. Lekin bu hech kim uy o'rnatish bilan shug'ullanmaydi degani emas. Improvizatsiya qilingan materiallardan qanday ko'rinishini ko'rish uchun quyidagi videoni tomosha qilishni tavsiya etaman:
Xulosa.
Biogaz - bu organik chiqindilarni foydali tarzda qayta ishlashning ajoyib usuli. Chiqarish yoqilg'i va fermentlangan loy shaklida foydali o'g'itdir. Ushbu texnologiya qanchalik samarali ishlasa, xom ashyo shunchalik ko'p qayta ishlanadi. Zamonaviy texnologiyalar maxsus katalizatorlar va mikroorganizmlar yordamida gaz ishlab chiqarishni jiddiy ravishda oshirish imkonini beradi. Bularning barchasining asosiy kamchiliklari bir kubometrning yuqori narxidir. Ko'pincha oddiy odamlar uchun chiqindilarni qayta ishlash zavodini qurishdan ko'ra, shisha gazni sotib olish ancha arzon bo'ladi. Lekin, albatta, barcha qoidalarga istisnolar mavjud, shuning uchun biogazga o'tishga qaror qilishdan oldin, har bir kubometr uchun narxni va to'lov muddatini hisoblashingiz kerak. Hozircha hammasi shu, izohlarda savollarni yozing
Energiya narxlarining ko'tarilishi bizni o'z-o'zini ta'minlash imkoniyati haqida o'ylashga majbur qiladi. Variantlardan biri biogaz qurilmasi. Uning yordami bilan go'ng, axlat va o'simlik qoldiqlaridan biogaz olinadi, uni tozalashdan keyin gaz asboblari (pechka, qozon) uchun ishlatilishi mumkin, silindrlarga pompalanadi va avtomobillar yoki elektr generatorlari uchun yoqilg'i sifatida ishlatiladi. Umuman olganda, go'ngni biogazga qayta ishlash uy yoki fermaning barcha energiya ehtiyojlarini ta'minlashi mumkin.
Biogaz qurilmasini qurish energiya resurslarini mustaqil ravishda ta'minlash usulidir
Umumiy tamoyillar
Biogaz - bu organik moddalarning parchalanishidan olinadigan mahsulot. Parchalanish / fermentatsiya jarayonida gazlar ajralib chiqadi, ularni yig'ish orqali siz o'z uy xo'jaligi ehtiyojlarini qondirishingiz mumkin. Ushbu jarayon sodir bo'ladigan uskuna "biogaz zavodi" deb ataladi.
Biogaz hosil bo'lish jarayoni chiqindilarning o'zida mavjud bo'lgan har xil turdagi bakteriyalarning hayotiy faoliyati tufayli yuzaga keladi. Ammo ular faol "ishlashlari" uchun ular ma'lum shart-sharoitlarni yaratishlari kerak: namlik va harorat. Ularni yaratish uchun biogaz qurilmasi qurilmoqda. Bu qurilmalar majmuasi bo'lib, uning asosi bioreaktor bo'lib, unda chiqindilarning parchalanishi sodir bo'ladi, bu gaz hosil bo'lishi bilan birga keladi.
Go'ngni biogazga qayta ishlashning uchta usuli mavjud:
- Psixofil rejim. Biogaz qurilmasidagi harorat +5 ° C dan + 20 ° C gacha. Bunday sharoitda parchalanish jarayoni sekin kechadi, ko'p gaz hosil bo'ladi, uning sifati past bo'ladi.
- Mezofil. Qurilma ushbu rejimga +30 ° C dan + 40 ° C gacha bo'lgan haroratlarda kiradi. Bunday holda, mezofil bakteriyalar faol ravishda ko'payadi. Bunday holda, ko'proq gaz hosil bo'ladi, qayta ishlash jarayoni kamroq vaqtni oladi - 10 dan 20 kungacha.
- Termofil. Bu bakteriyalar +50 ° C dan yuqori haroratlarda ko'payadi. Jarayon eng tez (3-5 kun), gazning chiqishi eng katta (ideal sharoitda, 1 kg etkazib berishdan 4,5 litrgacha gaz olish mumkin). Qayta ishlashdan olingan gazning ko'p ma'lumotnoma jadvallari ushbu rejim uchun maxsus berilgan, shuning uchun boshqa rejimlardan foydalanganda sozlashni pastga tushirishga arziydi.
Biogaz qurilmalarida eng qiyin narsa termofil rejimdir. Buning uchun biogaz qurilmasining yuqori sifatli issiqlik izolatsiyasi, isitish va haroratni nazorat qilish tizimi talab qilinadi. Ammo chiqishda biz biogazning maksimal miqdorini olamiz. Termofil ishlov berishning yana bir xususiyati - qayta yuklashning mumkin emasligi. Qolgan ikkita rejim - psixofil va mezofil - har kuni tayyorlangan xom ashyoning yangi qismini qo'shish imkonini beradi. Ammo termofil rejimda qisqa ishlov berish vaqti bioreaktorni turli xil yuklash vaqtlari bo'lgan xom ashyo ulushi qayta ishlanadigan zonalarga bo'lish imkonini beradi.
Biogaz qurilmasining sxemasi
Biogaz qurilmasining asosini bioreaktor yoki bunker tashkil qiladi. Unda fermentatsiya jarayoni sodir bo'ladi va hosil bo'lgan gaz unda to'planadi. Shuningdek, yuklash va tushirish bunkeri mavjud, hosil bo'lgan gaz yuqori qismga kiritilgan quvur orqali chiqariladi. Keyinchalik gazni tozalash tizimi keladi - uni tozalash va gaz quvuridagi bosimni ishchigacha oshirish.
Mezofil va termofil rejimlar uchun zarur rejimlarga erishish uchun bioreaktor isitish tizimi ham talab qilinadi. Buning uchun odatda ishlab chiqarilgan yoqilg'ida ishlaydigan gazli qozonlardan foydalaniladi. Undan quvur liniyasi tizimi bioreaktorga o'tadi. Odatda bu polimer quvurlari, chunki ular agressiv muhitda bo'lishga toqat qiladilar.
Yana bir biogaz qurilmasiga moddani aralashtirish tizimi kerak. Fermentatsiya jarayonida yuqori qismida qattiq qobiq hosil bo'ladi, og'ir zarralar joylashadi. Bularning barchasi birgalikda gaz hosil bo'lish jarayonini yomonlashtiradi. Qayta ishlangan massaning bir hil holatini saqlab qolish uchun aralashtirgichlar kerak. Ular mexanik yoki hatto qo'lda bo'lishi mumkin. Taymer yoki qo'lda ishga tushirish mumkin. Hammasi biogaz qurilmasi qanday yaratilganiga bog'liq. Avtomatlashtirilgan tizimni o'rnatish qimmatroq, lekin operatsiya vaqtida minimal e'tibor talab qiladi.
Joylashuv turi bo'yicha biogaz qurilmasi quyidagilar bo'lishi mumkin:
- Yuqori yuk.
- Yarim suv ostida.
- Dafn etilgan.
Ko'milgan o'rnatish qimmatroq - katta hajmdagi er ishlari talab qilinadi. Ammo bizning sharoitimizda ishlayotganda, ular yaxshiroq - izolyatsiyani tashkil qilish osonroq, isitish xarajatlari kamroq.
Nimani qayta ishlash mumkin
Biogaz qurilmasi mohiyatan hamma narsaga ega - har qanday organik moddalarni qayta ishlash mumkin. Har qanday go'ng va siydik, o'simlik qoldiqlari mos keladi. Yuvish vositalari, antibiotiklar, kimyoviy moddalar jarayonga salbiy ta'sir qiladi. Ularni iste'mol qilishni minimallashtirish tavsiya etiladi, chunki ular qayta ishlashda ishtirok etadigan florani o'ldiradilar.
Qoramol go'ngi ideal hisoblanadi, chunki u ko'p miqdorda mikroorganizmlarni o'z ichiga oladi. Fermada sigirlar bo'lmasa, bioreaktorni yuklashda substratni kerakli mikroflora bilan to'ldirish uchun axlatning bir qismini qo'shish tavsiya etiladi. O'simlik qoldiqlari oldindan eziladi, suv bilan suyultiriladi. Bioreaktorda o'simlik xom ashyosi va najas aralashtiriladi. Bunday "yonilg'i quyish" ni qayta ishlash ko'proq vaqt talab etadi, lekin chiqishda, to'g'ri rejim bilan biz eng yuqori mahsulot rentabelligiga egamiz.
Joyni aniqlash
Jarayonni tashkil qilish xarajatlarini minimallashtirish uchun biogaz qurilmasini chiqindilar manbai yaqinida - qushlar yoki hayvonlar saqlanadigan binolar yaqinida joylashtirish mantiqan. Yuklanish tortishish kuchi bilan sodir bo'lishi uchun dizaynni ishlab chiqish maqsadga muvofiqdir. Sigir yoki cho'chqaxonadan qiyalik ostiga quvur yotqizilishi mumkin, u orqali go'ng tortishish kuchi bilan bunkerga oqib tushadi. Bu reaktorni saqlash va go'ngni tozalash vazifasini sezilarli darajada osonlashtiradi.
Biogaz qurilmasini fermadagi chiqindilar tortishish kuchi bilan oqishi uchun joylashtirish tavsiya etiladi.
Odatda hayvonlar joylashgan binolar turar-joy binosidan bir oz masofada joylashgan. Shuning uchun hosil bo'lgan gazni iste'molchilarga o'tkazish kerak bo'ladi. Ammo bitta gaz quvurini cho'zish go'ngni tashish va yuklash uchun chiziqni tashkil qilishdan ko'ra arzonroq va osonroqdir.
Bioreaktor
Go'ngni qayta ishlash tankiga juda qattiq talablar qo'yiladi:
Biogaz qurilmasini qurish uchun ushbu talablarning barchasi bajarilishi kerak, chunki ular xavfsizlikni ta'minlaydi va go'ngni biogazga qayta ishlash uchun normal sharoit yaratadi.
Qanday materiallardan tayyorlanishi mumkin
Agressiv muhitga qarshilik - idishlarni tayyorlash mumkin bo'lgan materiallar uchun asosiy talab. Bioreaktordagi substrat kislotali yoki ishqoriy bo'lishi mumkin. Shunga ko'ra, konteyner ishlab chiqarilgan material turli xil ommaviy axborot vositalari tomonidan yaxshi muhosaba qilinishi kerak.
Ko'pgina materiallar bu so'rovlarga javob bermaydi. Aqlga keladigan birinchi narsa metalldir. U bardoshli, har qanday shakldagi idishni tayyorlash uchun ishlatilishi mumkin. Yaxshisi, siz tayyor idishdan foydalanishingiz mumkin - qandaydir eski tank. Bunday holda, biogaz qurilmasini qurish juda oz vaqt talab etadi. Metallning etishmasligi shundaki, u kimyoviy faol moddalar bilan reaksiyaga kirishadi va parchalana boshlaydi. Ushbu minusni zararsizlantirish uchun metall himoya qoplama bilan qoplangan.
Ajoyib variant - polimer bioreaktorining quvvati. Plastmassa kimyoviy jihatdan neytral, chirimaydi, zanglamaydi. Faqat muzlatish va etarlicha yuqori haroratgacha isitishga bardosh beradigan bunday materiallardan tanlash kerak. Reaktorning devorlari qalin bo'lishi kerak, tercihen shisha tolali shisha bilan mustahkamlangan bo'lishi kerak. Bunday idishlar arzon emas, lekin ular uzoq vaqt xizmat qiladi.
Arzonroq variant - g'isht, beton bloklar, toshdan yasalgan tankga ega biogaz qurilmasi. Duvarcılık yuqori yuklarga bardosh berishi uchun devorni mustahkamlash kerak (devor qalinligi va materialiga qarab har 3-5 qatorda). Devorni o'rnatish jarayoni tugagandan so'ng, suv va gaz o'tkazmasligini ta'minlash uchun devorlarni ichki va tashqi tomondan keyingi ko'p qatlamli ishlov berish kerak. Devorlari kerakli xususiyatlarni ta'minlaydigan qo'shimchalar (qo'shimchalar) bilan tsement-qum kompozitsiyasi bilan shuvalgan.
Reaktor o'lchamlari
Reaktorning hajmi go'ngni biogazga qayta ishlash uchun tanlangan haroratga bog'liq. Ko'pincha mezofil tanlanadi - uni saqlash osonroq va bu reaktorni kunlik qo'shimcha yuklash imkoniyatini nazarda tutadi. Oddiy rejimga (taxminan 2 kun) erishgandan so'ng biogaz ishlab chiqarish barqaror, portlashlar va pasayishlarsiz (normal sharoitlar yaratilganda). Bunday holda, biogaz qurilmasining hajmini kuniga fermer xo'jaligida hosil bo'ladigan go'ng miqdoriga qarab hisoblash mantiqan to'g'ri keladi. Har bir narsa o'rtacha ma'lumotlar asosida osonlik bilan hisoblanadi.
Mezofil haroratda go'ngning parchalanishi 10 dan 20 kungacha davom etadi. Shunga ko'ra, hajm 10 yoki 20 ga ko'paytirish yo'li bilan hisoblanadi. Hisoblashda substratni ideal holatga keltirish uchun zarur bo'lgan suv miqdorini hisobga olish kerak - uning namligi 85-90% bo'lishi kerak. Topilgan hajm 50% ga oshiriladi, chunki maksimal yuk tank hajmining 2/3 qismidan oshmasligi kerak - gaz shift ostida to'planishi kerak.
Masalan, xo‘jalikda 5 ta sigir, 10 bosh cho‘chqa, 40 ta tovuq bor. Aslini olganda, 5 * 55 kg + 10 * 4,5 kg + 40 * 0,17 kg = 275 kg + 45 kg + 6,8 kg = 326,8 kg hosil bo'ladi. Tovuq go'ngini namlik miqdori 85% ga etkazish uchun siz 5 litrdan bir oz ko'proq suv qo'shishingiz kerak (bu yana 5 kg). Umumiy massasi 331,8 kg. 20 kun ichida qayta ishlash uchun quyidagilar kerak: 331,8 kg * 20 \u003d 6636 kg - faqat substrat uchun taxminan 7 kub. Biz topilgan raqamni 1,5 ga ko'paytiramiz (50% ga o'sish), biz 10,5 kubometrni olamiz. Bu biogaz zavodi reaktori hajmining hisoblangan qiymati bo'ladi.
Yuklash va tushirish lyuklari to'g'ridan-to'g'ri bioreaktor tankiga olib boradi. Substrat butun maydon bo'ylab bir tekis taqsimlanishi uchun ular konteynerning qarama-qarshi uchlarida amalga oshiriladi.
Biogaz qurilmasining ko'milgan o'rnatish usuli bilan yuklash va tushirish quvurlari tanaga keskin burchak ostida yaqinlashadi. Bundan tashqari, quvurning pastki uchi reaktordagi suyuqlik darajasidan past bo'lishi kerak. Bu havoning konteynerga kirishiga to'sqinlik qiladi. Shuningdek, normal holatda yopilgan quvurlarga qaytib yoki o'chirish vanalari o'rnatiladi. Ular faqat yuklash yoki tushirish uchun ochiq.
Go'ngda katta bo'laklar (to'shak elementlari, o't sopi va boshqalar) bo'lishi mumkinligi sababli, kichik diametrli quvurlar ko'pincha tiqilib qoladi. Shuning uchun, yuklash va tushirish uchun ular diametri 20-30 sm bo'lishi kerak.Ular biogaz qurilmasini izolyatsiyalash bo'yicha ish boshlanishidan oldin, lekin konteyner joyiga o'rnatilgandan keyin o'rnatilishi kerak.
Biogaz qurilmasining eng qulay ishlash tartibi substratni muntazam yuklash va tushirishdir. Ushbu operatsiyani kuniga bir marta yoki ikki kunda bir marta bajarish mumkin. Go'ng va boshqa komponentlar saqlash idishida oldindan yig'iladi, ular kerakli holatga keltiriladi - maydalanadi, kerak bo'lganda namlanadi va aralashtiriladi. Qulaylik uchun bu idishda mexanik aralashtirgich bo'lishi mumkin. Tayyorlangan substrat qabul qiluvchi lyukga quyiladi. Agar siz qabul qiluvchi idishni quyoshga qo'ysangiz, substrat oldindan isitiladi, bu esa kerakli haroratni saqlash xarajatlarini kamaytiradi.
Qabul qiluvchi idishni o'rnatish chuqurligini hisoblash maqsadga muvofiqdir, shunda chiqindilar unga tortishish kuchi bilan oqadi. Xuddi shu narsa bioreaktorga tushirish uchun ham amal qiladi. Eng yaxshi holat, agar tayyorlangan substrat tortishish bilan harakat qilsa. Va damper uni tayyorlash vaqtida to'sib qo'yadi.
Biogaz qurilmasining mahkamligini ta'minlash uchun qabul qiluvchi idishdagi va tushirish joyidagi lyuklar muhrlangan rezina muhrga ega bo'lishi kerak. Tankda havo qancha kam bo'lsa, gaz chiqadigan joyda toza bo'ladi.
Biogazni yig'ish va yo'q qilish
Reaktordan biogazni olib tashlash quvur orqali amalga oshiriladi, uning bir uchi tom ostida, ikkinchisi odatda suv muhriga tushiriladi. Bu hosil bo'lgan biogaz chiqariladigan suvli idish. Suv muhrida ikkinchi quvur mavjud - u suyuqlik sathidan yuqorida joylashgan. Unga yanada toza biogaz chiqadi. Ularning bioreaktorining chiqishiga o'chirish gaz klapan o'rnatilgan. Eng yaxshi variant - to'p.
Gaz uzatish tizimi uchun qanday materiallardan foydalanish mumkin? Galvanizli metall quvurlar va HDPE yoki PPR dan tayyorlangan gaz quvurlari. Ular mahkamlikni ta'minlashi kerak, tikuvlar va bo'g'inlar sovun ko'piklari bilan tekshiriladi. Butun quvur liniyasi bir xil diametrli quvurlar va armaturalardan yig'iladi. Kasılmalar yoki kengayishlar yo'q.
Kirlarni tozalash
Olingan biogazning taxminiy tarkibi quyidagicha:
- metan - 60% gacha;
- karbonat angidrid - 35%;
- boshqa gazsimon moddalar (shu jumladan gazga yoqimsiz hid beruvchi vodorod sulfidi) - 5%.
Biogazning hidi yo'qligi va yaxshi yonishi uchun undan karbonat angidrid, vodorod sulfidi va suv bug'ini olib tashlash kerak. O'rnatishning pastki qismiga o'chirilgan ohak qo'shilsa, karbonat angidrid suv muhrida chiqariladi. Bunday xatcho'pni vaqti-vaqti bilan o'zgartirish kerak bo'ladi (gaz yomonroq yonishni boshlaganda, uni o'zgartirish vaqti keldi).
Gazni suvsizlantirish ikki yo'l bilan amalga oshirilishi mumkin - gaz quvurida gidravlik muhrlar yasash orqali - quvurga gidravlik muhrlar ostidagi kavisli qismlarni kiritish orqali kondensat to'planadi. Ushbu usulning nochorligi suv muhrini muntazam ravishda bo'shatish zarurati - ko'p miqdorda to'plangan suv bilan u gazning o'tishini to'sib qo'yishi mumkin.
Ikkinchi usul - silika jeli bilan filtr qo'yish. Printsip suv muhrida bo'lgani kabi bir xil - gaz silikagelga quyiladi, qopqoq ostidan quritiladi. Biogazni quritishning ushbu usuli bilan silikagel vaqti-vaqti bilan quritilishi kerak. Buning uchun mikroto'lqinli pechda bir muddat qizdirilishi kerak. U qiziydi, namlik bug'lanadi. Siz uxlab qolishingiz va yana foydalanishingiz mumkin.
Vodorod sulfidini olib tashlash uchun metall talaşlar bilan yuklangan filtr ishlatiladi. Idishga eski metall yuvinish kiyimlarini yuklashingiz mumkin. Tozalash xuddi shunday tarzda sodir bo'ladi: gaz metall bilan to'ldirilgan idishning pastki qismiga beriladi. O'tib, u vodorod sulfididan tozalanadi, filtrning yuqori bo'sh qismida to'planadi, u erdan boshqa quvur / shlang orqali chiqariladi.
Gaz idishi va kompressor
Tozalangan biogaz saqlash tankiga - gaz idishiga kiradi. Bu muhrlangan plastik to'rva, plastik idish bo'lishi mumkin. Asosiy shart - gaz o'tkazmasligi, shakli va materiali muhim emas. Biogaz gaz idishida saqlanadi. Undan kompressor yordamida ma'lum bir bosim ostida (kompressor tomonidan o'rnatilgan) gaz allaqachon iste'molchiga - gaz plitasi yoki qozonga etkazib beriladi. Bu gaz generator yordamida elektr energiyasi ishlab chiqarish uchun ham ishlatilishi mumkin.
Kompressordan keyin tizimda barqaror bosim hosil qilish uchun qabul qilgichni o'rnatish tavsiya etiladi - bosim ko'tarilishlarini tekislash uchun kichik qurilma.
Aralashtirish moslamalari
Biogaz qurilmasining normal ishlashi uchun bioreaktordagi suyuqlikni muntazam ravishda aralashtirish zarur. Ushbu oddiy jarayon ko'plab muammolarni hal qiladi:
- yukning yangi qismini bakteriyalar koloniyasi bilan aralashtirib yuboradi;
- ishlab chiqarilgan gazning chiqishiga yordam beradi;
- iliqroq va sovuqroq joylar bundan mustasno, suyuqlikning haroratini tenglashtiradi;
- substratning bir xilligini saqlaydi, ba'zi tarkibiy qismlarning cho'kishi yoki yuzaki qolishiga yo'l qo'ymaydi.
Odatda, kichik uy qurilishi biogaz qurilmasi mushak kuchi bilan boshqariladigan mexanik aralashtirgichlarga ega. Katta hajmli tizimlarda qo'zg'atuvchilar taymer tomonidan yoqilgan motorlar tomonidan boshqarilishi mumkin.
Ikkinchi usul - hosil bo'lgan gazning bir qismini u orqali o'tkazish orqali suyuqlikni aralashtirish. Buning uchun metatankni tark etgandan so'ng, tee qo'yiladi va gazning bir qismi reaktorning pastki qismiga quyiladi, u erda teshiklari bo'lgan trubka orqali chiqadi. Gazning bu qismini iste'mol deb hisoblash mumkin emas, chunki u hali ham tizimga qayta kiradi va natijada gaz idishida tugaydi.
Uchinchi aralashtirish usuli - najasli nasoslar yordamida pastki qismdan substratni pompalash, uni yuqoridan to'kib tashlash. Ushbu usulning nochorligi elektr energiyasining mavjudligiga bog'liqlikdir.
Isitish tizimi va issiqlik izolatsiyasi
Qayta ishlangan atala qizdirilmasa, psixofil bakteriyalar ko'payadi. Bu holda qayta ishlash jarayoni 30 kundan boshlab davom etadi va gazning chiqishi kichik bo'ladi. Yozda, issiqlik izolatsiyasi va yukning oldindan qizdirilishi mavjud bo'lganda, mezofil bakteriyalarning rivojlanishi boshlanganda 40 darajagacha bo'lgan haroratga erishish mumkin, ammo qishda bunday o'rnatish amalda ishlamaydi - jarayonlar juda sust. +5 ° C dan past haroratlarda ular amalda muzlashadi.
Nimani isitish va qaerga joylashtirish kerak
Eng yaxshi natijalarga erishish uchun issiqlik ishlatiladi. Eng oqilona - qozondan suv isitish. Qozon elektr, qattiq yoki suyuq yoqilg'ida ishlashi mumkin, u ishlab chiqarilgan biogazda ham ishlashi mumkin. Suvni isitish kerak bo'lgan maksimal harorat +60 ° C dir. Issiqroq quvurlar zarrachalarning sirtga yopishishiga olib kelishi mumkin, natijada isitish samaradorligi pasayadi.
Siz to'g'ridan-to'g'ri isitishdan ham foydalanishingiz mumkin - isitish elementlarini joylashtiring, lekin birinchidan, aralashtirishni tashkil qilish qiyin, ikkinchidan, substrat sirtga yopishadi, issiqlik o'tkazuvchanligini kamaytiradi, isitish elementlari tezda yonib ketadi.
Biogaz qurilmasini standart isitish radiatorlari, oddiygina lasanga o'ralgan quvurlar, payvandlangan registrlar yordamida isitish mumkin. Polimer quvurlari - metall-plastmassa yoki polipropilendan foydalanish yaxshiroqdir. Gofrirovka qilingan zanglamaydigan po'lat quvurlar ham mos keladi, ularni yotqizish osonroq, ayniqsa silindrsimon vertikal bioreaktorlarda, lekin gofrirovka qilingan sirt cho'kindi birikmasini qo'zg'atadi, bu issiqlik uzatish uchun juda yaxshi emas.
Isitish elementlariga zarrachalarni cho'ktirish ehtimolini kamaytirish uchun ular aralashtirgich zonasiga joylashtiriladi. Faqat bu holatda mikser quvurlarga tegmasligi uchun hamma narsani loyihalash kerak. Ko'pincha isitgichlarni pastdan joylashtirish yaxshiroq bo'lib tuyuladi, ammo amaliyot shuni ko'rsatdiki, quyida cho'kindi tufayli bunday isitish samarasiz. Shuning uchun isitgichlarni biogaz qurilmasining metatank devorlariga joylashtirish yanada oqilona.
Suvni isitish usullari
Quvurlarni joylashtirish usuliga ko'ra, isitish tashqi yoki ichki bo'lishi mumkin. Uyda joylashgan bo'lsa, isitish samarali bo'ladi, lekin isitish moslamalarini ta'mirlash va texnik xizmat ko'rsatish tizimni o'chirmasdan va pompalamasdan mumkin emas. Shuning uchun materiallarni tanlash va ulanishlar sifatiga alohida e'tibor beriladi.
Isitish biogaz qurilmasining unumdorligini oshiradi va xom ashyoni qayta ishlash vaqtini qisqartiradi
Isitgichlar ochiq havoda joylashganida, ko'proq issiqlik talab qilinadi (biogaz qurilmasining tarkibini isitish narxi ancha yuqori), chunki devorlarni isitish uchun juda ko'p issiqlik sarflanadi. Ammo tizim har doim ta'mirlash uchun mavjud va isitish bir xil bo'ladi, chunki muhit devorlardan isitiladi. Ushbu yechimning yana bir ortiqcha - ajitatorlar isitish tizimiga zarar etkaza olmaydi.
Qanday qilib izolyatsiya qilish kerak
Chuqurning pastki qismida birinchi navbatda tekislashtiruvchi qum qatlami, so'ngra issiqlik izolyatsion qatlam quyiladi. Bu somon va kengaytirilgan loy, cüruf bilan aralashtirilgan loy bo'lishi mumkin. Ushbu komponentlarning barchasi aralashtirilishi mumkin, alohida qatlamlarga quyilishi mumkin. Ular gorizontga tekislanadi, biogaz qurilmasining quvvati o'rnatiladi.
Bioreaktorning yon tomonlarini zamonaviy materiallar yoki klassik eski uslublar bilan izolyatsiya qilish mumkin. Qadimgi usullardan - loy va somon bilan qoplash. U bir necha qatlamlarda qo'llaniladi.
Zamonaviy materiallardan siz yuqori zichlikli ekstruded polistirol ko'pik, past zichlikdagi gazbeton bloklardan foydalanishingiz mumkin. Bu holda texnologik jihatdan eng ilg'or poliuretan ko'pik (PPU), lekin uni qo'llash bo'yicha xizmatlar arzon emas. Lekin u choksiz issiqlik izolyatsiyasi bo'lib chiqadi, bu esa isitish xarajatlarini kamaytiradi. Yana bir issiqlik izolyatsiyalovchi material mavjud - ko'pikli shisha. Plitalarda bu juda qimmat, ammo uning jangovar yoki maydalanganligi biroz turadi va xarakteristikalar bo'yicha u deyarli mukammaldir: namlikni yutmaydi, muzlashdan qo'rqmaydi, statik yuklarga yaxshi toqat qiladi va past issiqlik o'tkazuvchanligiga ega. .
Metan olish masalasi parranda yoki cho'chqa boqadigan, shuningdek, qoramol boqadigan shaxsiy fermer xo'jaliklari egalarini qiziqtiradi. Qoidaga ko'ra, bunday fermer xo'jaliklarida hayvonlarning organik chiqindilari katta miqdorda ishlab chiqariladi va ular arzon yoqilg'i manbai bo'lib, katta foyda keltirishi mumkin. Ushbu materialning maqsadi, aynan shu chiqindilar yordamida uy sharoitida biogazni qanday olish mumkinligini aytib berishdir.
Biogaz haqida umumiy ma'lumot
Turli go'ng va qushlarning axlatidan olingan maishiy biogaz asosan metandan iborat. Kimning chiqindilari ishlab chiqarish uchun ishlatilganiga qarab, u 50 dan 80% gacha. Xuddi shu metan pechka va qozonlarimizda yonadi va buning uchun biz ba'zan hisoblagich ko'rsatkichlariga ko'ra ko'p pul to'laymiz.
Uyda yoki mamlakatda hayvonlarni saqlash orqali nazariy jihatdan olinishi mumkin bo'lgan yoqilg'i miqdori haqida fikr berish uchun biz biogaz unumi va undagi sof metan miqdori to'g'risidagi ma'lumotlar bilan jadvalni taqdim etamiz:
Jadvaldan ko'rinib turibdiki, sigir go'ngi va silos chiqindilaridan samarali gaz ishlab chiqarish uchun juda katta miqdordagi xom ashyo kerak bo'ladi. Cho'chqa go'ngi va kurka go'ngidan yoqilg'i olish foydaliroq.
Uy biogazini tashkil etuvchi moddalarning qolgan qismi (25-45%) karbonat angidrid (43% gacha) va vodorod sulfidi (1%). Shuningdek, yoqilg'i tarkibida azot, ammiak va kislorod mavjud, ammo oz miqdorda. Aytgancha, vodorod sulfidi va ammiakning chiqishi tufayli go'ng bunday tanish "yoqimli" hidni chiqaradi. Energiya tarkibiga kelsak, 1 m3 metan nazariy jihatdan yonish paytida 25 MJ (6,95 kVt) gacha issiqlik energiyasini chiqarishi mumkin. Biogazning o'ziga xos yonish issiqligi uning tarkibidagi metan ulushiga bog'liq.
Malumot uchun. Amalda, o'rta bo'lakda joylashgan izolyatsiyalangan uyni isitish uchun har bir isitish mavsumida 1 m2 maydon uchun taxminan 45 m3 biologik yoqilg'i talab qilinishi tasdiqlangan.
Tabiatan go'ngdan biogaz o'z-o'zidan hosil bo'ladigan tarzda va biz uni olishni xohlaymizmi yoki yo'qmi, qat'i nazar, tashkil etilgan. Go'ng uyasi bir yarim yil ichida chiriydi, shunchaki ochiq havoda va hatto noldan past haroratlarda. Bu vaqt davomida u biogazni chiqaradi, lekin faqat oz miqdorda, chunki jarayon vaqt o'tishi bilan uzaytiriladi. Sababi hayvonlarning najasida yuzlab turdagi mikroorganizmlar topiladi. Ya'ni, gazlashni boshlash uchun hech narsa kerak emas, u o'z-o'zidan paydo bo'ladi. Ammo jarayonni optimallashtirish va uni tezlashtirish uchun maxsus jihozlar kerak bo'ladi, bu haqda keyinroq muhokama qilinadi.
Biogaz texnologiyasi
Samarali ishlab chiqarishning mohiyati organik xom ashyoning tabiiy parchalanish jarayonini tezlashtirishdir. Buning uchun undagi bakteriyalar chiqindilarni ko'paytirish va qayta ishlash uchun eng yaxshi sharoitlarni yaratishi kerak. Va birinchi shart - xom ashyoni yopiq idishga - reaktorga, aks holda - biogaz generatoriga joylashtirishdir. Chiqindilarni eziladi va dastlabki substrat olinmaguncha, hisoblangan miqdordagi toza suv bilan reaktorda aralashtiriladi.
Eslatma. Bakteriyalarning hayotiy faoliyatiga salbiy ta'sir ko'rsatadigan moddalar substratga tushmasligi uchun toza suv kerak. Natijada, fermentatsiya jarayoni sezilarli darajada sekinlashishi mumkin.
Biogaz ishlab chiqaradigan sanoat zavodi substratni isitish, aralashtirish moslamalari va muhitning kislotaliligini nazorat qilish bilan jihozlangan. Ajitasyon fermentatsiya paytida yuzaga keladigan va biogazning chiqishiga xalaqit beradigan qattiq qobiqni sirtdan olib tashlash uchun amalga oshiriladi. Texnologik jarayonning davomiyligi kamida 15 kunni tashkil etadi, bu vaqt ichida parchalanish darajasi 25% ga etadi. Yoqilg'ining maksimal rentabelligi biomassa parchalanishining 33% gacha sodir bo'ladi, deb ishoniladi.
Texnologiya har kuni substratning yangilanishini ta'minlaydi, shu bilan go'ngdan gazni intensiv ishlab chiqarishni ta'minlaydi, sanoat inshootlarida kuniga yuzlab kubometrni tashkil qiladi. Umumiy hajmning taxminan 5% miqdorida sarflangan massaning bir qismi reaktordan chiqariladi va uning o'rniga bir xil miqdordagi yangi biologik xom ashyo yuklanadi. Chiqindilardan dalalar uchun organik o'g'it sifatida foydalaniladi.
Biogaz qurilmasining sxemasi
Uy sharoitida biogaz olish orqali mikroorganizmlar uchun sanoat ishlab chiqarishidagi kabi qulay sharoitlarni yaratish mumkin emas. Va birinchi navbatda, bu bayonot generatorni isitishni tashkil etishga tegishli. Ma'lumki, buning uchun energiya talab qilinadi, bu esa yoqilg'i narxining sezilarli darajada oshishiga olib keladi. Fermentatsiya jarayoniga xos bo'lgan ozgina gidroksidi muhitga rioya qilishni nazorat qilish juda mumkin. Ammo og'ishlar bo'lsa, uni qanday tuzatish kerak? Yana xarajatlar.
O'z qo'llari bilan biogaz ishlab chiqarmoqchi bo'lgan xususiy uy xo'jaliklari egalariga mavjud materiallardan oddiy dizayndagi reaktor yasash va keyin uni imkon qadar yangilash tavsiya etiladi. Nima qilish kerak:
- kamida 1 m3 hajmli germetik yopiq idish. Kichik o'lchamdagi turli xil tanklar va bochkalar ham mos keladi, ammo xom ashyoning etarli emasligi sababli ulardan ozgina yoqilg'i chiqariladi. Bunday ishlab chiqarish hajmlari sizga mos kelmaydi;
- uyda biogaz ishlab chiqarishni tashkil qilish, siz tankni isitishni boshlashingiz dargumon, lekin uni izolyatsiya qilish kerak. Yana bir variant - reaktorni yuqori qismni issiqlik izolatsiyasi bilan erga ko'mish;
- reaktorga har qanday dizayndagi qo'lda aralashtirgichni o'rnating, tutqichni yuqori qopqoq orqali torting. Tutqich o'tish moslamasi havo o'tkazmaydigan bo'lishi kerak;
- substratni etkazib berish va tushirish, shuningdek biogazdan namuna olish uchun nozullar bilan ta'minlash.
Quyida yer sathidan pastda joylashgan biogaz qurilmasining diagrammasi keltirilgan:
1 - yonilg'i generatori (metall, plastmassa yoki betondan tayyorlangan tank); 2 - substratni quyish uchun bunker; 3 - texnik lyuk; 4 - suv muhrining rolini o'ynaydigan idish; 5 - chiqindilarni tushirish uchun filial trubkasi; 6 – biogazdan namuna olish trubkasi.
Uyda biogazni qanday olish mumkin?
Birinchi operatsiya - chiqindilarni hajmi 10 mm dan oshmaydigan fraksiyaga maydalash. Shunday qilib, substratni tayyorlash ancha oson bo'ladi va bakteriyalar uchun xom ashyoni qayta ishlash osonroq bo'ladi. Olingan massa suv bilan yaxshilab aralashtiriladi, uning miqdori 1 kg organik moddalar uchun taxminan 0,7 l. Yuqorida aytib o'tilganidek, faqat toza suvdan foydalanish kerak. Keyin substrat o'z-o'zidan ishlab chiqariladigan biogaz qurilmasi bilan to'ldiriladi, shundan so'ng reaktor germetik tarzda yopiladi.
Tarkibni aralashtirish uchun kun davomida bir necha marta konteynerga tashrif buyurishingiz kerak. 5-kuni siz gaz borligini tekshirishingiz mumkin va agar u paydo bo'lsa, vaqti-vaqti bilan uni kompressor bilan silindrga pompalang. Agar bu o'z vaqtida bajarilmasa, reaktor ichidagi bosim kuchayadi va fermentatsiya sekinlashadi yoki hatto butunlay to'xtaydi. 15 kundan keyin substratning bir qismini tushirish va bir xil miqdorda yangi qo'shish kerak. Tafsilotlarni videoni tomosha qilish orqali bilib olishingiz mumkin:
Xulosa
Oddiy biogaz qurilmasi barcha ehtiyojlaringizni qondira olmaydi. Ammo, energiya resurslarining hozirgi narxini hisobga olsak, bu allaqachon uy xo'jaligida katta yordam beradi, chunki siz xom ashyo uchun to'lashingiz shart emas. Vaqt o'tishi bilan, ishlab chiqarish bilan yaqindan shug'ullanib, siz barcha xususiyatlarni qo'lga kiritishingiz va o'rnatish uchun kerakli yaxshilanishlarni amalga oshirishingiz mumkin.