≡× MENIUL

• Reparație
• Reparație
• Design interior
• Despre tot
• Despre instalații sanitare

Instalație de biogaz pentru o casă privată: extragem resurse energetice cu propriile mâini. Instalație de biogaz cu bricolaj pentru gazeificare la domiciliu Desene de biogaz cu bricolaj

Gazul este utilizat pe scară largă atât în ​​industrie, inclusiv în domeniul chimic (de exemplu, materii prime pentru producția de materiale plastice), cât și în viața de zi cu zi. În condiții casnice, gazul este utilizat pentru încălzirea clădirilor rezidențiale private și de apartamente, gătit, încălzire a apei, ca combustibil pentru mașini etc.

Din punct de vedere al mediului, gazul este unul dintre cei mai curați combustibili. În comparație cu alte tipuri de combustibil, are cea mai mică cantitate de emisii nocive.

Dar dacă vorbim de gaze, ne referim automat la gazele naturale extrase din măruntaiele pământului.

Într-o zi, am dat peste un articol în ziar care spunea cum un bunic a pus la punct o instalație simplă și obține gaz din gunoi de grajd. M-a interesat foarte mult acest subiect. Și aș vrea să vorbesc despre această alternativă la gazul natural - biogaz. Cred că acest subiect este destul de interesant și util pentru oamenii obișnuiți și în special pentru fermieri.

La ferma oricărei ferme țărănești, puteți folosi nu numai energia vântului, a soarelui, ci și a biogazului.

Biogaz- combustibil gazos, produs al descompunerii microbiologice anaerobe a substantelor organice. Tehnologia de producere a gazelor este o metodă ecologică, fără deșeuri, de procesare, reciclare și dezinfectare a diferitelor deșeuri organice de origine vegetală și animală.

Materiile prime pentru producerea biogazului sunt gunoi de grajd obișnuit, frunze, iarbă, în general, orice deșeu organic: blaturi, deșeuri alimentare, frunze căzute.

Gazul rezultat, metanul, este rezultatul activității vitale a bacteriilor metanice. Metanul, numit și gaz de mlaștină sau de mină, reprezintă 90-98% din gazul natural, care este folosit în viața de zi cu zi.

Instalația pentru producția de gaz este foarte simplu de fabricat. Avem nevoie de un recipient principal, îl puteți găti singur sau folosi unul gata făcut, poate fi orice. Izolația termică trebuie instalată pe părțile laterale ale containerului pentru a utiliza unitatea în sezonul rece. Facem câteva trape deasupra. De la unul dintre ele conectăm tuburi pentru îndepărtarea gazelor. Pentru un proces intensiv de fermentație și eliberare de gaz, amestecul trebuie agitat periodic. Prin urmare, trebuie să instalați un dispozitiv de amestecare. Apoi, gazul trebuie colectat și depozitat sau utilizat în scopul pentru care a fost prevăzut. Pentru a colecta gaz, puteți folosi o cameră obișnuită a mașinii și apoi, dacă aveți un compresor, comprimați-l și pompați-l în cilindri.

Principiul de funcționare este destul de simplu: gunoiul de grajd este încărcat printr-o trapă. În interior, această biomasă este descompusă de bacterii speciale metan. Pentru ca procesul să fie mai intens, conținutul trebuie amestecat și, de preferință, încălzit. Pentru incalzire poti instala tuburi in interiorul carora ar trebui sa circule apa calda. Metanul eliberat ca urmare a activității vitale a bacteriilor intră în camerele mașinii prin tuburi, iar atunci când se acumulează o cantitate suficientă, este comprimat cu ajutorul unui compresor și pompat în cilindri.

Pe vreme caldă sau la utilizarea încălzirii artificiale, instalația poate produce o cantitate destul de mare de gaz, aproximativ 8 m 3 / zi.

Este posibil să se obțină gaz și din deșeurile menajere din gropile de gunoi, însă problema sunt substanțele chimice folosite în viața de zi cu zi.

Bacteriile metanice se găsesc în intestinele animalelor și, prin urmare, în gunoi de grajd. Dar pentru ca ei să înceapă să lucreze, este necesar să se limiteze interacțiunea lor cu oxigenul, deoarece acesta le inhibă funcțiile vitale. De aceea este necesar să se creeze instalații speciale pentru ca bacteriile să nu intre în contact cu aerul.

În biogazul rezultat, concentrația de metan este puțin mai mică decât în ​​gazul natural, prin urmare, atunci când este ars, va produce puțin mai puțină căldură. La arderea a 1 m 3 de gaz natural se eliberează 7-7,5 Gcal, apoi la arderea biogazului - 6-6,5 Gcal.

Acest gaz este potrivit atat pentru incalzire (avem si informatii generale despre incalzire), cat si pentru utilizare in sobele de uz casnic. Costul biogazului este mic, iar în unele cazuri practic egal cu zero, dacă totul este făcut din resturi și păstrați, de exemplu, o vacă.

Deșeurile de la producția de gaze sunt vermicompost - un îngrășământ organic în care, în timpul procesului de degradare fără acces la oxigen, totul din semințe de buruieni putrezește și rămân doar microelemente utile necesare plantelor.

Există chiar și metode de creare a zăcămintelor de gaz artificial în străinătate. Arata cam asa. Deoarece o mare parte a deșeurilor menajere aruncate este materie organică, care poate putrezi și poate produce biogaz. Pentru ca gazul să înceapă să fie eliberat, este necesar să se lipsească materia organică de interacțiunea cu aerul. Prin urmare, deșeurile sunt rulate în straturi, iar stratul superior este realizat dintr-un material rezistent la gaz, cum ar fi argila. Apoi forează puțuri și extrag gaze ca din zăcăminte naturale. Și mai multe probleme sunt rezolvate în același timp, cum ar fi eliminarea deșeurilor și generarea de energie.

În ce condiții se produce biogaz?

Conditii de obtinere si valoare energetica a biogazului

Pentru a asambla o instalație de dimensiuni mici, trebuie să știți din ce materii prime și prin ce tehnologie se poate obține biogaz.

Gazul se obține în timpul descompunerii (fermentării) substanțelor organice fără acces la aer (proces anaerob): excremente de animale domestice, paie, vârfuri, frunze căzute și alte deșeuri organice generate în gospodăriile individuale. Rezultă că biogazul poate fi obținut din orice deșeu menajer care se poate descompune și fermenta în stare lichidă sau umedă.

Procesul de descompunere (fermentare) are loc în două faze:

1. Descompunerea biomasei (hidrotație);
2. Gazeificare (eliberare de biogaz).

Aceste procese au loc într-un fermentator (instalație de biogaz anaerobă).

Namolul obtinut in urma descompunerii in instalatiile de biogaz creste fertilitatea solului iar productivitatea creste cu 10-50%. Astfel, se obține cel mai valoros îngrășământ.

Biogazul este format dintr-un amestec de gaze:

• metan-55-75%;
• dioxid de carbon - 23-33%;
• hidrogen sulfurat-7%.

Fermentarea metanului este un proces complex de fermentare a substanțelor organice - un proces bacterian. Condiția principală pentru ca acest proces să aibă loc este prezența căldurii.

În timpul descompunerii biomasei, se generează căldură, ceea ce este suficient pentru ca procesul să continue; pentru a reține această căldură, fermentatorul trebuie izolat termic. Când temperatura în fermentator scade, intensitatea degajării gazului scade, deoarece procesele microbiologice din masa organică încetinesc. Prin urmare, izolarea termică fiabilă a unei instalații de biogaz (biofermentator) este una dintre cele mai importante condiții pentru funcționarea normală a acesteia. La încărcarea gunoiului de grajd în fermentator, acesta trebuie amestecat cu apă fierbinte la o temperatură de 35-40 o C. Acest lucru va ajuta la asigurarea modului de funcționare necesar.

La reîncărcare, pierderile de căldură trebuie reduse la minimum.Asistență tehnică pentru biogaz

Pentru o încălzire mai bună a fermentatorului, puteți utiliza „efectul de seră”. Pentru a face acest lucru, un cadru din lemn sau metal ușor este instalat deasupra domului și acoperit cu folie de plastic. Cele mai bune rezultate se obțin la o temperatură a materiei prime care este fermentată la 30-32°C și o umiditate de 90-95%. În regiunile din zona de mijloc și de nord, o parte din gazul produs trebuie cheltuit în perioadele reci ale anului pentru încălzirea suplimentară a masei fermentate, ceea ce complică proiectarea instalațiilor de biogaz.

Instalațiile sunt ușor de construit pe ferme individuale sub formă de fermentatoare speciale pentru fermentarea biomasei. Principala materie primă organică pentru încărcarea în fermentator este gunoiul de grajd.

La prima încărcare a gunoiului de grajd de bovine, procesul de fermentare trebuie să dureze cel puțin 20 de zile, iar pentru gunoiul de porc cel puțin 30 de zile. Puteți obține mai mult gaz atunci când încărcați un amestec de diverse componente în comparație cu încărcarea, de exemplu, gunoi de grajd de bovine.

De exemplu, un amestec de gunoi de grajd de bovine și gunoi de curte, atunci când este procesat, produce până la 70% metan în biogaz.

După ce procesul de fermentație s-a stabilizat, trebuie să încărcați materii prime în fiecare zi cu cel mult 10% din cantitatea de masă procesată în fermentator.

În timpul fermentației, pe lângă producerea de gaz, substanțele organice sunt dezinfectate. Deșeurile organice scapă de microflora patogenă și dezodorizează mirosurile neplăcute.

Nămolul rezultat trebuie descărcat periodic din fermentator; este folosit ca îngrășământ.

Când instalația de biogaz este prima umplută, gazul extras nu arde, acest lucru se întâmplă deoarece primul gaz produs conține o cantitate mare de dioxid de carbon, aproximativ 60%. Prin urmare, trebuie eliberat în atmosferă, iar după 1-3 zile funcționarea instalației de biogaz se va stabiliza.

Tabelul nr. 1 - cantitatea de gaz obținută pe zi în timpul fermentației excrementelor unui animal

În ceea ce privește cantitatea de energie eliberată, 1 m 3 de biogaz este echivalent cu:

• 1,5 kg cărbune;
• 0,6 kg kerosen;
• 2 kW/h de energie electrică;
• 3,5 kg lemn de foc;
• 12 kg brichete de gunoi de grajd.

Proiectarea instalațiilor de biogaz de dimensiuni mici

Figura 1 - Diagrama celei mai simple instalații de biogaz cu cupolă piramidală: 1 - groapă pentru gunoi de grajd; 2 - canelura - garnitura de apa; 3 — sonerie pentru colectarea gazelor; 4, 5 - conducta de evacuare a gazelor; 6 - manometru.

Conform dimensiunilor prezentate în Figura 1, sunt echipate groapa 1 și cupola 3. Groapa este căptușită cu plăci de beton armat de 10 cm grosime, care sunt tencuite cu mortar de ciment și acoperite cu rășină pentru etanșeitate. Un clopot de 3 m înălțime este sudat din fier de acoperiș, în partea superioară a căruia se va acumula biogaz. Pentru a-l proteja de coroziune, clopotul este vopsit periodic cu două straturi de vopsea în ulei. Este chiar mai bine să acoperiți mai întâi interiorul clopotului cu plumb roșu. În partea superioară a clopotului este instalată o conductă 4 pentru a îndepărta biogazul și este instalat un manometru 5 pentru a măsura presiunea acestuia. Țeava de evacuare a gazului 6 poate fi realizată dintr-un furtun de cauciuc, țeavă din plastic sau metal.

În jurul gropii de fermentare este instalată o canelură de beton - un sigiliu de apă 2. umplut cu apă, în care partea inferioară a clopotului este scufundată la 0,5 m.

Figura 2 - Dispozitiv pentru îndepărtarea condensului: 1 - conductă pentru îndepărtarea gazelor; 2 - teava in forma de U pentru condens; 3 - condens.

Gazul poate fi alimentat, de exemplu, la o sobă de bucătărie prin tuburi de metal, plastic sau cauciuc. Pentru a preveni înghețarea tuburilor din cauza înghețului apei de condensare în timpul iernii, utilizați un dispozitiv simplu prezentat în Figura 2: un tub în formă de U 2 este conectat la conducta 1 în punctul cel mai de jos. Înălțimea părții libere trebuie să fie mai mare decât presiunea biogazului (în mm coloană de apă). Condensul 3 este evacuat prin capătul liber al tubului și nu vor exista scurgeri de gaz.

Figura 3 - Schema celei mai simple instalații de biogaz cu cupolă conică: 1 - groapă pentru gunoi de grajd; 2 — dom (clopot); 3 — partea extinsă a conductei; 4 - conducta de evacuare a gazelor; 5 - canelura - garnitura de apa.

În instalația prezentată în figura 3, groapa 1 cu un diametru de 4 mm și o adâncime de 2 m este căptușită în interior cu fier pentru acoperiș, ale cărui foi sunt strâns sudate. Suprafața interioară a rezervorului sudat este acoperită cu rășină pentru protecție anticorozivă. Pe partea exterioară a marginii superioare a rezervorului de beton este instalată o canelură circulară de 5 până la 1 m adâncime, care este umplută cu apă. Partea verticală a cupolei 2, care acoperă rezervorul, este instalată liber în ea. Astfel, canelura cu apă turnată în ea servește ca sigiliu de apă. Biogazul este colectat în partea superioară a domului, de unde este alimentat prin conducta de evacuare 3 și apoi prin conducta 4 (sau furtun) până la locul de utilizare.

Aproximativ 12 metri cubi de masă organică (de preferință gunoi de grajd proaspăt) este încărcat în rezervorul rotund 1, care este umplut cu fracțiunea lichidă a gunoiului de grajd (urină) fără a adăuga apă. La o săptămână după umplere, fermentatorul începe să funcționeze. În această instalație, capacitatea fermentatorului este de 12 metri cubi, ceea ce face posibilă construirea lui pentru 2-3 familii ale căror case sunt situate în apropiere. O astfel de instalație poate fi construită pe o fermă dacă familia crește, de exemplu, tauri sau păstrează mai multe vaci.

Figura 4 - Scheme de variante ale celor mai simple instalații: 1 - alimentare cu deșeuri organice; 2 - container pentru deseuri organice; 3 - zona de colectare a gazelor sub dom; 4 - conducta de evacuare a gazelor; 5 - drenarea nămolului; 6 — manometru; 7 — dom din folie de polietilenă; 8 - etanșare de apă și; 9 — marfă; 10 — pungă de polietilenă lipită dintr-o bucată.

Proiectarea și diagramele tehnologice ale celor mai simple instalații de dimensiuni mici sunt prezentate în Figura 4. Săgețile indică mișcările tehnologice ale masei organice inițiale, gazului și nămolului. Din punct de vedere structural, cupola poate fi rigidă sau realizată din folie de polietilenă. O cupolă rigidă poate fi realizată cu o parte cilindrică lungă pentru imersarea adâncă în masa prelucrată, plutitoare, Figura 4, d, sau introdusă într-o etanșare hidraulică, Figura 4, e. O cupolă de film poate fi introdusă într-o etanșare hidraulică, Figura 4, e, sau realizate sub forma unui sac mare lipit fără sudură, Figura 4 și. În ultima versiune, o greutate 9 este plasată pe punga de film, astfel încât punga să nu se umfle prea mult și, de asemenea, pentru a crea o presiune suficientă sub film.

Gazul, care este colectat sub dom sau film, este furnizat printr-o conductă de gaz la locul de utilizare. Pentru a evita o explozie de gaz, pe conducta de evacuare poate fi instalată o supapă reglată la o anumită presiune. Cu toate acestea, pericolul unei explozii de gaz este puțin probabil, deoarece cu o creștere semnificativă a presiunii gazului sub dom, acesta din urmă va fi ridicat în etanșarea hidraulică la o înălțime critică și se va răsturna, eliberând gazul.

Producția de biogaz poate fi redusă datorită faptului că pe suprafața materiei prime organice din fermentator se formează o crustă în timpul fermentației. Pentru a se asigura că nu interferează cu evacuarea gazului, se sparge prin amestecarea masei în fermentator. Puteți amesteca nu cu mâna, ci prin atașarea unei furculițe metalice pe cupolă de dedesubt. Domul se ridică în etanșarea hidraulică la o anumită înălțime atunci când gazul se acumulează și coboară pe măsură ce este utilizat.

Datorită mișcării sistematice a domului de sus în jos, furcile conectate la dom vor distruge crusta.

Umiditatea ridicată și prezența hidrogenului sulfurat (până la 0,5%) contribuie la creșterea coroziunii părților metalice ale instalațiilor de biogaz. Prin urmare, starea tuturor elementelor metalice ale fermentatorului este monitorizată în mod regulat și zonele deteriorate sunt protejate cu grijă, de preferință cu plumb de plumb în unul sau două straturi, apoi vopsite în două straturi cu orice vopsea de ulei.

Figura 5. Schema unei instalații de biogaz încălzit: 1 - fermentator; 2 — scut de lemn; 3 - gât de umplere; 4 — rezervor de metan; 5 - agitator; 6 — conductă de derivație pentru selecția biogazului; 7 - strat termoizolant; 8 - grătar; 9 - robinet de scurgere pentru masa prelucrata; 10 — canal pentru alimentarea cu aer; 11 - suflante.

Instalație de biogaz cu încălzirea cu căldură a masei fermentate , eliberat în timpul descompunerii gunoiului de grajd într-un fermentator aerob, este prezentat în figura 5. Acesta include un rezervor de digestie - un recipient metalic cilindric cu un gât de umplere 3. o supapă de scurgere 9. un agitator mecanic 5 și o duză 6 pentru selecția biogazului.

Fermentatorul 1 poate fi realizat dreptunghiular și 3 materiale din lemn. Pentru descărcarea gunoiului de grajd prelucrat, pereții sucului sunt detașabili. Podeaua fermentatorului este zăbrele, aerul este suflat prin canalul tehnologic 10 de la o suflantă 11. Partea superioară a fermentatorului este acoperită cu foi de lemn 2. Pentru a reduce pierderile de căldură, pereții și fundul sunt realizate cu un strat termoizolant. 7.

Instalarea funcționează așa. Dejecțiile lichide pregătite în prealabil cu un conținut de umiditate de 88-92% sunt turnate în rezervorul de metan 4 prin capul 3, nivelul lichidului este determinat de partea inferioară a gâtului de umplere. Fermentatorul aerob 1 este umplut prin partea superioară cu gunoi de grajd sau un amestec de gunoi de grajd cu umplutură organică uscată (paie, rumeguș) cu un conținut de umiditate de 65-69%. Când aerul este furnizat prin canalul tehnologic din fermentator, masa organică începe să se descompună și se eliberează căldură. Este suficient să încălziți conținutul rezervorului de metan. Ca urmare, se eliberează biogaz. Se acumulează în partea superioară a rezervorului digestorului. Prin conducta 6 se foloseste pentru nevoile casnice. În timpul procesului de fermentație, gunoiul de grajd din digestor este amestecat cu un mixer 5.

O astfel de instalație se va amortiza în decurs de un an numai datorită eliminării deșeurilor în gospodăriile personale. Valorile aproximative pentru consumul de biogaz sunt date în tabelul 2.

Tabelul nr. 2 – valori aproximative pentru consumul de biogaz

Notă: instalația poate funcționa în orice zonă climatică.

Figura 6 - Diagrama instalației individuale de biogaz IBGU-1: 1 - gât de umplere; 2 - agitator; 3 - conducta pentru prelevare de gaze; 4 - strat termoizolant; 5 — conductă cu robinet pentru descărcarea masei prelucrate; 6 - termometru.

Instalație individuală de biogaz (IBGU-1) pentru o familie cu 2 până la 6 vaci sau 20-60 porci sau 100-300 păsări (Figura 6). Instalația poate procesa de la 100 la 300 kg de gunoi de grajd în fiecare zi și produce 100-300 kg de îngrășăminte organice ecologice și 3-12 m 3 de biogaz.

Tehnologia nu este nouă. A început să se dezvolte încă din secolul al XVIII-lea, când Jan Helmont, un chimist, a descoperit că gunoiul de grajd emite gaze care sunt inflamabile.

Cercetările sale au fost continuate de Alessandro Volta și Humphrey Davy, care au găsit metan în amestecul de gaze. La sfârșitul secolului al XIX-lea, în Anglia, biogazul din gunoi de grajd era folosit în lămpile stradale. La mijlocul secolului al XX-lea, au fost descoperite bacterii care produc metan și precursorii săi.

Faptul este că trei grupuri de microorganisme lucrează alternativ în gunoi de grajd, hrănindu-se cu deșeurile bacteriilor anterioare. Primele care încep să lucreze sunt bacteriile acetogene, care dizolvă carbohidrații, proteinele și grăsimile din suspensie.

După procesarea aportului de nutrienți de către microorganismele anaerobe, se formează metan, apă și dioxid de carbon. Datorită prezenței apei, biogazul în această etapă nu poate arde - are nevoie de purificare, deci este trecut prin instalațiile de tratare.

Ce este biometanul

Gazul obtinut ca urmare a descompunerii biomasei gunoiului de grajd este un analog al gazelor naturale. Este de aproape 2 ori mai ușor decât aerul, așa că se ridică mereu. Așa se explică tehnologia de producție artificială: spațiul liber este lăsat în partea de sus, astfel încât substanța să poată fi eliberată și acumulată, de unde este apoi pompată pentru a fi folosită pentru propriile nevoi.

Metanul influențează foarte mult efectul de seră – mult mai mult decât dioxidul de carbon – de 21 de ori. Prin urmare, tehnologia de procesare a gunoiului de grajd nu este doar o modalitate economică, ci și ecologică de a elimina deșeurile animale.

Biometanul este utilizat pentru următoarele nevoi:

• gătit;

• în motoarele cu ardere internă ale automobilelor;

• pentru încălzirea unei case private.

Biogazul produce o cantitate mare de căldură. 1 metru cub echivalează cu arderea a 1,5 kg de cărbune.

Cum se produce biometanul?

Poate fi obținut nu numai din gunoi de grajd, ci și din alge, materie vegetală, grăsime și alte deșeuri animale, precum și reziduuri din prelucrarea materiilor prime din magazinele de pește. În funcție de calitatea materialului sursă și de capacitatea sa energetică, depinde randamentul final al amestecului de gaze.

Cantitatea minimă de gaz obținută este de 50 de metri cubi pe tonă de gunoi de grajd. Maxim - 1.300 de metri cubi după procesarea grăsimii animale. Conținutul de metan este de până la 90%.

Un tip de gaz biologic este gazul de depozit. Se formează în timpul descompunerii gunoiului în gropile de gunoi suburbane. Occidentul are deja echipamente care prelucrează deșeurile de la populație și le transformă în combustibil. Ca tip de afacere, are resurse nelimitate.

Baza sa de materie primă include:

• industria alimentară;

• creșterea animalelor;

• creșterea păsărilor de curte;

• unități de pescuit și procesare;

• produse lactate;

• producția de băuturi alcoolice și cu conținut scăzut de alcool.

Orice industrie este forțată să-și arunce deșeurile - este scumpă și neprofitabilă. Acasă, cu ajutorul unei mici instalații de casă, puteți rezolva mai multe probleme deodată: încălzirea gratuită a casei, fertilizarea terenului cu substanțe nutritive de înaltă calitate rămase de la prelucrarea gunoiului de grajd, eliberarea spațiului și eliminarea mirosurilor.

Tehnologia de producere a biocombustibililor

Toate bacteriile care participă la formarea biogazului sunt anaerobe, adică nu au nevoie de oxigen pentru a funcționa. Pentru a face acest lucru, sunt construite recipiente de fermentație complet etanșe, ale căror țevi de evacuare, de asemenea, nu permit trecerea aerului din exterior.

După turnarea lichidului brut în rezervor și creșterea temperaturii la valoarea necesară, bacteriile încep să funcționeze. Începe să se elibereze metan, care se ridică de la suprafața nămolului. Este trimis în perne sau rezervoare speciale, după care este filtrat și ajunge în butelii de gaz.

Deșeurile lichide de la bacterii se acumulează în partea de jos, de unde sunt pompate periodic și, de asemenea, trimise spre depozitare. După aceasta, o nouă porțiune de gunoi de grajd este pompată în rezervor.

Regimul de temperatură al funcționării bacteriilor

Pentru a procesa gunoiul de grajd în biogaz, este necesar să se creeze condiții adecvate pentru ca bacteriile să funcționeze. unele dintre ele sunt activate la temperaturi peste 30 de grade – mezofile. În același timp, procesul este mai lent și primul produs poate fi obținut după 2 săptămâni.

Bacteriile termofile lucrează la temperaturi de la 50 la 70 de grade. Timpul necesar pentru obținerea biogazului din gunoi de grajd este redus la 3 zile. În acest caz, deșeurile sunt un nămol fermentat care este folosit pe câmp ca îngrășământ pentru culturile agricole. Nu există microorganisme patogene, helminți și buruieni în nămol, deoarece acestea mor atunci când sunt expuse la temperaturi ridicate.

Există un tip special de bacterii termofile care pot supraviețui într-un mediu încălzit la 90 de grade. Ele sunt adăugate materiilor prime pentru a accelera procesul de fermentație.

O scădere a temperaturii duce la o scădere a activității bacteriilor termofile sau mezofile. În gospodăriile private, mezofilele sunt mai des folosite, deoarece nu necesită încălzire specială a lichidului, iar producția de gaz este mai ieftină. Ulterior, atunci când se primește primul lot de gaz, acesta poate fi utilizat pentru încălzirea reactorului cu microorganisme termofile.

Important! Metanogenii nu tolerează schimbările bruște de temperatură, așa că iarna trebuie menținute la cald în orice moment.

Cum se prepară materiile prime pentru turnarea în reactor

Pentru a produce biogaz din gunoi de grajd, nu este necesară introducerea specială a microorganismelor în lichid, deoarece acestea se găsesc deja în excrementele animalelor. Trebuie doar să mențineți temperatura și să adăugați o nouă soluție de gunoi de grajd la timp. Trebuie pregătit corect.

Umiditatea soluției ar trebui să fie de 90% (consistența smântânii lichide), Prin urmare, tipurile uscate de excremente sunt mai întâi umplute cu apă - excremente de iepure, excremente de cai, excremente de oaie, excremente de capră. Gunoiul de porc în formă pură nu trebuie diluat, deoarece conține multă urină.

Următorul pas este descompunerea solidelor de gunoi de grajd. Cu cât fracția este mai fină, cu atât bacteriile vor procesa mai bine amestecul și cu atât mai mult gaz va fi eliberat. În acest scop, instalațiile folosesc un agitator care funcționează constant. Reduce riscul formării unei cruste dure pe suprafața lichidului.

Acele tipuri de gunoi de grajd care au cea mai mare aciditate sunt potrivite pentru producerea de biogaz. Se mai numesc si rece - porc si vaca. O scădere a acidității oprește activitatea microorganismelor, așa că este necesar să se monitorizeze la început cât timp durează până când procesează complet volumul rezervorului. Apoi adăugați următoarea doză.

Tehnologia de purificare a gazelor

La procesarea gunoiului de grajd în biogaz, se obțin următoarele:

• 70% metan;

• 30% dioxid de carbon;

• 1% impurități de hidrogen sulfurat și alți compuși volatili.

Pentru ca biogazul să devină potrivit pentru utilizarea în fermă, acesta trebuie curățat de impurități. Pentru a elimina hidrogenul sulfurat, se folosesc filtre speciale. Faptul este că compușii volatili de hidrogen sulfurat, dizolvați în apă, formează acid. Contribuie la apariția ruginii pe pereții țevilor sau rezervoarelor dacă sunt din metal.

• Gazul rezultat este comprimat la o presiune de 9-11 atmosfere.

• Este introdus într-un rezervor de apă, unde impuritățile sunt dizolvate în lichid.

La scară industrială, pentru curățare se utilizează var sau cărbune activ, precum și filtre speciale.

Cum să reduceți conținutul de umiditate

Există mai multe moduri de a scăpa singur de impuritățile apei din gaz. Unul dintre ele este principiul unui alambic luminos. Conducta rece direcționează gazul în sus. Lichidul se condensează și curge în jos. Pentru a face acest lucru, conducta este așezată în subteran, unde temperatura scade în mod natural. Pe măsură ce crește, crește și temperatura, iar gazul uscat intră în depozitul.

A doua opțiune este un sigiliu cu apă. După ieșire, gazul intră într-un recipient cu apă și acolo este curățat de impurități. Această metodă se numește o singură etapă, când biogazul este curățat imediat de toate substanțele volatile și umiditatea folosind apă.

Principiul etanșării cu apă

Ce instalații sunt folosite pentru producerea biogazului?

Dacă instalația este planificată să fie situată lângă o fermă, atunci cea mai bună opțiune ar fi o structură pliabilă care poate fi transportată cu ușurință într-o altă locație. Elementul principal al instalației este un bioreactor în care sunt turnate materiile prime și are loc procesul de fermentație. Întreprinderile mari folosesc rezervoare volum 50 metri cubi.

În fermele private, rezervoarele subterane sunt construite ca bioreactor. Sunt așezate din cărămidă într-o gaură pregătită și acoperite cu ciment. Betonul crește siguranța structurii și împiedică pătrunderea aerului. Volumul depinde de cât de multă materie primă se obține de la animale domestice pe zi.

Sistemele de suprafață sunt, de asemenea, populare acasă. Dacă se dorește, instalația poate fi dezasamblată și mutată într-o altă locație, spre deosebire de un reactor subteran staționar. Ca rezervoare se folosesc butoaie din plastic, metal sau clorură de polivinil.

După tipul de control există:

• stații automate în care umplerea și pomparea materiilor prime reziduale se realizează fără intervenție umană;

• mecanic, în care întregul proces este controlat manual.

Cu ajutorul unei pompe, puteți facilita golirea rezervorului în care cad deșeurile după fermentare. Unii meșteri folosesc pompe pentru a pompa gazul din perne (de exemplu, camerele de aer ale mașinii) într-o unitate de tratare.

Schema unei instalații de casă pentru producerea de biogaz din gunoi de grajd

Înainte de a construi o instalație de biogaz pe amplasamentul dvs., trebuie să vă familiarizați cu potențialele pericole care ar putea cauza explozia reactorului. Condiția principală este absența oxigenului.

Metanul este un gaz exploziv și se poate aprinde, dar pentru a face acest lucru trebuie încălzit peste 500 de grade. Dacă biogazul se amestecă cu aerul, va apărea o suprapresiune, care va sparge reactorul. Betonul poate crăpa și nu va fi potrivit pentru utilizare ulterioară.

Video: Biogaz din excremente de păsări

Pentru a preveni ruperea presiunii din capac, utilizați o contragreutate, o garnitură de protecție între capac și rezervor. Recipientul nu este complet umplut - ar trebui să existe cel puțin 10% volum pentru eliberarea gazului. Mai bine – 20%.

Deci, pentru a realiza un bioreactor cu toate accesoriile de pe site-ul dvs., trebuie să:

• Este bine să alegeți un loc astfel încât să fie situat departe de locuințe (nu se știe niciodată).

• Calculați cantitatea estimată de gunoi de grajd pe care animalele o produc zilnic. Cum să numărați - citiți mai jos.

• Decideți unde să așezați conductele de încărcare și descărcare, precum și o conductă pentru condensarea umidității din gazul rezultat.

• Decideți locația rezervorului de deșeuri (îngrășământ implicit).

• Săpați o groapă pe baza calculelor cantității de materii prime.

• Selectați un recipient care va servi drept rezervor pentru gunoi de grajd și instalați-l în groapă. Dacă este planificat un reactor de beton, atunci fundul gropii este umplut cu beton, pereții sunt căptușiți cu cărămizi și tencuiți cu mortar de beton. După aceasta, trebuie să îi lăsați timp să se usuce.

• Conexiunile dintre reactor și conducte sunt, de asemenea, sigilate în etapa de așezare a rezervorului.

• Echipați o trapă pentru inspecția reactorului. Între el este plasată o garnitură etanșă.

Dacă clima este rece, atunci înainte de betonarea sau instalarea unui rezervor de plastic, luați în considerare modalități de a-l încălzi. Acestea pot fi dispozitive de încălzire sau bandă utilizate în tehnologia „pardoseală caldă”.

La sfârșitul lucrării, verificați reactorul pentru scurgeri.

Calculul cantității de gaz

Dintr-o tonă de gunoi de grajd poți obține aproximativ 100 de metri cubi de gaz. Întrebare: Cât așternut produc animalele de companie pe zi?

• pui - 165 g pe zi;

• vaca – 35 kg;

• capră – 1 kg;

• cal – 15 kg;

• oaie – 1 kg;

• porc – 5 kg.

Înmulțiți aceste cifre cu numărul de capete și obțineți doza zilnică de excremente care trebuie procesată.

Mai mult gaz vine de la vaci și porci. Dacă adăugați în amestec plante puternice din punct de vedere energetic, cum ar fi porumb, blaturi de sfeclă și mei, cantitatea de biogaz va crește. Plantele de mlaștină și algele au un potențial mare.

Cel mai mare este pentru deșeurile de la fabricile de procesare a cărnii. Dacă există astfel de ferme în apropiere, atunci putem coopera și instala un reactor pentru toată lumea. Perioada de rambursare pentru un bioreactor este de 1-2 ani.

Deșeuri de biomasă după producerea gazului

După procesarea gunoiului de grajd într-un reactor, produsul secundar este nămolul biologic. În timpul procesării anaerobe a deșeurilor, bacteriile dizolvă aproximativ 30% din materia organică. Restul este eliberat neschimbat.

Substanța lichidă este, de asemenea, un produs secundar al fermentației metanului și este folosită și în agricultură pentru hrănirea rădăcinilor.

Dioxidul de carbon este o fracțiune de deșeuri pe care producătorii de biogaz se străduiesc să o elimine. Dar dacă îl dizolvi în apă, atunci și acest lichid poate fi benefic.

Utilizarea completă a produselor din instalațiile de biogaz

Pentru a utiliza complet produsele obținute în urma procesării gunoiului de grajd, este necesară întreținerea unei sere. În primul rând, îngrășământul organic poate fi folosit pentru cultivarea legumelor pe tot parcursul anului, al căror randament va fi stabil.

În al doilea rând, dioxidul de carbon este folosit ca fertilizare - rădăcină sau foliară, iar producția sa este de aproximativ 30%. Plantele absorb dioxidul de carbon din aer si in acelasi timp cresc mai bine si capata masa verde. Dacă vă consultați cu specialiști în acest domeniu, aceștia vă vor ajuta să instalați echipamente care transformă dioxidul de carbon din formă lichidă într-o substanță volatilă.

Video: Biogaz în 2 zile

Cert este că pentru întreținerea unei ferme de animale, resursele energetice obținute pot fi foarte multe, mai ales vara, când nu este nevoie de încălzire a hambarului sau a porcilor.

Prin urmare, se recomandă să se angajeze într-o altă activitate profitabilă - o seră prietenoasă cu mediul. Produsele rămase pot fi depozitate în camere frigorifice - folosind aceeași energie. Refrigerarea sau orice alt echipament poate funcționa cu energie electrică generată de o baterie pe gaz.

Utilizați ca îngrășământ

Pe lângă producerea de gaze, bioreactorul este util deoarece deșeurile sunt folosite ca îngrășământ valoros, care reține aproape tot azotul și fosfații. Când gunoiul de grajd este adăugat în sol, 30-40% din azot se pierde iremediabil.

Pentru a reduce pierderea de substanțe azotate, în sol se adaugă excremente proaspete, dar apoi metanul eliberat dăunează sistemului radicular al plantelor. După procesarea gunoiului de grajd, metanul este folosit pentru propriile nevoi, iar toți nutrienții sunt conservați.

După fermentare, potasiul și fosforul trec într-o formă chelată, care este absorbită de plante cu 90%. Dacă te uiți la asta în general, apoi 1 tonă de gunoi de grajd fermentat poate înlocui 70 - 80 de tone de excremente obișnuite de animale.

Prelucrarea anaerobă păstrează tot azotul prezent în gunoi de grajd, transformându-l în formă de amoniu, ceea ce crește randamentul oricărei culturi cu 20%.

Această substanță nu este periculoasă pentru sistemul radicular și poate fi aplicată cu 2 săptămâni înainte de plantarea culturilor în sol deschis, astfel încât materia organică să aibă timp să fie procesată de microorganismele aerobe din sol.

Înainte de utilizare, biofertilizatorul este diluat cu apă. într-un raport de 1:60. Pentru aceasta sunt potrivite atât fracțiunile uscate, cât și cele lichide, care după fermentare intră și în rezervorul de materie primă reziduală.

La hectar aveți nevoie de la 700 la 1.000 kg/l de îngrășământ nediluat. Având în vedere că dintr-un metru cub de suprafață a reactorului se obțin până la 40 kg de îngrășăminte pe zi, într-o lună puteți asigura nu doar propriul teren, ci și al vecinului, prin vânzarea materiei organice.

Ce nutrienți pot fi obținuți după procesarea gunoiului de grajd?

Valoarea principală a gunoiului de grajd fermentat ca îngrășământ este prezența acizilor humici, care, ca o coajă, rețin ionii de potasiu și fosfor. Oxidându-se în aer în timpul depozitării pe termen lung, microelementele își pierd calitățile benefice, dar în timpul prelucrării anaerobe, dimpotrivă, câștigă.

Humatele au un efect pozitiv asupra compoziției fizice și chimice a solului. Ca urmare a adăugării de materie organică, chiar și cele mai grele soluri devin mai permeabile la umiditate. În plus, materia organică oferă hrană bacteriilor din sol. Ei procesează în continuare reziduurile care nu au fost consumate de anaerobi și eliberează acizi humici. Ca rezultat al acestui proces, plantele primesc nutrienți care sunt complet absorbiți.

Pe lângă cele principale - azot, potasiu și fosfor - biofertilizatorul conține microelemente. Dar cantitatea lor depinde de materialul sursă - origine vegetală sau animală.

Metode de depozitare a nămolului

Cel mai bine este să depozitați gunoiul de grajd fermentat uscat. Acest lucru face ca ambalarea și transportul să fie mai convenabil. Substanța uscată își pierde proprietățile mai puțin utile și poate fi depozitată închisă. Deși un astfel de îngrășământ nu se deteriorează deloc pe parcursul unui an, trebuie apoi sigilat într-o pungă sau recipient.

Formele lichide trebuie depozitate în recipiente închise cu un capac etanș pentru a preveni scăparea azotului.

Principala problemă a producătorilor de biofertilizatori este comercializarea în timpul iernii, când plantele sunt latente. Pe piața mondială, costul îngrășămintelor de această calitate fluctuează în jurul a 130 USD pe tonă. Dacă înființați o linie de ambalare a concentratelor, vă puteți plăti reactorul în termen de doi ani.

Ți-a plăcut articolul? Imparte cu prietenii tai:

Bună ziua, dragi cititori! Sunt creatorul proiectului Fertilizers.NET. Mă bucur să vă văd pe fiecare dintre voi pe paginile sale. Sper că informațiile din articol au fost utile. Întotdeauna deschis către comunicare - comentarii, sugestii, ce mai doriți să vedeți pe site și chiar critici, îmi puteți scrie pe VKontakte, Instagram sau Facebook (pictograme rotunde de mai jos). Pace și fericire tuturor! 🙂

Ați putea fi, de asemenea, interesat să citiți:

Oricine poate crea biogaz pe cont propriu. Acest lucru nu necesită cunoștințe sau abilități speciale în domeniul surselor de energie regenerabilă. Dacă fiecare persoană se gândește la lumea din jur, situația mediului de pe Pământ se va îmbunătăți semnificativ.

Gazul de gunoi este o realitate. Se poate obține de fapt din gunoi de grajd, care fertilizează cumva pământul. Dar îl poți pune în circulație și poți obține gaz real.

Pentru a obține gaz din gunoi de grajd cu propriile mâini acasă, se folosește o instalație de biogaz de fermă. Puteți produce gaze naturale folosind un digestor chiar în fermă. Așa produc mulți fermieri. Nu trebuie să cumpărați combustibil special pentru asta. Suficiente materii prime naturale.

Bioreactorul trebuie să conțină de la 1 la 8-10 metri cubi. deșeuri de producție privată, gunoi de grajd de pui. Producția și prelucrarea materiilor prime pe un dispozitiv cu un astfel de volum va putea procesa mai mult de 50 kg de gunoi de grajd. Pentru a realiza o instalație de biogaz, ar trebui să găsiți desenele conform cărora este realizat echipamentul și aveți nevoie și de o diagramă.

Instalarea se realizează în mai multe etape:

Amestecarea materiilor prime;

Incalzi;

Eliberarea de biogaz.

O instalație de casă vă va permite să obțineți gaz din gunoi de grajd într-o chestiune de timp. Îl poți asambla singur, având diagrame și desene. Pentru generatorul de căldură, puteți alege cazane pentru încălzirea apei. Pentru a colecta gaz la fața locului, este necesar un rezervor de gaz. Colectează și stochează gaz.

Amintiți-vă că impuritățile și resturile din rezervor trebuie curățate din când în când.

Puteți obține gaz din gunoi de grajd folosind o instalație de biogaz. Îl poți proiecta singur. Determinați volumul de materii prime de prelucrat, selectați un recipient potrivit în care materiile prime vor fi procesate și amestecate - așa se produce gazul saturat cu metan din biocombustibil.

Producerea de biogaz acasă

Există un stereotip conform căruia biogazul poate fi obținut doar în industrii și ferme specializate. Cu toate acestea, nu este. Astăzi puteți face biogaz acasă.

Biogazul este o combinație de diferite gaze care sunt create prin descompunerea substanțelor organice. Merită să știți că biogazul este inflamabil. Se aprinde ușor cu o flacără curată.

Să notăm avantajele unei instalații de biogaz la domiciliu:

1. Producerea de biogaz fără echipamente scumpe;
2. Folosind ;
3. Materii prime naturale și gratuite sub formă de gunoi de grajd sau plante;
4. Grija pentru mediu.

A avea o instalație de biogaz acasă este o afacere profitabilă pentru proprietarul unei cabane de vară. Pentru a face o astfel de instalație, aveți nevoie de o sumă mică de bani: două butoaie de 200 de litri, un butoi de 50 de litri, țevi de canalizare, un furtun de gaz și un robinet.

După cum puteți vedea, pentru a face singur instalarea, nici măcar nu trebuie să cumpărați instrumente suplimentare. Butoaie, robinete, furtunuri și țevi pot fi găsite aproape întotdeauna în fermele proprietarilor de dacha. Un generator de gaz este o preocupare pentru mediu, precum și oportunitatea ta de a folosi o sursă alternativă de energie și combustibil.

De ce ai nevoie de o instalație de biogaz pentru agricultură?

Unii fermieri, rezidenți de vară și proprietari de case private nu văd nevoia să construiască o instalație de biogaz. La prima vedere, acest lucru este adevărat. Dar apoi, când proprietarii văd toate beneficiile, întrebarea privind necesitatea unei astfel de instalații dispare.

Primul motiv evident pentru a instala o instalație de biogaz într-o fermă este obținerea de energie electrică și încălzire, ceea ce vă va permite să plătiți mai puțin pentru electricitate.

Utilizarea energiei proprii costă mai puțin decât plata pentru a o furniza fermei.

Un alt motiv principal pentru necesitatea creării unei instalații este organizarea unui ciclu de producție complet fără deșeuri. Folosim gunoi de grajd sau așternut ca materie primă pentru dispozitiv. După procesare obținem gaz nou.

Al treilea motiv în favoarea unei instalații de biogaz este procesarea eficientă și impactul asupra mediului.

3 avantaje ale unei instalații de biogaz:

• Generarea de energie pentru a menține ferma familială în funcțiune;
• Organizarea unui ciclu complet;
• Utilizarea eficientă a materiilor prime.

A avea o instalație în ferma dumneavoastră este un indicator al eficienței și preocupării dumneavoastră pentru mediu. Biogeneratoarele economisesc o sumă uriașă de bani, asigurând o producție fără deșeuri, o distribuție eficientă a resurselor și a materiilor prime, dar și autosuficiența dumneavoastră completă.

O pompă de căldură poate fi asamblată cu ușurință cu propriile mâini din echipamente vechi de acasă. Întregul proces este descris în următorul articol:

Întrebare pentru o agricultură eficientă: cum să obțineți metanul corect

Metanul este componenta principală a biogazului. Biogazul în sine este un amestec de diferite gaze. Dintre acestea, metanul este cel mai important.

Să evidențiem factorii care influențează producția de metan:

• Mediu inconjurator;
• Materii prime de înaltă calitate;
• Frecvența amestecării materiilor prime în rezervorul de instalare.

Materiile prime din recipient trebuie amestecate cu o furculiță cel puțin o dată pe zi, în mod ideal de șase ori.

Producția de metan este direct legată de producția de biogaz. Cu cât tratați mai bine procesul de producere a biogazului, cu atât veți obține o calitate mai bună a biogazului la ieșire. Pentru a face acest lucru, trebuie să utilizați numai materii prime de înaltă calitate, să monitorizați locul unde se află instalația și să amestecați conținutul rezervorului. Atunci vei obține metanul corect.

Instalație de biogaz DIY (video)

Există tot mai mulți susținători ai conservării mediului în forma sa originală. Fără emisii sau poluare. Instalațiile de biogaz rezolvă această problemă. În plus, proprietarul centralei de biogaz primește personal beneficii bănești directe din utilizarea acesteia.

Lumea modernă este construită pe un consum din ce în ce mai mare, astfel încât resursele minerale și de materii prime se epuizează foarte rapid. În același timp, milioane de tone de gunoi de grajd urât mirositoare se acumulează anual în numeroase ferme de animale și sunt cheltuite resurse considerabile pentru eliminarea acestuia. Oamenii țin, de asemenea, pasul cu producția de deșeuri biologice. Din fericire, a fost dezvoltată o tehnologie care ne permite să rezolvăm simultan aceste probleme: folosirea deșeurilor biologice (în primul rând gunoi de grajd) ca materie primă, producerea de combustibil regenerabil ecologic - biogaz. Utilizarea unor astfel de tehnologii inovatoare a dat naștere unei noi industrii promițătoare - bioenergia.

Ce este biogazul

Biogazul este o substanță gazoasă volatilă care este incoloră și complet inodoră. Este format din 50-70 la suta metan, pana la 30 la suta din el este dioxid de carbon CO2 si inca 1-2 la suta sunt substante gazoase - impuritati (la purificare din acestea se obtine cel mai pur biometan).

Caracteristicile calitative fizice și chimice ale acestei substanțe sunt apropiate de cele ale gazelor naturale obișnuite de înaltă calitate. Potrivit cercetărilor oamenilor de știință, biogazul are proprietăți calorice foarte mari: de exemplu, căldura degajată la arderea unui metru cub din acest combustibil natural este echivalentă cu căldura de la un kilogram și jumătate de cărbune.

Eliberarea de biogaz are loc datorită activității vitale a unui tip special de bacterii - anaerobe, în timp ce bacteriile mezofile sunt activate atunci când mediul este încălzit la 30-40 de grade Celsius, iar bacteriile termofile se înmulțesc la temperaturi mai ridicate - până la +50 de grade.

Sub influența enzimelor lor, materiile prime organice se descompun odată cu eliberarea de gaz biologic.

Materii prime pentru biogaz

Nu toate deșeurile organice sunt potrivite pentru procesare în biogaz. De exemplu, gunoiul de grajd de la fermele de pasari si porci nu poate fi folosit in forma sa pura, deoarece are un nivel ridicat de toxicitate. Pentru a obține biogaz din acestea, este necesar să adăugați diluanți la astfel de deșeuri: masă de siloz, masă de iarbă verde, precum și gunoi de grajd de vacă. Ultima componentă este cea mai potrivită materie primă pentru producerea de combustibil ecologic, deoarece vacile mănâncă numai alimente vegetale. Cu toate acestea, trebuie monitorizat și pentru conținutul de impurități de metale grele, componente chimice și agenți tensioactivi, care în principiu nu ar trebui să fie prezenți în materia primă. Un punct foarte important este controlul asupra antibioticelor și dezinfectanților. Prezența lor în gunoi de grajd poate împiedica procesul de descompunere a masei de materie primă și formarea gazelor volatile.

Informații suplimentare. Este imposibil să faci fără dezinfectanți complet, deoarece altfel mucegaiul începe să se formeze pe biomasă sub influența temperaturilor ridicate. De asemenea, ar trebui să monitorizați și să curățați prompt gunoiul de grajd de impuritățile mecanice (cuie, șuruburi, pietre etc.), care pot deteriora rapid echipamentele de biogaz. Umiditatea materiilor prime utilizate pentru producerea biogazului trebuie să fie de cel puțin 80-90%.

Mecanismul de formare a gazului

Pentru ca biogazul să înceapă să fie eliberat din materii prime organice în timpul fermentației fără aer (numită științific fermentație anaerobă), sunt necesare condiții adecvate: un recipient sigilat și o temperatură ridicată. Dacă este făcut corect, gazul produs se ridică în vârf, unde este selectat pentru utilizare, iar solidele care rămân sunt un excelent îngrășământ agricol bio-organic, bogat în azot și fosfor, dar lipsit de microorganisme dăunătoare. Condițiile de temperatură sunt foarte importante pentru procese corecte și complete.

Ciclul complet de transformare a gunoiului de grajd în combustibil de mediu variază de la 12 zile la o lună, depinde de compoziția materiilor prime. Dintr-un litru de volum util al reactorului se produc aproximativ doi litri de biogaz. Dacă folosiți instalații modernizate mai avansate, procesul de producție de biocombustibil este accelerat la 3 zile, iar producția de biogaz crește la 4,5-5 litri.

Oamenii au început să studieze și să utilizeze tehnologia de producere a biocombustibilului din surse naturale organice încă de la sfârșitul secolului al XVIII-lea, iar în fosta URSS primul dispozitiv de producere a biogazului a fost dezvoltat încă din anii 40 ai secolului trecut. În zilele noastre, aceste tehnologii devin din ce în ce mai importante și populare.

Avantajele și dezavantajele biogazului

Biogazul ca sursă de energie are avantaje incontestabile:

• servește la îmbunătățirea situației mediului în acele zone în care este utilizat pe scară largă, deoarece, alături de reducerea utilizării combustibilului poluant, are loc o distrugere foarte eficientă a deșeurilor biologice și dezinfectarea apelor uzate, i.e. echipamentele de biogaz acționează ca o stație de curățare;
• materiile prime pentru producerea acestui combustibil organic sunt regenerabile și practic gratuite - atâta timp cât animalele din ferme primesc hrană, vor produce biomasă și, prin urmare, combustibil pentru instalațiile de biogaz;
• achiziționarea și utilizarea echipamentelor este profitabilă din punct de vedere economic - odată achiziționată, o instalație de producere a biogazului nu va mai necesita nicio investiție și este întreținută simplu și ieftin; Astfel, o instalație de biogaz pentru utilizare într-o fermă începe să se achite singură în termen de trei ani de la lansare; nu este nevoie să se construiască utilități și linii de transport de energie, costurile de lansare a unei stații biologice sunt reduse cu 20 la sută;
• nu este nevoie să instalați utilități precum linii electrice și conducte de gaz;
• producția de biogaz la stație folosind materii prime organice locale este o întreprindere fără deșeuri, spre deosebire de întreprinderile care folosesc surse tradiționale de energie (conducte de gaz, cazane etc.), deșeurile nu poluează mediul și nu necesită spațiu de depozitare;
• la utilizarea biogazului, o anumită cantitate de dioxid de carbon și sulf este eliberată în atmosferă, totuși, aceste cantități sunt minime în comparație cu același gaz natural și sunt absorbite de spațiile verzi în timpul respirației, prin urmare contribuția bioetanolului la efectul de seră este minimă. ;
• În comparație cu alte surse alternative de energie, producția de biogaz este întotdeauna stabilă; o persoană poate controla activitatea și productivitatea instalațiilor pentru producerea acesteia (spre deosebire de, de exemplu, panourile solare), colectând mai multe instalații într-una sau, dimpotrivă, împărțindu-le în secțiuni separate. pentru a reduce riscul accidentelor;
• în gazele de eșapament la utilizarea biocombustibililor, conținutul de monoxid de carbon este redus cu 25 la sută, iar oxizi de azot cu 15;
• pe lângă gunoi de grajd, puteți folosi și unele tipuri de plante pentru a obține biomasă pentru combustibil, de exemplu, sorgul va ajuta la îmbunătățirea stării solului;
• Când bioetanolul este adăugat la benzină, numărul octan al acestuia crește, iar combustibilul în sine devine mai rezistent la detonare, iar temperatura sa de autoaprindere scade semnificativ.

Biogaz– nu este un combustibil ideal, acesta și tehnologia de producție nu sunt, de asemenea, lipsite de dezavantaje:

• viteza de prelucrare a materiilor prime organice în echipamentele de producere a biogazului este un punct slab al tehnologiei în comparație cu sursele tradiționale de energie;
• Bioetanolul are o putere calorică mai mică decât combustibilul petrolier - eliberează cu 30 la sută mai puțină energie;
• procesul este destul de instabil; pentru a-l menține, este necesară o cantitate mare de enzime de o anumită calitate (de exemplu, o schimbare a dietei vacilor afectează foarte mult calitatea gunoiului de grajd);
• producătorii fără scrupule de biomasă pentru stațiile de procesare pot epuiza în mod semnificativ solul cu semănare crescută, acest lucru perturbând echilibrul ecologic al teritoriului;
• țevile și recipientele cu biogaz se pot depresuriza, ceea ce va duce la o scădere bruscă a calității biocombustibilului.

Unde se folosește biogazul?

În primul rând, acest biocombustibil ecologic este folosit pentru a satisface nevoile casnice ale populației, ca înlocuitor al gazelor naturale, pentru încălzire și gătit. Întreprinderile pot folosi biogazul pentru a lansa un ciclu de producție închis: utilizarea lui în turbinele cu gaz este deosebit de eficientă. Cu o reglare adecvată și o combinație completă a unei astfel de turbine cu o instalație de producție de biocombustibil, costul acesteia concurează cu cea mai ieftină energie nucleară.

Eficiența utilizării biogazului este foarte ușor de calculat. De exemplu, dintr-o unitate de vite se pot obține până la 40 de kilograme de gunoi de grajd, din care se produce un metru și jumătate de biogaz, suficient pentru a genera 3 kilowați/oră de energie electrică.

După ce au determinat nevoile de energie electrică ale gospodăriei, este posibil să se determine ce tip de instalație de biogaz să folosească. Cu un număr mic de vaci, cel mai bine este să produceți biogaz acasă folosind o simplă instalație de biogaz de putere redusă.

Dacă ferma este foarte mare, și generează în mod constant o cantitate mare de deșeuri biologice, este benefică instalarea unui sistem automatizat de biogaz de tip industrial.

Notă! Când proiectați și instalați, veți avea nevoie de ajutorul unor specialiști calificați.

Proiectare instalatii de biogaz

Orice instalație biologică constă din următoarele părți principale:

• un bioreactor în care are loc biodecompunerea amestecului de gunoi de grajd;
• sistem de alimentare cu combustibil organic;
• unitate pentru agitarea maselor biologice;
• dispozitive pentru crearea și menținerea nivelului de temperatură necesar;
• rezervoare pentru introducerea biogazului rezultat în ele (suporturi de gaz);

• recipiente pentru aşezarea acolo a fracţiunilor solide rezultate.

Aceasta este o listă completă de elemente pentru instalații automate industriale, în timp ce o instalație de biogaz pentru o locuință privată este mult mai simplu proiectată.

Bioreactorul trebuie să fie complet etanș, adică. accesul la oxigen este inacceptabil. Acesta poate fi un recipient metalic sub formă de cilindru instalat pe suprafața solului; fostele rezervoare de combustibil cu o capacitate de 50 de metri cubi sunt potrivite pentru aceste scopuri. Bioreactoarele demontabile gata făcute sunt instalate/demontate rapid și mutate cu ușurință într-o nouă locație.

Dacă este planificată o stație mică de biogaz, atunci este recomandabil să plasați reactorul în subteran și să îl faceți sub formă de rezervor de cărămidă sau beton, precum și butoaie de metal sau PVC. Puteți plasa un astfel de reactor de bioenergie în interior, dar este necesar să asigurați o ventilație constantă a aerului.

Buncărele pentru prepararea materiilor prime biologice sunt un element necesar al sistemului, deoarece înainte de a intra în reactor, acesta trebuie pregătit: zdrobit în particule de până la 0,7 milimetri și înmuiat în apă pentru a aduce conținutul de umiditate al materiei prime la 90 la sută. .

Sistemele de alimentare cu materii prime constau dintr-un recipient de materie primă, un sistem de alimentare cu apă și o pompă pentru alimentarea cu masa pregătită a reactorului.

Dacă bioreactorul este realizat în subteran, containerul pentru materii prime este plasat la suprafață, astfel încât substratul pregătit să curgă în reactor independent sub influența gravitației. De asemenea, este posibil să amplasați recipientul de materie primă în partea de sus a buncărului, caz în care este necesar să folosiți o pompă.

Orificiul de evacuare a deșeurilor este situat mai aproape de fund, vizavi de intrarea materiei prime. Receptorul pentru fracții solide este realizat sub forma unei cutii dreptunghiulare, în care duce un tub de evacuare. Când o nouă porțiune a biosubstratului preparat intră în bioreactor, un lot de deșeuri solide de același volum este alimentat în receptor. Ulterior, ele sunt utilizate în ferme ca biofertilizatori excelente.

Biogazul rezultat este stocat în suporturi de gaz, care sunt de obicei plasate deasupra reactorului și au formă de con sau cupolă. Rezervoarele de gaz sunt realizate din fier și vopsite cu vopsea de ulei în mai multe straturi (acest lucru ajută la evitarea distrugerii corozive). În bioinstalațiile industriale mari, containerele de biogaz sunt realizate sub formă de rezervoare separate conectate la reactor.

Pentru a da proprietăți inflamabile gazului rezultat, este necesar să-l scăpați de vaporii de apă. Biocombustibilul este condus printr-un rezervor de apă (etanșare hidraulică), după care poate fi alimentat prin conducte de plastic direct pentru consum.

Uneori puteți găsi suporturi speciale de gaz în formă de pungă din PVC. Sunt situate în imediata apropiere a instalației. Pe măsură ce sacii sunt umpluți cu biogaz, se deschid și volumul lor crește suficient pentru a accepta tot gazul produs.

Pentru a avea loc procese eficiente de biofermentare, este necesară agitarea constantă a substratului. Pentru a preveni formarea unei cruste pe suprafața biomasei și pentru a încetini procesele de fermentație, este necesar să o amestecați constant în mod activ. Pentru a face acest lucru, pe partea laterală a reactorului sunt montate agitatoare submersibile sau înclinate sub forma unui mixer pentru amestecarea mecanică a masei. Pentru statiile mici sunt manuale, pentru cele industriale sunt controlate automat.

Temperatura necesară activității vitale a bacteriilor anaerobe este menținută prin sisteme automate de încălzire (pentru reactoare staționare); acestea încep să se încălzească atunci când căldura scade sub normal și se opresc automat când se atinge temperatura normală. De asemenea, puteți utiliza sisteme de boiler, încălzitoare electrice sau instalați un încălzitor special în fundul recipientului cu materii prime. În același timp, este necesar să se reducă pierderile de căldură din bioreactor; pentru a face acest lucru, acesta este învelit într-un strat de vată de sticlă sau o altă izolație termică este asigurată, de exemplu, din spumă de polistiren.

Biogaz de făcut singur

Pentru casele particulare, utilizarea biogazului este acum foarte importantă - din gunoi de grajd practic gratuit puteți obține gaz pentru nevoile casnice și pentru încălzirea casei și a fermei. Instalația proprie de biogaz este o garanție împotriva întreruperilor de curent și a prețurilor în creștere la gaze, precum și o modalitate excelentă de reciclare a deșeurilor biologice, precum și a hârtiei inutile.

Pentru construcție pentru prima dată, este cel mai logic să folosiți scheme simple; astfel de structuri vor fi mai fiabile și vor dura mai mult. În viitor, instalația poate fi completată cu piese mai complexe. Pentru o casă cu o suprafață de 50 de metri pătrați, se obține o cantitate suficientă de gaz cu un volum al rezervorului de fermentație de 5 metri cubi. Pentru a asigura temperatura constantă necesară pentru fermentarea corectă, se poate folosi o conductă de încălzire.

În prima etapă de construcție, ei sapă un șanț pentru bioreactor, ai cărui pereți trebuie să fie întăriți și sigilați cu plastic, amestec de beton sau inele polimerice (de preferință, au un fund solid - vor trebui înlocuiți periodic pe măsură ce sunt folosit).

A doua etapă constă în instalarea drenajului de gaz sub formă de țevi polimerice cu numeroase orificii. În timpul instalării, trebuie să se țină seama de faptul că vârfurile țevilor trebuie să depășească adâncimea de umplere planificată a reactorului. Diametrul conductelor de evacuare nu trebuie să depășească 7-8 centimetri.

Următoarea etapă este izolarea. După aceasta, puteți umple reactorul cu substratul pregătit, după care este învelit în film pentru a crește presiunea.

La a patra etapă sunt instalate domurile și conducta de evacuare, care este plasată în cel mai înalt punct al domului și conectează reactorul la rezervorul de gaz. Suportul de gaz poate fi căptușit cu cărămidă, deasupra este montată o plasă de oțel inoxidabil și acoperită cu ipsos.

O trapă este plasată în partea superioară a suportului de gaz, care se închide ermetic, și o conductă de gaz cu o supapă de egalizare a presiunii este îndepărtată din aceasta.

Important! Gazul rezultat trebuie îndepărtat și consumat în mod constant, deoarece depozitarea sa pe termen lung în partea liberă a bioreactorului poate provoca o explozie de la presiune înaltă. Este necesar să se asigure o etanșare cu apă, astfel încât biogazul să nu se amestece cu aerul.

Pentru a încălzi biomasa, puteți instala o bobină care provine din sistemul de încălzire al casei - aceasta este mult mai profitabilă din punct de vedere economic decât utilizarea încălzitoarelor electrice. Încălzirea externă poate fi asigurată cu ajutorul aburului; acest lucru va preveni supraîncălzirea materiilor prime peste normal.

În general, o instalație de biogaz de bricolaj nu este o structură atât de complexă, dar atunci când o amenajați, trebuie să acordați atenție celor mai mici detalii pentru a evita incendiile și distrugerea.

Informații suplimentare. Construirea chiar si a celei mai simple instalatii biologice trebuie formalizata cu actele corespunzatoare, trebuie sa aveti schema tehnologica si harta instalatiei echipamentelor, trebuie sa obtineti aviz de la Postul Sanitar si Epidemiologic, serviciile de pompieri si gaze.

În zilele noastre, utilizarea surselor alternative de energie câștigă amploare. Printre acestea, subsectorul bioenergiei este foarte promițător - producția de biogaz din deșeuri organice precum gunoi de grajd și siloz. Stațiile de producere a biogazului (industriale sau locuințe mici) pot rezolva problemele de eliminare a deșeurilor, obținerea de combustibil și căldură de mediu, precum și de îngrășăminte agricole de înaltă calitate.

Video

Mulți proprietari de gospodării sunt îngrijorați de modul în care pot reduce costurile pentru încălzirea casei, gătit și furnizarea de energie electrică. Unii dintre ei au construit deja centrale de biogaz cu propriile mâini și s-au izolat parțial sau complet de furnizorii de energie. Se pare că obținerea combustibilului aproape gratuit într-o gospodărie privată nu este foarte dificilă.

Ce este biogazul și cum poate fi folosit?

Proprietarii fermelor de gospodărie știu: punând la grămadă orice material vegetal, excremente de păsări și gunoi de grajd, în timp puteți obține îngrășământ organic valoros. Dar puțini dintre ei știu că biomasa nu se descompune singură, ci sub influența diferitelor bacterii.

Prin prelucrarea substratului biologic, aceste microorganisme minuscule eliberează deșeuri, inclusiv un amestec de gaze. Cea mai mare parte (aproximativ 70%) este metan - același gaz care arde în arzătoarele sobelor de uz casnic și a cazanelor de încălzire.

Ideea de a folosi astfel de combustibili ecologici pentru diverse nevoi economice nu este nouă. Dispozitivele pentru extragerea sa au fost folosite în China antică. Inovatorii sovietici au explorat și posibilitatea utilizării biogazului în anii 60 ai secolului trecut. Dar tehnologia a cunoscut o adevărată renaștere la începutul anilor 2000. În prezent, centralele de biogaz sunt utilizate în mod activ în Europa și SUA pentru încălzirea locuințelor și a altor nevoi.

Cum funcționează o instalație de biogaz?

Principiul de funcționare al dispozitivului de producere a biogazului este destul de simplu:

• Biomasa diluată cu apă este încărcată într-un recipient sigilat, unde începe să „fermenteze” și să elibereze gaze;
• conținutul rezervorului este actualizat regulat - materiile prime prelucrate de bacterii sunt scurse și se adaugă cele proaspete (în medie aproximativ 5-10% zilnic);
• Gazul acumulat în partea superioară a rezervorului este furnizat printr-un tub special către colectorul de gaz, iar apoi către aparatele de uz casnic.

Schema unei instalații de biogaz.

Ce materii prime sunt potrivite pentru bioreactor?

Instalațiile de producere a biogazului sunt profitabile numai acolo unde există o reaprovizionare zilnică cu materie organică proaspătă - gunoi de grajd sau excremente de animale și păsări de curte. Puteți adăuga, de asemenea, iarbă tocată, vârfuri, frunze și deșeuri menajere (în special, coji de legume) în bioreactor.

Eficiența instalației depinde în mare măsură de tipul de materie primă încărcată. S-a dovedit că, cu aceeași masă, cel mai mare randament de biogaz se obține din gunoi de grajd de porc și excremente de curcan. La rândul lor, excrementele de vacă și deșeurile de siloz produc mai puțin gaz pentru aceeași încărcătură.

Utilizarea de materii prime bio pentru încălzirea locuinței.

Ce nu poate fi folosit într-o instalație de biogaz?

Există factori care pot reduce semnificativ activitatea bacteriilor anaerobe sau chiar pot opri complet procesul de producere a biogazului. Materii prime care conțin:

• antibiotice;
• Matrite;
• detergenți sintetici, solvenți și alte „produse chimice”;
• rășini (inclusiv rumeguș de la conifere).

Este ineficient să folosiți gunoi de grajd deja putrezit - pot fi încărcate numai deșeuri proaspete sau pre-uscate. De asemenea, materiile prime nu trebuie lăsate să se îmbogățească - un indicator de 95% este deja considerat critic. Cu toate acestea, o cantitate mică de apă curată mai trebuie adăugată la biomasă pentru a facilita încărcarea acesteia și pentru a accelera procesul de fermentație. Gunoiul de grajd și deșeurile sunt diluate până la consistența terciului subțire de gris.

Instalatie de biogaz pentru casa

Astăzi, industria produce deja instalații pentru producerea de biogaz la scară industrială. Achiziția și instalarea lor este costisitoare; astfel de echipamente în gospodăriile private se amortizează de la sine nu mai devreme de 7-10 ani, cu condiția ca cantități mari de materie organică să fie utilizate pentru procesare. Experiența arată că, dacă dorește, un proprietar calificat poate construi o mică instalație de biogaz pentru o casă privată cu propriile mâini și din cele mai accesibile materiale.

Pregătirea buncărului de prelucrare

În primul rând, veți avea nevoie de un recipient cilindric închis ermetic. Puteți folosi, desigur, oale mari sau fierbe, dar volumul lor mic nu va permite obținerea unei producții suficiente de gaz. Prin urmare, în aceste scopuri, butoaiele de plastic cu un volum de la 1 m³ până la 10 m³ sunt cel mai des utilizate.

Poți să faci unul singur. Plăcile din PVC sunt disponibile în comerț; având o rezistență suficientă și rezistență la medii agresive, pot fi sudate cu ușurință în structura configurației dorite. Un butoi metalic de volum suficient poate fi folosit și ca buncăr. Adevărat, va trebui să efectuați măsuri anticorozive - acoperiți-l în interior și exterior cu vopsea rezistentă la umiditate. Dacă rezervorul este fabricat din oțel inoxidabil, acest lucru nu este necesar.

Sistem de evacuare a gazelor

Conducta de evacuare a gazului este montată în partea superioară a butoiului (de obicei în capac) - aici se acumulează, conform legilor fizicii. Printr-o conductă conectată, biogazul este alimentat la etanșarea cu apă, apoi la rezervorul de stocare (opțional, folosind un compresor într-un cilindru) și la aparatele de uz casnic. De asemenea, se recomandă instalarea unei supape de eliberare lângă orificiul de evacuare a gazului - dacă presiunea din interiorul rezervorului devine prea mare, se va elibera excesul de gaz.

Sistem de aprovizionare și descărcare cu materii prime

Pentru a asigura producerea continuă a amestecului de gaze, bacteriile din substrat trebuie să fie „hrănite” în mod constant (zilnic), adică trebuie adăugat gunoi de grajd proaspăt sau alte materii organice. La rândul lor, materiile prime deja prelucrate din buncăr trebuie îndepărtate, astfel încât să nu ocupe spațiu util în bioreactor.

Pentru a face acest lucru, în butoi se fac două găuri - una (pentru descărcare) aproape de fund, cealaltă (pentru încărcare) mai sus. Conductele cu un diametru de cel puțin 300 mm sunt sudate (lidate, lipite) în ele. Conducta de încărcare este îndreptată în sus și echipată cu o pâlnie, iar scurgerea este aranjată astfel încât să fie convenabilă colectarea nămolului prelucrat (poate fi folosit ulterior ca îngrășământ). Imbinarile sunt sigilate.

Sistem de incalzire

Izolarea termică a buncărului.

Dacă bioreactorul este instalat în aer liber sau într-o încăpere neîncălzită (ceea ce este necesar din motive de siguranță), atunci acesta trebuie să fie prevăzut cu izolație termică și încălzire a substratului. Prima condiție este atinsă prin „învelirea” butoiului cu orice material izolator sau prin adâncirea acestuia în pământ.

În ceea ce privește încălzirea, puteți lua în considerare o varietate de opțiuni. Unii meșteri instalează în interior țevi prin care apa circulă din sistemul de încălzire și le instalează de-a lungul pereților butoiului sub formă de serpentină. Alții plasează reactorul într-un rezervor mai mare cu apă înăuntru, încălzit de încălzitoare electrice. Prima opțiune este mai convenabilă și mult mai economică.

Pentru a optimiza funcționarea reactorului, este necesar să se mențină temperatura conținutului acestuia la un anumit nivel (cel puțin 38⁰C). Dar dacă crește peste 55⁰C, atunci bacteriile care formează gaze se vor „găti” pur și simplu și procesul de fermentație se va opri.

Sistem de amestecare

După cum arată practica, în proiecte, un agitator manual de orice configurație crește semnificativ eficiența bioreactorului. Axa la care sunt sudate (înșurubate) lamele „mixerului” este îndepărtată prin capacul butoiului. Mânerul porții este apoi plasat pe el, iar orificiul este sigilat cu grijă. Cu toate acestea, meșterii de acasă nu echipează întotdeauna fermentatoarele cu astfel de dispozitive.

Producția de biogaz

După ce instalarea este gata, biomasa diluată cu apă într-un raport de aproximativ 2:3 este încărcată în ea. Deșeurile mari trebuie zdrobite - dimensiunea maximă a fracțiunii nu trebuie să depășească 10 mm. Apoi capacul este închis - tot ce trebuie să faceți este să așteptați ca amestecul să înceapă să „fermenteze” și să elibereze biogaz. În condiții optime, prima alimentare cu combustibil se observă la câteva zile după încărcare.

Faptul că gazul a „pornit” poate fi judecat după sunetul caracteristic gâlgâit din garnitura de apă. În același timp, butoiul trebuie verificat pentru scurgeri. Acest lucru se face folosind o soluție obișnuită de săpun - aplicați-o pe toate articulațiile și observați dacă apar bule.

Prima actualizare a materiilor prime bio ar trebui să fie efectuată în aproximativ două săptămâni. După ce biomasa este turnată în pâlnie, același volum de deșeuri de materie organică va ieși din conducta de evacuare. Apoi această procedură se efectuează zilnic sau la fiecare două zile.

Cât durează biogazul rezultat?

Într-o fermă mică, o instalație de biogaz nu va fi o alternativă absolută la gazul natural și la alte surse de energie disponibile. De exemplu, folosind un dispozitiv cu o capacitate de 1 m³, puteți obține combustibil doar pentru câteva ore de gătit pentru o familie mică.

Dar cu un bioreactor de 5 m³ este deja posibilă încălzirea unei încăperi cu o suprafață de 50 m², dar funcționarea sa va trebui menținută prin încărcarea zilnică a materiilor prime cu o greutate de cel puțin 300 kg. Pentru a face acest lucru, trebuie să aveți aproximativ zece porci, cinci vaci și câteva zeci de pui la fermă.

Meșteri care au reușit să facă în mod independent instalații de biogaz care funcționează distribuie videoclipuri cu cursuri de master pe internet: