Metangassgenerator som bruker matavfall. Vi produserer biogass med egne hender. Hvilke materialer kan den lages av?

Gass er mye brukt både i industrien, inkludert kjemisk (for eksempel råvarer for produksjon av plast) og i hverdagen. I husholdningsforhold brukes gass til oppvarming av private boliger og leilighetsbygg, matlaging, oppvarming av vann, som drivstoff for biler, etc.

Fra et miljøsynspunkt er gass et av de reneste drivstoffene. Sammenlignet med andre typer drivstoff har det lavest mengde skadelige utslipp.

Men hvis vi snakker om gass, mener vi automatisk naturgass som utvinnes fra jordens tarm.

En dag kom jeg over en artikkel i avisen som fortalte hvordan en bestefar satte sammen en enkel installasjon og henter gass fra gjødsel. Dette emnet interesserte meg veldig. Og jeg vil gjerne snakke om dette alternativet til naturgass - biogass. Jeg tror at dette emnet er ganske interessant og nyttig for vanlige mennesker og spesielt bønder.

På gården til enhver bondegård kan du bruke ikke bare energien til vind, sol, men også biogass.

Biogass- gassformig brensel, et produkt av anaerob mikrobiologisk nedbrytning av organiske stoffer. Teknologien for å produsere gass er en miljøvennlig, avfallsfri metode for prosessering, resirkulering og desinfisering av ulike organiske avfall av vegetabilsk og animalsk opprinnelse.

Råvarene for å produsere biogass er vanlig gjødsel, løv, gress, generelt alt organisk avfall: topper, matavfall, nedfallne løv.

Den resulterende gassen, metan, er et resultat av den vitale aktiviteten til metanbakterier. Metan, også kalt sump- eller gruvegass, utgjør 90-98 % av naturgassen, som brukes i hverdagen.

Installasjonen for gassproduksjon er meget enkel å produsere. Vi trenger en hovedbeholder, du kan lage den selv eller bruke en ferdig, det kan være hva som helst. Termisk isolasjon må installeres på sidene av beholderen for å bruke enheten i den kalde årstiden. Vi lager et par luker på toppen. Fra en av dem kobler vi til rør for gassfjerning. For en intensiv gjæringsprosess og gassfrigjøring må blandingen omrøres med jevne mellomrom. Derfor må du installere en blandeenhet. Deretter må gassen samles opp og lagres eller brukes til det tiltenkte formålet. For å samle gass kan du bruke et vanlig bilkammer, og deretter, hvis du har en kompressor, komprimere den og pumpe den inn i sylindere.

Driftsprinsippet er ganske enkelt: gjødsel lastes gjennom en luke. Innvendig brytes denne biomassen ned av spesielle metanbakterier. For å gjøre prosessen mer intens, må innholdet røres og gjerne varmes opp. For oppvarming kan du installere rør inne som varmtvann skal sirkulere gjennom. Metanet som frigjøres som følge av den vitale aktiviteten til bakterier kommer inn i bilkamrene gjennom rør, og når det samler seg en tilstrekkelig mengde, komprimeres det ved hjelp av en kompressor og pumpes inn i sylindre.

I varmt vær eller ved bruk av kunstig oppvarming kan installasjonen produsere en ganske stor mengde gass, ca 8 m 3 / dag.

Det er også mulig å hente gass fra husholdningsavfall fra deponier, men problemet er kjemikaliene som brukes i hverdagen.

Metanbakterier finnes i tarmen til dyr og derfor i husdyrgjødsel. Men for at de skal begynne å jobbe, er det nødvendig å begrense deres interaksjon med oksygen, siden det hemmer deres vitale funksjoner. Derfor er det nødvendig å lage spesielle installasjoner slik at bakterier ikke kommer i kontakt med luft.

I den resulterende biogassen er konsentrasjonen av metan litt lavere enn i naturgass, derfor vil den, når den brennes, produsere litt mindre varme. Ved brenning av 1 m 3 naturgass frigjøres 7-7,5 Gcal, deretter ved brenning av biogass - 6-6,5 Gcal.

Denne gassen egner seg både til oppvarming (vi har også generell informasjon om oppvarming) og til bruk i husholdningsovner. Kostnaden for biogass er lav, og i noen tilfeller praktisk talt lik null, hvis alt er laget av skrapmaterialer og du beholder for eksempel en ku.

Avfallet fra gassproduksjonen er vermikompost - en organisk gjødsel der alt fra ugressfrø råtner under forråtnelsesprosessen uten tilgang til oksygen, og bare nyttige mikroelementer som er nødvendige for planter gjenstår.

Det finnes til og med metoder for å lage kunstige gassforekomster i utlandet. Det ser slik ut. Siden en stor andel av kassert husholdningsavfall er organisk materiale, som kan råtne og produsere biogass. For at gassen skal begynne å frigjøres, er det nødvendig å frata organisk materiale interaksjon med luft. Derfor rulles avfallet opp i lag, og det øverste laget er laget av et gassvanntett materiale, som leire. Så borer de brønner og henter ut gass som fra naturlige forekomster. Og flere problemer løses samtidig, som avfallshåndtering og energiproduksjon.

Under hvilke forhold produseres biogass?

Forutsetninger for innhenting og energiverdi av biogass

For å sette sammen en liten installasjon, må du vite hvilke råvarer og med hvilken teknologi man kan få biogass fra.

Gass oppnås under dekomponering (gjæring) av organiske stoffer uten tilgang til luft (anaerob prosess): husdyrskitt, halm, topper, nedfallne løv og annet organisk avfall som genereres i individuelle husholdninger. Det følger at biogass kan hentes fra ethvert husholdningsavfall som kan brytes ned og gjære i flytende eller våt tilstand.

Nedbrytingsprosessen (gjæring) foregår i to faser:

1. Biomassenedbrytning (hydrotering);
2. Gassifisering (biogassutslipp).

Disse prosessene skjer i en fermentor (anaerobt biogassanlegg).

Slammet som oppnås etter nedbrytning i biogassanlegg øker jordens fruktbarhet og produktiviteten øker med 10-50 %. Dermed oppnås den mest verdifulle gjødselen.

Biogass består av en blanding av gasser:

• metan-55-75%;
• karbondioksid - 23-33%;
• hydrogensulfid-7%.

Metangjæring er en kompleks prosess med fermentering av organiske stoffer - en bakteriell prosess. Hovedbetingelsen for at denne prosessen skal skje er tilstedeværelsen av varme.

Under nedbrytningen av biomasse genereres det varme som er tilstrekkelig til at prosessen kan fortsette, for å beholde denne varmen må gjæringen varmeisoleres. Når temperaturen i fermentoren synker, avtar intensiteten av gassutviklingen, siden mikrobiologiske prosesser i den organiske massen bremses. Derfor er pålitelig termisk isolasjon av et biogassanlegg (biofermentor) en av de viktigste betingelsene for normal drift. Ved lasting av gjødsel i gjæringen må den blandes med varmt vann ved en temperatur på 35-40 o C. Dette vil bidra til å sikre nødvendig driftsmodus.

Ved omlasting skal varmetapet minimeres Ingeniørhjelp for biogass

For bedre oppvarming av fermentoren kan du bruke "drivhuseffekten". For å gjøre dette er en tre- eller lettmetallramme installert over kuppelen og dekket med plastfilm. De beste resultatene oppnås ved en temperatur på råvaren som fermenteres ved 30-32°C og en luftfuktighet på 90-95%. I regionene i midt- og nordsonen må en del av gassen som produseres brukes i de kalde periodene av året på tilleggsoppvarming av den fermenterte massen, noe som kompliserer utformingen av biogassanlegg.

Installasjoner er enkle å bygge på individuelle gårder i form av spesielle fermentorer for fermentering av biomasse. Det viktigste organiske råstoffet for lasting i gjæringsbeholderen er gjødsel.

Ved lasting av storfegjødsel for første gang skal gjæringsprosessen vare i minst 20 dager, og for svinegjødsel minst 30 dager. Du kan få mer gass ved lasting av en blanding av ulike komponenter sammenlignet med lasting av for eksempel storfegjødsel.

For eksempel produserer en blanding av storfegjødsel og fjørfegjødsel, når den behandles, opptil 70 % metan i biogass.

Etter at gjæringsprosessen har stabilisert seg, må du laste inn råvarer hver dag med ikke mer enn 10 % av mengden masse som behandles i gjæringsbeholderen.

Under gjæring, i tillegg til produksjon av gass, desinfiseres organiske stoffer. Organisk avfall kvitter seg med patogen mikroflora og deodoriserer ubehagelige lukter.

Det resulterende slammet må periodisk losses fra fermenteringsbeholderen; det brukes som gjødsel.

Når biogassanlegget først fylles, brenner ikke den utvunne gassen, dette skjer fordi den første gassen som produseres inneholder en stor mengde karbondioksid, ca 60 %. Derfor må det slippes ut i atmosfæren, og etter 1-3 dager vil driften av biogassanlegget stabilisere seg.

Tabell nr. 1 - mengden gass oppnådd per dag under gjæringen av ekskrementer fra ett dyr

Når det gjelder mengden energi som frigjøres, tilsvarer 1 m 3 biogass:

• 1,5 kg kull;
• 0,6 kg parafin;
• 2 kW/t elektrisitet;
• 3,5 kg ved;
• 12 kg gjødselbriketter.

Design av små biogassanlegg

Figur 1 - Diagram over det enkleste biogassanlegget med pyramideformet kuppel: 1 - grop for gjødsel; 2 - spor - vannforsegling; 3 — ringeklokke for oppsamling av gass; 4, 5 - gassutløpsrør; 6 - trykkmåler.

I henhold til dimensjonene vist i figur 1 er det utstyrt grop 1 og kuppel 3. Gropen er foret med 10 cm tykke armerte betongplater som er pusset med sementmørtel og belagt med harpiks for tetthet. En klokke 3 m høy er sveiset av takjern, i den øvre delen vil det samle seg biogass. For å beskytte den mot korrosjon, males klokken periodisk med to lag oljemaling. Det er enda bedre å først belegge innsiden av klokken med rødt bly. I den øvre delen av klokken er det installert et rør 4 for å fjerne biogass og en trykkmåler 5 er installert for å måle trykket. Gassutløpsrøret 6 kan være laget av en gummislange, plast eller metallrør.

Rundt gjæringsgropen er det installert et betongspor - en vannforsegling 2. fylt med vann, hvor den nedre siden av klokken er senket 0,5 m.

Figur 2 - Anordning for fjerning av kondensat: 1 - rørledning for gassfjerning; 2 - U-formet rør for kondensat; 3 - kondensat.

Gass kan for eksempel tilføres en komfyr gjennom metall-, plast- eller gummirør. For å forhindre at rørene fryser på grunn av frysing av kondensvann om vinteren, bruk en enkel enhet vist i figur 2: et U-formet rør 2 er koblet til rørledning 1 på det laveste punktet. Høyden på den frie delen må være større enn biogasstrykket (i mm vannsøyle). Kondensat 3 dreneres gjennom den frie enden av røret, og det vil ikke være noen gasslekkasje.

Figur 3 - Diagram over det enkleste biogassanlegget med en konisk kuppel: 1 - grop for gjødsel; 2 — kuppel (klokke); 3 - utvidet del av røret; 4 - gassutløpsrør; 5 - spor - vanntetning.

I installasjonen vist i figur 3 er grop 1 med en diameter på 4 mm og en dybde på 2 m foret innvendig med takjern, hvis ark er tett sveiset. Den indre overflaten av den sveisede tanken er belagt med harpiks for anti-korrosjonsbeskyttelse. På utsiden av betongtankens overkant er det montert et sirkulært spor 5 inntil 1 m dypt som fylles med vann. Den vertikale delen av kuppelen 2, som dekker tanken, er fritt installert i den. Dermed fungerer sporet med vann hellet inn som en vanntetning. Biogass samles opp i den øvre delen av kuppelen, hvorfra den tilføres gjennom utløpsrør 3 og deretter gjennom rørledning 4 (eller slange) til bruksstedet.

Omtrent 12 kubikkmeter organisk masse (gjerne fersk gjødsel) lastes inn i rundtank 1, som fylles med flytende fraksjon av gjødsel (urin) uten tilsetning av vann. En uke etter påfylling begynner fermenteringsbeholderen å virke. I denne installasjonen er gjæringskapasiteten 12 kubikkmeter, noe som gjør det mulig å bygge den for 2-3 familier som har hus i nærheten. Et slikt anlegg kan bygges på en gård dersom familien oppdretter for eksempel okser eller holder flere kyr.

Figur 4 - Ordninger av varianter av de enkleste installasjonene: 1 - tilførsel av organisk avfall; 2 - beholder for organisk avfall; 3 - gassoppsamlingsområde under kuppelen; 4 - gassutløpsrør; 5 - slamdrenering; 6 - trykkmåler; 7 — kuppel laget av polyetylenfilm; 8 - vannforsegling og; 9 - last; 10 – limt polyetylenpose i ett stykke.

Design og teknologiske diagrammer for de enkleste små installasjonene er vist i figur 4. Pilene indikerer de teknologiske bevegelsene til den opprinnelige organiske massen, gassen og slam. Strukturelt kan kuppelen være stiv eller laget av polyetylenfilm. En stiv kuppel kan lages med en lang sylindrisk del for dyp nedsenking i den bearbeidede massen, flytende, figur 4, d, eller settes inn i en hydraulisk tetning, figur 4, e. En filmkuppel kan settes inn i en hydraulisk tetning, figur 4, e, eller laget i form av en sømløst limt storpose, figur 4, og. I sistnevnte versjon er det lagt en vekt 9 på filmposen slik at posen ikke sveller for mye, og også for å skape tilstrekkelig trykk under filmen.

Gassen, som samles opp under kuppelen eller filmen, tilføres gjennom en gassrørledning til bruksstedet. For å unngå en gasseksplosjon kan en ventil justert til et visst trykk installeres på utløpsrøret. Faren for en gasseksplosjon er imidlertid usannsynlig, siden med en betydelig økning i gasstrykket under kuppelen, vil sistnevnte heves i den hydrauliske tetningen til en kritisk høyde og vil velte og frigjøre gassen.

Biogassproduksjonen kan reduseres på grunn av at det dannes en skorpe på overflaten av det organiske råstoffet i fermenteringsbeholderen under gjæring. For å sikre at det ikke forstyrrer gassutslippet, brytes det ved å blande massen i fermenteringsbeholderen. Du kan blande ikke for hånd, men ved å feste en metallgaffel til kuppelen nedenfra. Kuppelen stiger i den hydrauliske tetningen til en viss høyde når gass samler seg og senkes etter hvert som den brukes.

Takket være den systematiske bevegelsen av kuppelen fra topp til bunn, vil gaflene som er koblet til kuppelen ødelegge skorpen.

Høy luftfuktighet og tilstedeværelse av hydrogensulfid (opptil 0,5%) bidrar til økt korrosjon av metalldeler i biogassanlegg. Derfor overvåkes tilstanden til alle metallelementer i gjæringsbeholderen jevnlig og skadede områder beskyttes nøye, gjerne med blybly i ett eller to lag, og deretter malt i to lag med eventuell oljemaling.

Figur 5. Diagram over et oppvarmet biogassanlegg: 1 - fermentor; 2 - treskjold; 3 - påfyllingshals; 4 - metantank; 5 - rører; 6 — grenrør for valg av biogass; 7 - termisk isolasjonslag; 8 - rist; 9 - avløpsventil for bearbeidet masse; 10 - kanal for lufttilførsel; 11 - blåser.

Biogassanlegg med oppvarming av den fermenterte massen med varme , frigjort under nedbryting av gjødsel i en aerob gjæringsbeholder, er vist i figur 5. Den inkluderer en kokertank - en sylindrisk metallbeholder med påfyllingshals 3. en avløpsventil 9. en mekanisk rører 5 og en dyse 6 for valg av biogass.

Fermenter 1 kan lages rektangulær og 3 trematerialer. For lossing av bearbeidet gjødsel er juiceveggene avtagbare. Gulvet i gjæringsbeholderen er gitter, luft blåses gjennom den teknologiske kanalen 10 fra en vifte 11. Toppen av gjæringsbeholderen er dekket med treplater 2. For å redusere varmetapet er veggene og bunnen laget med et varmeisolerende lag 7.

Installasjonen fungerer slik. Forberedt flytende gjødsel med et fuktighetsinnhold på 88-92% helles i metantanken 4 gjennom hodet 3, væskenivået bestemmes av den nedre delen av påfyllingshalsen. Aerob gjæringstank 1 fylles gjennom den øvre åpningsdelen med strøgjødsel eller en blanding av gjødsel med løst tørt organisk fyllstoff (halm, sagflis) med et fuktighetsinnhold på 65-69 %. Når luft tilføres gjennom den teknologiske kanalen i fermentoren, begynner den organiske massen å brytes ned og varme frigjøres. Det er nok å varme opp innholdet i metantanken. Som et resultat frigjøres biogass. Det samler seg i den øvre delen av kokertanken. Gjennom rør 6 brukes det til husbehov. Under gjæringsprosessen blandes gjødselen i kokeren med en blander 5.

En slik installasjon vil betale seg tilbake innen et år bare på grunn av avfallshåndtering i personlige husholdninger. Omtrentlig verdi for biogassforbruk er gitt i tabell 2.

Tabell nr. 2 – omtrentlige verdier for biogassforbruk

Merk: installasjonen kan operere i alle klimasoner.

Figur 6 - Diagram av det enkelte biogassanlegg IBGU-1: 1 - påfyllingshals; 2 - rører; 3 - rør for gassprøvetaking; 4 - termisk isolasjonslag; 5 — rør med kran for lossing av bearbeidet masse; 6 - termometer.

Individuelt biogassanlegg (IBGU-1) for en familie med 2 til 6 kyr eller 20-60 griser, eller 100-300 fjørfe (Figur 6). Anlegget kan behandle fra 100 til 300 kg gjødsel hver dag og produserer 100-300 kg miljøvennlig organisk gjødsel og 3-12 m 3 biogass.

Den konstante økningen i kostnadene for tradisjonelle energiressurser presser hjemmehåndverkere til å lage hjemmelaget utstyr som lar dem produsere biogass fra avfall med egne hender. Med denne tilnærmingen til jordbruk er det mulig ikke bare å skaffe billig energi til oppvarming av huset og andre behov, men også å etablere prosessen med å resirkulere organisk avfall og skaffe gratis gjødsel for påfølgende påføring i jorda.

Overflødig produsert biogass, som gjødsel, kan selges til markedsverdi til interesserte forbrukere, og blir til penger som bokstavelig talt «ligger under føttene dine». Store bønder har råd til å kjøpe ferdige produksjonsstasjoner for biogass satt sammen i fabrikker. Kostnaden for slikt utstyr er ganske høy. Avkastningen på driften tilsvarer imidlertid investeringen som er foretatt. Mindre kraftige installasjoner som fungerer etter samme prinsipp kan settes sammen på egen hånd av tilgjengelige materialer og deler.

Hva er biogass og hvordan dannes den?

Som et resultat av biomassebehandling oppnås biogass

Biogass er klassifisert som et miljøvennlig drivstoff. Biogass ligner i mange henseender naturgass produsert i industriell skala i henhold til sine egenskaper. Teknologien for å produsere biogass kan presenteres som følger:

• i en spesiell beholder kalt en bioreaktor, foregår prosessen med å behandle biomasse med deltakelse av anaerobe bakterier under luftløse gjæringsforhold i en viss periode, hvis varighet avhenger av volumet av lastede råvarer;
• som et resultat frigjøres en blanding av gasser, bestående av 60% metan, 35% karbondioksid, 5% andre gassformige stoffer, blant hvilke det er en liten mengde hydrogensulfid;
• den resulterende gassen fjernes konstant fra bioreaktoren og sendes etter rensing til tiltenkt bruk;
• behandlet avfall, som har blitt gjødsel av høy kvalitet, fjernes med jevne mellomrom fra bioreaktoren og transporteres til åkrene.

Visuelt diagram av produksjonsprosessen for biodrivstoff

For å etablere kontinuerlig produksjon av biogass hjemme må du eie eller ha tilgang til landbruks- og husdyrbedrifter. Det er økonomisk lønnsomt å produsere biogass kun dersom det er en kilde til gratis tilførsel av gjødsel og annet organisk avfall fra husdyrhold.

Gassoppvarming er fortsatt den mest pålitelige oppvarmingsmetoden. Du kan lære mer om autonom gassifisering i følgende materiale:

Typer bioreaktorer

Installasjoner for produksjon av biogass er forskjellige i type lasting av råvarer, innsamling av den resulterende gassen, plassering av reaktoren i forhold til jordoverflaten og produksjonsmateriale. Betong, murstein og stål er de mest egnede materialene for å bygge bioreaktorer.

Basert på type lasting skilles det mellom bioinstallasjoner, der en gitt del av råstoffet lastes inn og går gjennom en prosesseringssyklus, og deretter fullstendig losses. Gassproduksjonen i disse installasjonene er ustabil, men alle typer råstoff kan lastes inn i dem. Som regel er de vertikale og tar liten plass.

En del organisk avfall lastes inn i systemet av den andre typen daglig, og en like stor del av ferdig gjæret gjødsel losses. Arbeidsblandingen forblir alltid i reaktoren. Det såkalte kontinuerligfôringsanlegget produserer konsekvent mer biogass og er svært populært blant bønder. I utgangspunktet er disse reaktorene plassert horisontalt og er praktiske hvis det er ledig plass på stedet.

Den valgte typen biogassinnsamling bestemmer designfunksjonene til reaktoren.

• ballongsystemer består av en varmebestandig sylinder av gummi eller plast der en reaktor og en gassholder er kombinert. Fordelene med denne typen reaktorer er enkel design, lasting og lossing av råvarer, enkel rengjøring og transport og lave kostnader. Ulempene inkluderer kort levetid, 2-5 år, og mulighet for skader som følge av ytre påvirkninger. Ballongreaktorer inkluderer også kanal-type enheter, som er mye brukt i Europa for behandling av flytende avfall og avløpsvann. Denne gummitoppen er effektiv ved høye omgivelsestemperaturer og det er ingen risiko for skade på sylinderen. Den faste kuppeldesignen har en helt lukket reaktor og en kompensasjonstank for slurryutslipp. Gass samler seg i kuppelen; når den neste porsjonen med råvarer lastes, skyves den bearbeidede massen inn i kompensasjonstanken.
• Biosystemer med en flytende kuppel består av en monolittisk bioreaktor plassert under jorden og en bevegelig gassholder, som flyter i en spesiell vannlomme eller direkte i råmaterialet og stiger under påvirkning av gasstrykk. Fordelen med en flytende kuppel er enkel betjening og muligheten til å bestemme gasstrykket etter høyden på kuppelen. Dette er en utmerket løsning for en stor gård.
• Når du velger et underjordisk eller overjordisk installasjonssted, må du ta hensyn til terrengets helning, som gjør det lettere å laste og losse råvarer, forbedret termisk isolasjon av underjordiske strukturer, som beskytter biomassen mot daglige temperatursvingninger og gjør gjæringsprosessen mer stabil.

Designet kan utstyres med ekstra enheter for oppvarming og blanding av råvarer.

Er det lønnsomt å lage en reaktor og bruke biogass?

Byggingen av et biogassanlegg har følgende mål:

• produksjon av billig energi;
• produksjon av lett fordøyelig gjødsel;
• besparelser på å koble til dyrt avløp;
• resirkulering av gårdsavfall;
• mulig fortjeneste fra gassalg;
• redusere intensiteten av ubehagelige lukter og forbedre miljøsituasjonen i området.

Lønnsomhetskart for biogassproduksjon og bruk

For å vurdere fordelene ved å bygge en bioreaktor, bør en fornuftig eier vurdere følgende aspekter:

• kostnaden for et bioanlegg er en langsiktig investering;
• hjemmelaget biogassutstyr og installasjon av en reaktor uten involvering av tredjepartsspesialister vil koste mye mindre, men effektiviteten er også lavere enn for en dyr fabrikk;
• For å opprettholde stabilt gasstrykk må bonden ha tilgang på husdyravfall i tilstrekkelig mengde og over lang tid. I tilfelle av høye priser på elektrisitet og naturgass eller mangel på mulighet for gassifisering, blir bruken av installasjonen ikke bare lønnsom, men også nødvendig;
• for store gårder med eget råstoffgrunnlag vil en lønnsom løsning være å inkludere en bioreaktor i systemet med veksthus og storfehold;
• For små gårder kan effektiviteten økes ved å installere flere små reaktorer og laste inn råvarer med ulike tidsintervaller. Dette vil unngå avbrudd i gasstilførselen på grunn av mangel på råstoff.

Hvordan bygge en bioreaktor på egen hånd

Beslutningen om å bygge er tatt, nå må du designe installasjonen og beregne nødvendige materialer, verktøy og utstyr.

Viktig! Motstand mot aggressive sure og alkaliske miljøer er hovedkravet for bioreaktormateriale.

Hvis en metalltank er tilgjengelig, kan den brukes forutsatt at den har et beskyttende belegg mot korrosjon. Når du velger en metallbeholder, vær oppmerksom på tilstedeværelsen av sveiser og deres styrke.

Et holdbart og praktisk alternativ er en polymerbeholder. Dette materialet råtner ikke eller ruster. Et fat med tykke harde vegger eller forsterket vil tåle belastningen perfekt.

Den billigste måten er å legge ut en beholder laget av murstein eller stein eller betongblokker. For å øke styrken er veggene forsterket og dekket innvendig og utvendig med en flerlags vanntetting og gasstett belegg. Pussen skal inneholde tilsetningsstoffer som gir de angitte egenskapene. Den beste formen for å tåle alle trykkbelastninger er oval eller sylindrisk.

Ved bunnen av denne beholderen er det et hull gjennom hvilket avfallsråmaterialer vil bli fjernet. Dette hullet må være tett lukket, fordi systemet kun fungerer effektivt under tette forhold.

Beregning av nødvendige verktøy og materialer

For å legge ut en mursteinsbeholder og installere hele systemet, trenger du følgende verktøy og materialer:

• beholder for blanding av sementmørtel eller betongblander;
• bor med mikserfeste;
• pukk og sand for å konstruere en dreneringspute;
• spade, målebånd, sparkel, spatel;
• murstein, sement, vann, fin sand, armering, mykner og andre nødvendige tilsetningsstoffer;
• sveisemaskin og festemidler for installasjon av metallrør og komponenter;
• et vannfilter og en beholder med metallspon for gassrensing;
• dekksylindere eller standard propanflasker for gasslagring.

Størrelsen på betongtanken bestemmes ut fra mengden organisk avfall som dukker opp daglig i en privat gård eller gård. Full drift av bioreaktoren er mulig hvis den er fylt til to tredjedeler av tilgjengelig volum.

La oss bestemme volumet av reaktoren for en liten privat gård: hvis det er 5 kyr, 10 griser og 40 kyllinger, så per dag av deres livsaktivitet et kull på 5 x 55 kg + 10 x 4,5 kg + 40 x 0,17 kg = 275 kg + dannes 45 kg + 6,8 kg = 326,8 kg. For å bringe kyllinggjødsel til den nødvendige fuktigheten på 85%, må du tilsette 5 liter vann. Totalvekt = 331,8 kg. For behandling på 20 dager trenger du: 331,8 kg x 20 = 6636 kg - ca 7 kubikkmeter kun for underlaget. Dette er to tredjedeler av det nødvendige volumet. For å få resultatet trenger du 7x1,5 = 10,5 kubikkmeter. Den resulterende verdien er det nødvendige volumet til bioreaktoren.

Husk at det ikke vil være mulig å produsere store mengder biogass i små beholdere. Utbyttet avhenger direkte av massen av organisk avfall som behandles i reaktoren. Så for å få 100 kubikkmeter biogass, må du behandle tonnevis med organisk avfall.

Forberede et sted for en bioreaktor

Den organiske blandingen som lastes inn i reaktoren skal ikke inneholde antiseptika, vaskemidler, kjemikalier som er skadelige for bakteriers liv og bremser produksjonen av biogass.

Viktig! Biogass er brannfarlig og eksplosiv.

For riktig drift av bioreaktoren må de samme reglene følges som for eventuelle gassinstallasjoner. Hvis utstyret er forseglet og biogass slippes ut i gasstanken i tide, vil det ikke være noen problemer.

Hvis gasstrykket overstiger normen eller forgifter hvis forseglingen brytes, er det fare for eksplosjon, så det anbefales å installere temperatur- og trykksensorer i reaktoren. Å puste inn biogass er også farlig for menneskers helse.

Hvordan sikre biomasseaktivitet

Du kan fremskynde gjæringsprosessen til biomasse ved å varme den opp. Som regel oppstår ikke dette problemet i de sørlige regionene. Omgivelsestemperaturen er tilstrekkelig for naturlig aktivering av gjæringsprosesser. I regioner med tøffe klimatiske forhold om vinteren er det generelt umulig å drive et biogassproduksjonsanlegg uten oppvarming. Tross alt starter gjæringsprosessen ved en temperatur som overstiger 38 grader Celsius.

Det er flere måter å organisere oppvarming av en biomassetank på:

• koble spolen under reaktoren til varmesystemet;
• installer elektriske varmeelementer ved bunnen av beholderen;
• gi direkte oppvarming av tanken ved bruk av elektriske oppvarmingsenheter.

Bakterier som påvirker metanproduksjonen er i dvale i selve råvarene. Aktiviteten deres øker ved et visst temperaturnivå. Installasjonen av et automatisert varmesystem vil sikre normal forløp av prosessen. Automatikken vil slå på varmeutstyret når neste kaldbatch kommer inn i bioreaktoren, og deretter slå det av når biomassen varmes opp til spesifisert temperaturnivå.

Lignende temperaturkontrollsystemer er installert i varmtvannskjeler, slik at de kan kjøpes i butikker som spesialiserer seg på salg av gassutstyr.

Diagrammet viser hele syklusen, fra lasting av faste og flytende råvarer, og slutter med fjerning av biogass til forbrukere

Det er viktig å merke seg at man kan aktivere biogassproduksjon hjemme ved å blande biomasse i en reaktor. For dette formålet er det laget en enhet som er strukturelt lik en husholdningsblander. Enheten kan settes i bevegelse av en aksel som føres ut gjennom et hull plassert i lokket eller veggene til tanken.

Hvilke spesielle tillatelser som kreves for installasjon og bruk av biogass

For å bygge og drifte en bioreaktor, samt bruke den resulterende gassen, må du sørge for å få de nødvendige tillatelsene på designstadiet. Samordning må gjennomføres med gasstjenesten, brannvesen og Rostechnadzor. Generelt ligner reglene for installasjon og drift reglene for bruk av konvensjonelt gassutstyr. Byggingen må utføres strengt i samsvar med SNIPs, alle rørledninger må være gule og ha passende merking. Ferdige systemer produsert på fabrikk koster flere ganger mer, men har alle medfølgende dokumenter og oppfyller alle tekniske krav. Produsenter gir garanti på utstyr og sørger for vedlikehold og reparasjon av produktene deres.

En hjemmelaget installasjon for produksjon av biogass kan tillate deg å spare på energikostnadene, som tar en stor del i å bestemme kostnadene for landbruksprodukter. Å redusere produksjonskostnadene vil påvirke økningen i lønnsomheten til en gård eller privat gård. Nå som du vet hvordan du får tak i biogass fra eksisterende avfall, gjenstår det bare å sette ideen ut i livet. Mange bønder har lenge lært å tjene penger på gjødsel.

Økologi av forbruk. Eiendom: Gårder møter årlig problemet med gjødselhåndtering. De betydelige midlene som kreves for å organisere fjerning og begravelse er bortkastet. Men det er en måte som lar deg ikke bare spare penger, men også få dette naturlige produktet til å tjene deg til din fordel.

Bønder møter årlig problemet med gjødselhåndtering. De betydelige midlene som kreves for å organisere fjerning og begravelse er bortkastet. Men det er en måte som lar deg ikke bare spare penger, men også få dette naturlige produktet til å tjene deg til din fordel. Sparsomme eiere har lenge tatt i bruk økoteknologi som gjør det mulig å hente biogass fra gjødsel og bruke resultatet som drivstoff.

Om fordelene ved å bruke bioteknologi

Teknologien for å produsere biogass fra ulike naturlige kilder er ikke ny. Forskning på dette området begynte på slutten av 1700-tallet og utviklet seg med suksess på 1800-tallet. I Sovjetunionen ble det første bioenergianlegget opprettet på førtitallet av forrige århundre.

Teknologien for å bearbeide gjødsel til biogass gjør det mulig å redusere mengden skadelige metanutslipp til atmosfæren og få en ekstra kilde til termisk energi

Bioteknologi har lenge vært brukt i mange land, men i dag får de særlig betydning. På grunn av den forverrede miljøsituasjonen på planeten og de høye energikostnadene, retter mange oppmerksomheten mot alternative energi- og varmekilder.

Selvfølgelig er gjødsel en svært verdifull gjødsel, og hvis det er to kyr på gården, er det ingen problemer med bruken. Det er en annen sak når det gjelder gårder med store og mellomstore husdyr, hvor det genereres tonnevis med illeluktende og råtnende biologisk materiale i året.

For at gjødsel skal bli til gjødsel av høy kvalitet, trengs områder med et visst temperaturregime, og dette er en ekstra utgift. Derfor lagrer mange bønder den der de kan og tar den med seg ut på jordene.

Hvis lagringsbetingelser ikke er oppfylt, fordamper opptil 40 % nitrogen og hoveddelen av fosfor fra gjødsel, noe som forverrer kvalitetsindikatorene betydelig. I tillegg slippes metangass ut i atmosfæren, noe som har en negativ innvirkning på miljøsituasjonen til planeten.

Avhengig av volumet av råvarer som genereres per dag, bør dimensjonene til installasjonen og graden av automatisering velges

Moderne bioteknologi gjør det mulig ikke bare å nøytralisere de skadelige effektene av metan på miljøet, men også å gjøre det til fordel for mennesker, samtidig som det høster betydelige økonomiske fordeler. Som et resultat av gjødselbehandlingen dannes det biogass, som det da kan hentes tusenvis av kW energi fra, og produksjonsavfall representerer en svært verdifull anaerob gjødsel.

Hva er biogass

Biogass er et flyktig stoff uten farge eller lukt, som inneholder opptil 70 % metan. Når det gjelder kvalitetsindikatorer, nærmer den seg den tradisjonelle typen drivstoff - naturgass. Den har god brennverdi, 1 m3 biogass avgir like mye varme som man får ved forbrenning av halvannet kilo kull.

Vi skylder dannelsen av biogass til anaerobe bakterier, som aktivt jobber med å bryte ned organiske råvarer, som inkluderer husdyrgjødsel, fugleskitt og eventuelt planteavfall.

Ved egenproduksjon av biogass kan fugleskitt og avfallsprodukter fra små og store husdyr benyttes. Råvarer kan brukes i ren form eller i form av en blanding inkludert gress, løvverk, gammelt papir

For å aktivere prosessen er det nødvendig å skape gunstige forhold for livet til bakterier. De skal være lik de der mikroorganismer utvikler seg i et naturlig reservoar - i magen til dyr, hvor det er varmt og det ikke er oksygen. Egentlig er dette de to hovedforholdene som bidrar til den mirakuløse transformasjonen av råtnende gjødsel til miljøvennlig drivstoff og verdifull gjødsel.

Mekanisme for gassdannelse fra organiske råvarer

For å produsere biogass trenger du en forseglet reaktor uten tilgang til luft, hvor prosessen med gjæring av gjødsel og dens nedbrytning til komponenter vil finne sted:

• Metan (opptil 70%).
• Karbondioksid (omtrent 30%).
• Andre gassformige stoffer (1-2%).

De resulterende gassene stiger til toppen av beholderen, hvorfra de deretter pumpes ut, og restproduktet legger seg ned - organisk gjødsel av høy kvalitet, som som et resultat av bearbeiding har beholdt alle de verdifulle stoffene som finnes i gjødselen - nitrogen og fosfor, og har mistet en betydelig del av sykdomsfremkallende mikroorganismer.

Reaktoren for produksjon av biogass må ha en fullstendig forseglet design der det ikke er oksygen, ellers vil prosessen med nedbrytning av gjødsel være ekstremt langsom

Den andre viktige betingelsen for effektiv dekomponering av gjødsel og dannelse av biogass er overholdelse av temperaturregimet. Bakterier som deltar i prosessen aktiveres ved temperaturer fra +30 grader. Dessuten inneholder gjødsel to typer bakterier:

• Mesofil. Deres livsaktivitet skjer ved en temperatur på +30 – +40 grader;
• Termofil. For å reprodusere dem er det nødvendig å opprettholde et temperaturregime på +50 (+60) grader.

Behandlingstiden for råvarer i installasjoner av den første typen avhenger av blandingens sammensetning og varierer fra 12 til 30 dager. Samtidig gir 1 liter nyttig reaktorareal 2 liter biodrivstoff. Ved bruk av installasjoner av den andre typen reduseres produksjonstiden til sluttproduktet til tre dager, og mengden biogass øker til 4,5 liter.

Effektiviteten til termofile planter er synlig for det blotte øye, men kostnadene for vedlikehold er svært høye, så før du velger en eller annen metode for å produsere biogass, må du beregne alt veldig nøye (klikk for å forstørre)

Til tross for at effektiviteten til termofile anlegg er titalls ganger høyere, brukes de mye sjeldnere, siden å opprettholde høye temperaturer i reaktoren er forbundet med høye kostnader. Vedlikehold og vedlikehold av mesofile anlegg er billigere, så de fleste gårder bruker dem til å produsere biogass.

Når det gjelder energipotensial, er biogass litt dårligere enn konvensjonelt gassdrivstoff. Imidlertid inneholder den svovelsyredamp, hvis tilstedeværelse bør tas i betraktning når du velger materialer for konstruksjonen av installasjonen

Beregninger av effektiviteten av biogassbruk

Enkle beregninger vil hjelpe deg med å vurdere alle fordelene ved å bruke alternativt biodrivstoff. En ku på 500 kg produserer cirka 35-40 kg gjødsel per dag. Denne mengden er nok til å produsere ca. 1,5 m3 biogass, hvorfra 3 kW/t elektrisitet kan genereres.

Ved hjelp av dataene fra tabellen er det enkelt å beregne hvor mange m3 biogass som kan fås ved utgangen i henhold til antall husdyr tilgjengelig på gården

For å skaffe biodrivstoff kan du bruke enten én type organisk råstoff eller blandinger av flere komponenter med en luftfuktighet på 85-90 %. Det er viktig at de ikke inneholder fremmede kjemiske urenheter som påvirker prosessprosessen negativt.

Den enkleste oppskriften på blandingen ble oppfunnet tilbake i 2000 av en russisk mann fra Lipetsk-regionen, som med egne hender bygde en enkel installasjon for produksjon av biogass. Han blandet 1500 kg kugjødsel med 3500 kg forskjellig planteavfall, tilsatte vann (ca. 65 % av vekten av alle ingrediensene) og varmet opp blandingen til 35 grader.

Om to uker er gratis drivstoff klart. Denne lille installasjonen produserte 40 m3 gass per dag, som var nok til å varme opp hus og uthus i seks måneder.

Opsjoner for produksjonsanlegg for biodrivstoffproduksjon

Etter å ha gjort beregningene, må du bestemme hvordan du skal lage installasjonen for å få biogass i samsvar med behovene til gården din. Hvis husdyrbestanden er liten, vil en enkel installasjon gjøre det, som enkelt kan lages med egne hender fra tilgjengelige materialer.

For store gårder som har en konstant kilde til store mengder råvarer, er det tilrådelig å bygge et industrielt automatisert biogasssystem. I dette tilfellet er det usannsynlig at det vil være mulig å gjøre uten involvering av spesialister som vil utvikle prosjektet og installere installasjonen på et profesjonelt nivå.

Diagrammet viser tydelig hvordan et industrielt automatisert kompleks for produksjon av biogass fungerer. Bygging av en slik skala kan organiseres for flere gårder i nærheten

I dag er det dusinvis av selskaper som kan tilby mange alternativer: fra ferdige løsninger til utvikling av et individuelt prosjekt. For å redusere byggekostnadene kan du samarbeide med nabogårder (hvis det er noen i nærheten) og bygge én installasjon for å produsere biogass for dem alle.

Det skal bemerkes at for å bygge selv en liten installasjon, er det nødvendig å utarbeide de relevante dokumentene, lage et teknologisk diagram, en plan for plassering av utstyr og ventilasjon (hvis utstyret er installert innendørs), og gå gjennom godkjenningsprosedyrer med SES, brann- og gassinspeksjon.

Designfunksjoner til et biogasssystem

Et komplett biogassanlegg er et komplekst system som består av:

1. Bioreaktor, hvor prosessen med nedbrytning av gjødsel finner sted;
2. Automatisert forsyningssystem for organisk avfall;
3. Biomasse blande enheter;
4. Utstyr for å opprettholde optimale temperaturforhold;
5. Gasstanker – gasslagringstanker;
6. Mottaker for avfall fast avfall.

Alle de ovennevnte elementene er installert i industrielle installasjoner som opererer i automatisk modus. Husholdningsreaktorer har som regel en mer forenklet design.

Diagrammet viser hovedkomponentene i et automatisert biogasssystem. Reaktorens volum avhenger av det daglige inntaket av organiske råvarer. For at installasjonen skal fungere fullt ut, må reaktoren fylles til to tredjedeler av volumet.

Driftsprinsipp og design av et produksjonsanlegg for biogass

Hovedelementet i systemet er bioreaktoren. Det er flere alternativer for implementeringen, det viktigste er å sikre tettheten til strukturen og forhindre inntrengning av oksygen. Den kan lages i form av en metallbeholder av forskjellige former (vanligvis sylindrisk), plassert på overflaten. Ofte brukes 50 cc tomme drivstofftanker til disse formålene.

Du kan kjøpe ferdige sammenleggbare beholdere. Fordelen deres er muligheten til raskt å demontere og om nødvendig transportere til et annet sted. Det er tilrådelig å bruke industrielle overflateinstallasjoner på store gårder hvor det er en konstant tilstrømning av store mengder organiske råvarer.

For små gårder er muligheten for underjordisk plassering av tanken mer egnet. En underjordisk bunker er bygget av murstein eller betong. Du kan grave ned ferdige beholdere i bakken, for eksempel fat laget av metall, rustfritt stål eller PVC. Det er også mulig å plassere dem overfladisk på gaten eller i et spesialdesignet rom med god ventilasjon.

For å produsere et biogassproduksjonsanlegg kan du kjøpe ferdige PVC-beholdere og installere dem i et rom utstyrt med et ventilasjonssystem

Uavhengig av hvor og hvordan reaktoren er plassert, er den utstyrt med en bunker for lasting av gjødsel. Før lasting av råmaterialet, må det gjennomgå foreløpig forberedelse: det knuses til fraksjoner som ikke er større enn 0,7 mm og fortynnes med vann. Ideelt sett bør fuktigheten i underlaget være ca. 90%.

Automatiserte industrielle installasjoner er utstyrt med et råvareforsyningssystem, inkludert en mottaker der blandingen bringes til det nødvendige fuktighetsnivået, en vannforsyningsrørledning og en pumpeenhet for å pumpe massen inn i bioreaktoren.

I hjemmeinstallasjoner for klargjøring av underlaget brukes separate beholdere der avfallet knuses og blandes med vann. Deretter lastes massen inn i mottaksrommet. I reaktorer som er plassert under jorden, bringes beholderen for mottak av substratet ut, og den tilberedte blandingen strømmer ved tyngdekraften gjennom en rørledning inn i gjæringskammeret.

Hvis reaktoren er plassert på bakken eller innendørs, kan innløpsrøret med mottaksanordningen plasseres i undersiden av tanken. Det er også mulig å bringe røret til toppen og sette en stikkontakt på halsen. I dette tilfellet vil biomassen måtte tilføres ved hjelp av en pumpe.

Det er også nødvendig å tilveiebringe et utløpshull i bioreaktoren, som er laget nesten i bunnen av beholderen på motsatt side av innmatingsbeholderen. Når det plasseres under jorden, installeres utløpsrøret skrått oppover og fører til en avfallsbeholder, formet som en rektangulær boks. Dens øvre kant skal være under nivået til innløpet.

Innløps- og utløpsrørene er plassert skrått oppover på forskjellige sider av tanken, mens kompensasjonstanken som avfallet kommer inn i må være under mottaksbeholderen.

Prosessen går som følger: innløpsbeholderen mottar et nytt parti med substrat, som renner inn i reaktoren, samtidig stiger samme mengde avfallsslam gjennom et rør inn i avfallsbeholderen, hvorfra det deretter øses ut og brukes som biogjødsel av høy kvalitet.

Biogass lagres i en gasstank. Oftest er den plassert direkte på taket av reaktoren og har form som en kuppel eller kjegle. Den er laget av takjern, og deretter, for å forhindre korrosjonsprosesser, males den med flere lag oljemaling. I industrielle installasjoner designet for å produsere store mengder gass, er gasstanken ofte konstruert i form av en separat tank koblet til reaktoren med en rørledning.

Gassen som produseres ved gjæring er ikke egnet for bruk fordi den inneholder store mengder vanndamp og vil ikke brenne i denne formen. For å rense den fra vannfraksjoner føres gassen gjennom en vanntetning. For å gjøre dette fjernes et rør fra gasstanken, gjennom hvilket biogassen kommer inn i en beholder med vann, og derfra leveres den til forbrukerne gjennom et plast- eller metallrør.

Plan for installasjon plassert under jorden. Innløps- og utløpsåpningene skal være plassert på motsatte sider av beholderen. Det er en vannforsegling over reaktoren som den resulterende gassen føres gjennom for å tørke.

I noen tilfeller brukes spesielle gassholderposer laget av polyvinylklorid til å lagre gass. Posene plasseres ved siden av installasjonen og fylles gradvis med gass. Etter hvert som de fylles, blåses det elastiske materialet opp og volumet på posene øker, slik at du midlertidig kan lagre mer av sluttproduktet om nødvendig.

Forutsetninger for effektiv drift av en bioreaktor

For effektiv drift av installasjonen og intensiv utslipp av biogass er det nødvendig med jevn gjæring av det organiske substratet. Blandingen må være i konstant bevegelse. Ellers dannes en skorpe på den, nedbrytningsprosessen bremses, og som et resultat produseres det mindre gass enn først beregnet.

For å sikre aktiv blanding av biomassen, er nedsenkbare eller skråstilte blandere utstyrt med en elektrisk drivenhet installert i den øvre eller sidedelen av en typisk reaktor. I hjemmelagde installasjoner gjøres blandingen mekanisk ved hjelp av en enhet som ligner en husholdningsblander. Den kan styres manuelt eller utstyres med en elektrisk drift.

Når reaktoren er plassert vertikalt, er rørehåndtaket plassert på toppen av installasjonen. Hvis beholderen er installert horisontalt, er skruen også plassert i et horisontalt plan, og håndtaket er plassert på siden av bioreaktoren

En av de viktigste betingelsene for å produsere biogass er å opprettholde den nødvendige temperaturen i reaktoren. Oppvarming kan gjøres på flere måter. I stasjonære installasjoner brukes automatiserte varmesystemer, som slås på når temperaturen faller under et forhåndsbestemt nivå, og slås av når ønsket temperatur er nådd.

For oppvarming kan du bruke gasskjeler, direkte oppvarming med elektriske varmeapparater, eller bygge et varmeelement i bunnen av beholderen. For å redusere varmetapet anbefales det å bygge en liten ramme rundt reaktoren med et lag glassull eller dekke installasjonen med termisk isolasjon. Ekspandert polystyren har gode varmeisolasjonsegenskaper.

For å sette opp et biomassevarmesystem kan du kjøre en rørledning fra hjemmevarmesystemet, som drives av reaktoren

Hvordan bestemme nødvendig reaktorvolum

Reaktorens volum bestemmes ut fra den daglige mengden gjødsel som produseres på gården. Det er også nødvendig å ta hensyn til type råvare, temperatur og gjæringstid. For at installasjonen skal fungere fullt ut, er beholderen fylt til 85-90 % av volumet, minst 10 % må være ledig for at gass skal slippe ut.

Prosessen med nedbrytning av organisk materiale i en mesofil installasjon ved en gjennomsnittstemperatur på 35 grader varer fra 12 dager, hvoretter de fermenterte restene fjernes og reaktoren fylles med en ny del av substratet. Siden avfall fortynnes med vann inntil 90 % før det sendes til reaktoren, må det også tas hensyn til væskemengden ved fastsettelse av daglig belastning.

Basert på de gitte indikatorene vil volumet til reaktoren være lik den daglige mengden tilberedt substrat (gjødsel med vann) multiplisert med 12 (tiden som kreves for biomassenedbrytning) og økt med 10 % (fritt volum av beholderen).

Bygging av et underjordisk produksjonsanlegg for biogass

La oss nå snakke om den enkleste installasjonen som lar deg få biogass hjemme til lavest mulig pris. Vurder byggingen av en underjordisk installasjon. For å lage det, må du grave et hull, basen og veggene er fylt med armert utvidet leirebetong. Innløps- og utløpsåpninger er plassert på motsatte sider av kammeret, hvor det er montert skrå rør for tilførsel av underlaget og utpumping av avfallsslam.

Utløpsrøret med en diameter på ca. 7 cm skal være plassert nesten helt nederst i bunkeren, den andre enden er montert i en rektangulær kompensasjonstank som avfall vil bli pumpet inn i. Rørledningen for tilførsel av substratet er plassert ca 50 cm fra bunnen og har en diameter på 25-35 cm Den øvre delen av røret går inn i rommet for mottak av råvarer.

Reaktoren må være fullstendig forseglet. For å utelukke muligheten for luftinntrenging, må beholderen dekkes med et lag av bitumen vanntetting

Den øvre delen av bunkeren – gassholderen – har en kuppel eller kjegleform. Den er laget av metallplater eller takjern. Du kan også fullføre strukturen med murverk, som deretter dekkes med stålnett og puss. Du må lage en forseglet luke på toppen av bensintanken, fjerne gassrøret som går gjennom vanntetningen og installere en ventil for å avlaste gasstrykket.

For å blande underlaget kan du utstyre installasjonen med et dreneringssystem som opererer etter bobleprinsippet. For å gjøre dette, fest plastrør vertikalt inne i strukturen slik at deres øvre kant er over substratlaget. Lag mange hull i dem. Gass under trykk vil falle ned, og stiger opp vil gassbobler blande biomassen i beholderen.

Hvis du ikke vil bygge en betongbunker, kan du kjøpe en ferdig PVC-beholder. For å bevare varmen, må den være omgitt av et lag med termisk isolasjon - polystyrenskum. Bunnen av gropen er fylt med et 10 cm lag armert betong Tanker laget av polyvinylklorid kan benyttes dersom reaktorvolumet ikke overstiger 3 m3.

Video om produksjon av biogass fra gjødsel

Du kan se hvordan byggingen av en underjordisk reaktor foregår i videoen:

En installasjon for produksjon av biogass fra husdyrgjødsel vil tillate deg å spare betydelig på varme- og elektrisitetskostnader, og bruke organisk materiale, som finnes i overflod på hver gård, for en god sak. Før du starter byggingen, må alt være nøye beregnet og forberedt.

Den enkleste reaktoren kan lages på noen få dager med egne hender, ved å bruke tilgjengelige materialer. Hvis gården er stor, er det best å kjøpe en ferdig installasjon eller kontakte spesialister. publisert

Hvert år på planeten vår blir energiressursene mindre og mindre. Det er på grunn av dette at vi hele tiden må lete etter nye, alternative energikilder. Definitivt, etter en tid vil planeten vår gå tom for olje- og gassforekomster, og da må verden seriøst tenke på utvinning (innsamling) og bruk av biogasser som den viktigste energikilden.

Hva er biogass? Prinsipper for biogassproduksjon

Som allerede nevnt er biogass en alternativ energikilde. Det frigjøres under gjæring av diverse husholdningsavfall, samt avfall som skilles ut av dyr (gjødsel).

Denne metoden har blitt brukt siden antikken i Kina, men senere, århundrer senere, ble den ikke gjort krav på og ble som et resultat glemt.

Gjør-det-selv biogassproduksjon hjemme

Trinn 1: Velge et fat

Først må vi velge et passende fat der vi skal lagre "energikilden", det vil si, som du forstår, matavfall og gjødsel.

Trinn 2: Lage hullene

Vi lager hull ved innløpet og utløpet av tønnen. Det kan gjøres ved hjelp av en bor, men i dette tilfellet er hullet laget ved hjelp av et oppvarmet metallrør.

Trinn 3: Installasjon av rør

Vi installerer rør ved innløpet og utløpet i hullene vi laget tidligere. Vi setter inn og limer rørene.

Trinn 4: Opprette og installere en "gasstank"-holder

Vi tok en 20-liters malingsbøtte; denne tanken vil inneholde gassen vi trekker ut. Tanken er sikret med en ventil som rørleggere bruker.

Trinn 5: Legg til kugjødsel

Bland kumøkk (5 kg per 50 liter) og tilsett vann. Plasser den i tanken.

Trinn 6: Nesten ferdig

Du vil ikke motta gass de første 10-15 dagene, da denne tiden er nødvendig for at alle nødvendige prosesser skal gå gjennom.

Trinn 7: Bli kvitt karbondioksid

For at denne gassen skal brenne, er det nødvendig å kvitte seg med karbondioksid. Dette kan oppnås ved å bruke et vanlig filter, som det finnes mange av i ulike byggevarebutikker.

Trinn 8: Ferdig!

Du vil legge merke til hvordan "drivstofftanken" vil stige når kjemiske reaksjoner oppstår. Da er det nødvendig å åpne ventilen og skaffe biogass.

Biogass kan brukes til ulike formål. Det anbefales ikke å bruke biogass til matlaging, da det kan påvirke smaken negativt (hvis smakene ikke fjernes).

Videoleksjon: Biogassproduksjon hjemme

Den moderne verden er bygget på stadig økende forbruk, så mineral- og råvareressurser tømmes spesielt raskt. Samtidig akkumuleres millioner av tonn illeluktende gjødsel årlig på en rekke husdyrbruk, og det brukes betydelige ressurser på å disponere den. Mennesker holder også tritt med produksjonen av biologisk avfall. Heldigvis er det utviklet en teknologi som gjør at vi samtidig kan løse disse problemene: å bruke bioavfall (først og fremst gjødsel) som råstoff, produsere miljøvennlig fornybart drivstoff - biogass. Bruken av slike innovative teknologier har gitt opphav til en ny lovende industri – bioenergi.

Hva er biogass

Biogass er et flyktig gassformig stoff som er fargeløst og helt luktfritt. Den består av 50-70 prosent metan, opptil 30 prosent av den er karbondioksid CO2 og ytterligere 1-2 prosent er gassformige stoffer - urenheter (når de renses fra dem, oppnås den reneste biometan).

De kvalitative fysiske og kjemiske egenskapene til dette stoffet er nær de for vanlig høykvalitets naturgass. I følge forskning fra forskere har biogass svært høye kaloriegenskaper: for eksempel tilsvarer varmen som frigjøres ved forbrenning av en kubikkmeter av dette naturlige drivstoffet varmen fra halvannet kilo kull.

Frigjøring av biogass skjer på grunn av den vitale aktiviteten til en spesiell type bakterier - anaerobe, mens mesofile bakterier aktiveres når miljøet varmes opp til 30-40 grader Celsius, og termofile bakterier formerer seg ved høyere temperaturer - opptil +50 grader.

Under påvirkning av deres enzymer brytes organiske råvarer ned med frigjøring av biologisk gass.

Råvarer til biogass

Ikke alt organisk avfall er egnet for bearbeiding til biogass. For eksempel kan husdyrgjødsel fra fjørfe- og grisefarmer ikke brukes i sin rene form, fordi det har et høyt nivå av toksisitet. For å få biogass fra dem, er det nødvendig å tilsette fortynningsmidler til slikt avfall: ensilasjemasse, grønngressmasse, samt kugjødsel. Den siste komponenten er den mest egnede råvaren for å produsere miljøvennlig drivstoff, siden kyr bare spiser plantemat. Det må imidlertid også overvåkes for innhold av tungmetallurenheter, kjemiske komponenter og overflateaktive stoffer, som i utgangspunktet ikke skal være tilstede i råvaren. Et svært viktig poeng er kontroll over antibiotika og desinfeksjonsmidler. Deres tilstedeværelse i gjødsel kan forhindre prosessen med dekomponering av råstoffmassen og dannelsen av flyktig gass.

Tilleggsinformasjon. Det er umulig å gjøre helt uten desinfeksjonsmidler, fordi ellers begynner det å danne seg mugg på biomassen under påvirkning av høye temperaturer. Du bør også overvåke og umiddelbart rense gjødselen fra mekaniske urenheter (spiker, bolter, steiner osv.), som raskt kan skade biogassutstyr. Fuktigheten i råvarene som brukes til å produsere biogass må være minst 80-90 %.

Mekanisme for gassdannelse

For at biogass skal begynne å frigjøres fra organiske råvarer under luftløs gjæring (vitenskapelig kalt anaerob gjæring), kreves det passende forhold: en forseglet beholder og forhøyet temperatur. Hvis det gjøres riktig, stiger gassen som produseres til toppen der den velges for bruk, og det faste stoffet som gjenstår er en utmerket bioorganisk landbruksgjødsel, rik på nitrogen og fosfor, men fri for skadelige mikroorganismer. Temperaturforhold er svært viktige for riktige og komplette prosesser.

Hele syklusen for å konvertere gjødsel til miljøvennlig drivstoff varierer fra 12 dager til en måned, det avhenger av sammensetningen av råvarene. Fra én liter nyttig reaktorvolum produseres ca to liter biogass. Hvis du bruker mer avanserte moderniserte installasjoner, akselereres produksjonsprosessen for biodrivstoff til 3 dager, og biogassproduksjonen øker til 4,5-5 liter.

Folk begynte å studere og bruke teknologien for å produsere biodrivstoff fra organiske naturlige kilder siden slutten av 1700-tallet, og i det tidligere Sovjetunionen ble den første enheten for produksjon av biogass utviklet tilbake på 40-tallet av forrige århundre. I dag blir disse teknologiene stadig viktigere og populære.

Fordeler og ulemper med biogass

Biogass som energikilde har ubestridelige fordeler:

• det tjener til å forbedre miljøsituasjonen i de områdene der det er mye brukt, siden det sammen med å redusere bruken av forurensende drivstoff, er en svært effektiv destruksjon av bioavfall og desinfisering av avløpsvann, dvs. biogassutstyr fungerer som en rensestasjon;
• råvarene for produksjonen av dette organiske drivstoffet er fornybare og praktisk talt gratis - så lenge dyrene på gårder får mat, vil de produsere biomasse, og derfor drivstoff til biogassanlegg;
• anskaffelse og bruk av utstyr er økonomisk lønnsomt - når det er kjøpt, vil et biogassproduksjonsanlegg ikke lenger kreve noen investeringer, og det vedlikeholdes enkelt og billig; Dermed begynner et biogassanlegg for bruk på en gård å betale seg tilbake innen tre år etter lansering; det er ikke nødvendig å bygge verktøy og energioverføringslinjer, kostnadene ved å lansere en biologisk stasjon reduseres med 20 prosent;
• det er ikke nødvendig å installere verktøy som kraftledninger og gassrørledninger;
• biogassproduksjon på stasjonen ved bruk av lokale organiske råvarer er en avfallsfri virksomhet, i motsetning til virksomheter som bruker tradisjonelle energikilder (gassrørledninger, kjelehus, etc.), avfall forurenser ikke miljøet og krever ikke lagringsplass;
• ved bruk av biogass frigjøres en viss mengde karbondioksid og svovel til atmosfæren, men disse mengdene er minimale sammenlignet med samme naturgass og absorberes av grønne områder under respirasjon, derfor er bidraget fra bioetanol til drivhuseffekten minimalt ;
• Sammenlignet med andre alternative energikilder er biogassproduksjon alltid stabil; en person kan kontrollere aktiviteten og produktiviteten til installasjoner for produksjonen (i motsetning til for eksempel solcellepaneler), samle flere installasjoner i en eller omvendt dele dem opp i separate seksjoner å redusere risikoulykker;
• i avgasser ved bruk av biodrivstoff reduseres innholdet av karbonmonoksid med 25 prosent, og nitrogenoksider med 15;
• i tillegg til gjødsel, kan du også bruke noen typer planter for å få biomasse til drivstoff, for eksempel vil durra bidra til å forbedre jordtilstanden;
• Når bioetanol tilsettes bensin, øker oktantallet, og selve drivstoffet blir mer detonasjonsbestandig, og selvantennelsestemperaturen synker betydelig.

Biogass– ikke et ideelt drivstoff, det og teknologien for produksjonen er heller ikke uten ulemper:

• hastigheten på bearbeiding av organiske råvarer i utstyr for produksjon av biogass er et svakt punkt i teknologien sammenlignet med tradisjonelle energikilder;
• Bioetanol har lavere brennverdi enn petroleumsdrivstoff – det frigjør 30 prosent mindre energi;
• prosessen er ganske ustabil; for å opprettholde den er det nødvendig med en stor mengde enzymer av en viss kvalitet (for eksempel en endring i kostholdet til kyr påvirker i stor grad kvaliteten på gjødsel);
• skruppelløse produsenter av biomasse for prosessstasjoner kan tømme jorda betydelig med økt såing, dette forstyrrer den økologiske balansen i territoriet;
• rør og beholdere med biogass kan bli trykkavlastet, noe som vil føre til en kraftig reduksjon i kvaliteten på biodrivstoff.

Hvor brukes biogass?

Først av alt brukes dette økologiske biodrivstoffet til å dekke husholdningsbehovene til befolkningen, som erstatning for naturgass, til oppvarming og matlaging. Bedrifter kan bruke biogass til å starte en lukket produksjonssyklus: bruken i gassturbiner er spesielt effektiv. Med riktig justering og fullstendig kombinasjon av en slik turbin med et produksjonsanlegg for biodrivstoff, konkurrerer kostnadene med den billigste kjernekraften.

Effektiviteten av biogassbruk er svært enkel å beregne. Fra én enhet storfe kan man for eksempel få opp til 40 kilo gjødsel, hvorav det produseres halvannen kubikkmeter biogass, tilstrekkelig til å generere 3 kilowatt/time elektrisitet.

Etter å ha fastslått husholdningens strømbehov, er det mulig å bestemme hvilken type biogassanlegg som skal brukes. Med et lite antall kyr er det best å produsere biogass hjemme ved hjelp av et enkelt laveffekts biogassanlegg.

Hvis gården er veldig stor, og den stadig genererer store mengder bioavfall, er det fordelaktig å installere et automatisert industrielt biogasssystem.

Merk! Når du designer og setter opp, trenger du hjelp fra kvalifiserte spesialister.

Design av biogassanlegg

Enhver biologisk installasjon består av følgende hoveddeler:

• en bioreaktor hvor biodekomponeringen av gjødselblandingen finner sted;
• organisk drivstoff forsyningssystem;
• enhet for omrøring av biologiske masser;
• enheter for å lage og opprettholde det nødvendige temperaturnivået;
• tanker for å plassere den resulterende biogassen i dem (gassholdere);

• beholdere for å plassere de resulterende faste fraksjoner der.

Dette er en komplett liste over elementer for industrielle automatiserte installasjoner, mens en biogassinstallasjon for et privat hjem er mye enklere utformet.

Bioreaktoren skal være fullstendig forseglet, dvs. tilgang på oksygen er uakseptabelt. Dette kan være en metallbeholder i form av en sylinder installert på overflaten av jorda; tidligere drivstofftanker med en kapasitet på 50 kubikkmeter er godt egnet for disse formålene. Ferdige demonterbare bioreaktorer installeres/demonteres raskt og flyttes enkelt til et nytt sted.

Hvis det er planlagt en liten biogassstasjon, er det tilrådelig å plassere reaktoren under jorden og lage den i form av en murstein eller betongtank, samt metall- eller PVC-fat. Du kan plassere en slik bioenergireaktor innendørs, men det er nødvendig å sikre konstant luftventilasjon.

Bunkere for tilberedning av biologiske råvarer er et nødvendig element i systemet, for før det går inn i reaktoren, må det tilberedes: knust til partikler opptil 0,7 millimeter og bløtlagt i vann for å bringe fuktighetsinnholdet i råmaterialet til 90 prosent .

Råvareforsyningssystemer består av en råvaremottaker, et vannforsyningssystem og en pumpe for å tilføre den tilberedte massen til reaktoren.

Hvis bioreaktoren er laget under jorden, plasseres beholderen for råvarer på overflaten slik at det forberedte substratet strømmer inn i reaktoren uavhengig under påvirkning av tyngdekraften. Det er også mulig å plassere råvaremottakeren på toppen av bunkeren, i så fall er det nødvendig å bruke en pumpe.

Avfallsutløpshullet er plassert nærmere bunnen, overfor råvareinngangen. Mottakeren for faste fraksjoner er laget i form av en rektangulær boks, som et utløpsrør fører inn i. Når en ny del av det tilberedte biosubstratet kommer inn i bioreaktoren, mates en batch med fast avfall med samme volum inn i mottakeren. De blir deretter brukt på gårder som utmerket biogjødsel.

Den resulterende biogassen lagres i gassbeholdere, som vanligvis plasseres på toppen av reaktoren og har en kjegle- eller kuppelform. Gasstanker er laget av jern og malt med oljemaling i flere lag (dette bidrar til å unngå korrosiv ødeleggelse). I store industrielle bioinstallasjoner lages biogassbeholdere i form av separate tanker koblet til reaktoren.

For å gi den resulterende gassen brennbare egenskaper, er det nødvendig å kvitte seg med vanndamp. Biodrivstoffet ledes gjennom en vanntank (hydraulisk tetning), hvoretter det kan tilføres gjennom plastrør direkte for forbruk.

Noen ganger kan du finne spesielle poseformede gassholdere laget av PVC. De er plassert i umiddelbar nærhet til installasjonen. Etter hvert som posene fylles med biogass, åpnes de og volumet øker nok til å ta imot all produsert gass.

For at effektive biogjæringsprosesser skal skje, er det nødvendig med konstant omrøring av substratet. For å forhindre dannelse av en skorpe på overflaten av biomassen og bremse gjæringsprosessene, er det nødvendig å kontinuerlig blande den aktivt. For å gjøre dette er nedsenkbare eller skråstilte rørere montert på siden av reaktoren i form av en blander for mekanisk blanding av massen. For små stasjoner er de manuelle, for industrielle styres de automatisk.

Temperaturen som er nødvendig for den vitale aktiviteten til anaerobe bakterier opprettholdes ved hjelp av automatiserte varmesystemer (for stasjonære reaktorer); de begynner å varmes opp når varmen faller under normalen og slås automatisk av når normal temperatur er nådd. Du kan også bruke kjelesystemer, elektriske varmeovner, eller installere en spesiell varmeovn i bunnen av beholderen med råvarer. Samtidig er det nødvendig å redusere varmetapet fra bioreaktoren; for å gjøre dette er det pakket inn i et lag med glassull eller annen termisk isolasjon er gitt, for eksempel fra polystyrenskum.

Gjør-det-selv biogass

For private hjem er bruk av biogass nå svært viktig - fra praktisk talt gratis gjødsel kan du få gass til husbehov og oppvarming av bolig og gård. Din egen biogassinstallasjon er en garanti mot strømbrudd og stigende gasspriser, samt en utmerket måte å resirkulere bioavfall, samt unødvendig papir.

For konstruksjon for første gang er det mest logisk å bruke enkle ordninger; slike strukturer vil være mer pålitelige og vil vare lenger. I fremtiden kan installasjonen suppleres med mer komplekse deler. For et hus med et areal på 50 kvadratmeter oppnås en tilstrekkelig mengde gass med et gjæringstankvolum på 5 kubikkmeter. For å sikre den konstante temperaturen som kreves for riktig gjæring, kan et varmerør brukes.

I det første byggetrinnet graver de en grøft for bioreaktoren, hvis vegger må forsterkes og forsegles med plast, betongblanding eller polymerringer (fortrinnsvis har de en solid bunn - de må skiftes ut med jevne mellomrom som de er brukt).

Det andre trinnet består av installasjon av gassdrenering i form av polymerrør med mange hull. Under installasjonen bør det tas hensyn til at toppene av rørene må overstige reaktorens planlagte fyllingsdybde. Diameteren på utløpsrørene skal ikke være mer enn 7-8 centimeter.

Neste trinn er isolasjon. Etter dette kan du fylle reaktoren med det forberedte substratet, hvoretter det pakkes inn i film for å øke trykket.

På det fjerde trinnet installeres kuplene og utløpsrøret, som er plassert på det høyeste punktet av kuppelen og kobler reaktoren til gasstanken. Gassholderen kan fores med murstein, et rustfritt stålnett er montert på toppen og dekket med gips.

En luke er plassert i den øvre delen av gassholderen, som lukkes hermetisk; et gassrør med en ventil for utjevning av trykk fjernes fra det.

Viktig! Den resulterende gassen må fjernes og forbrukes konstant, siden langtidslagring i den frie delen av bioreaktoren kan provosere en eksplosjon fra høyt trykk. Det er nødvendig å sørge for vanntetting slik at biogassen ikke blandes med luft.

For å varme opp biomassen kan du installere en spole som kommer fra husets varmesystem - dette er mye mer økonomisk lønnsomt enn å bruke elektriske varmeovner. Ekstern oppvarming kan gis ved hjelp av damp, dette vil forhindre overoppheting av råvarer over normalt.

Generelt er et gjør-det-selv-biogassanlegg ikke en så kompleks struktur, men når du arrangerer det, må du ta hensyn til de minste detaljene for å unngå brann og ødeleggelse.

Tilleggsinformasjon. Byggingen av selv den enkleste biologiske installasjonen må formaliseres med passende dokumenter, du må ha et teknologisk diagram og utstyrsinstallasjonskart, du må innhente godkjenning fra Sanitær- og epidemiologisk stasjon, brann- og gassvesen.

Nå for tiden er det fart på bruken av alternative energikilder. Blant dem er delsektoren bioenergi svært lovende – produksjon av biogass fra organisk avfall som gjødsel og ensilasje. Produksjonsstasjoner for biogass (industrielt eller lite hjem) kan løse problemene med avfallshåndtering, skaffe miljøvennlig drivstoff og varme, samt høykvalitets landbruksgjødsel.

Video