Instalasi untuk produksi biogas (gas murah buatan sendiri). Metode produksi biogas sendiri Instalasi produksi biogas u3

05.09.2023

Fitur pengolahan sampah organik di instalasi bio rumah. Pengolahan sampah organik tanpa akses oksigen merupakan cara yang sangat efektif untuk mendapatkan pupuk organik berkualitas tinggi dan pembawa energi ramah lingkungan, yaitu biogas. Apalagi cara pengolahan sampah ini benar-benar aman bagi lingkungan.

Biogas adalah gas yang mengandung sekitar 60% metana dan 40% karbon dioksida (CO2). Berbagai spesies mikroba memetabolisme karbon dari substrat organik dalam kondisi bebas oksigen (anaerob) (Tabel 4).

Hasil biogas (m3) dari satu ton bahan organik
Jenis bahan baku organik	Output gas, m3 per ton bahan baku
Kotoran ternak
kotoran babi
Kotoran burung
Kotoran kuda
Kotoran domba
Silase jagung
Silase rumput
Rumput segar

Daun bit gula
Daun bit gula yang dilarutkan

Inilah proses yang disebut pembusukan atau fermentasi bebas oksigen.

Fermentasi metana merupakan proses anaerobik yang kompleks (tanpa akses udara), yang terjadi akibat aktivitas vital mikroorganisme dan disertai dengan sejumlah reaksi biokimia. Suhu fermentasi 35°C (proses mesofilik) atau 50°C (proses termofilik). Metode ini harus dinilai sebagai tindakan perlindungan lingkungan lokal, yang pada saat yang sama meningkatkan keseimbangan energi perekonomian, karena dimungkinkan untuk menyelenggarakan perekonomian yang rendah limbah dan hemat energi.

Selama pengolahan kotoran cair dengan kadar air hingga 90-91% di unit pencernaan metana, diperoleh tiga produk utama: lumpur yang dikeringkan, biogas, dan limbah cair. Lumpur dehidrasi tidak berbau, tidak mengandung mikroflora patogen, dan perkecambahan biji gulma berkurang hingga nol. Secara umum, lumpur yang dikeringkan adalah pupuk organik dengan konsentrasi tinggi, didesinfeksi, dan dihilangkan baunya, cocok untuk diaplikasikan langsung ke tanah. Ini juga digunakan sebagai bahan baku produksi kascing. Fermentasi metana meningkatkan kualitas substrat. Hal ini terjadi karena selama fermentasi metana tanpa akses oksigen, nitrogen amonia diubah menjadi bentuk amonium, yang selanjutnya, dalam proses fermentasi aerobik, mengurangi kehilangan nitrogen. Substrat yang diperoleh dari pupuk kandang dan serasah yang difermentasi membantu meningkatkan hasil panen sebesar 15-40%.

Sejak tahun 1920, biogas telah diproduksi dalam skala besar dari air limbah. Di kota-kota Eropa, armada truk kota mulai dikonversi menjadi biogas pada tahun 1937. Selama Perang Dunia II dan era pasca perang, produksi biogas dari sampah organik diteliti dan dipromosikan. Akibat turunnya harga minyak, pengembangan teknologi biogas terhenti pada tahun 60an. Di negara-negara berkembang, pembangkit listrik tenaga biogas sederhana sudah tersebar luas. Jutaan instalasi tipe “halaman belakang” telah dibuat di Tiongkok. Sekitar 70 juta unit telah dibangun di India. Di negara-negara maju, setelah krisis tahun 1973, pembangkit listrik tenaga biogas dalam jumlah besar tersebar luas. Fermentasi limbah dengan cepat dalam filter anaerobik dimungkinkan pada suhu fermentasi yang relatif rendah.

Di antara berbagai pembangkit listrik biogas yang saat ini beroperasi di banyak negara di dunia, terdapat pembangkit dengan volume reaktor dari beberapa hingga beberapa ribu meter kubik. Secara konvensional, mereka dapat dibagi menjadi:

Kecil, atau rumah tangga - volume reaktor hingga 20 m3;

Pertanian - 20-200 m3;

Sedang - 200-500 m3;

Besar - lebih dari 500 m3

Keuntungan dari pembangkit biogas:

Agronomi - kemampuan memperoleh pupuk organik yang sangat efektif;

Energi - produksi biogas;

Lingkungan - netralisasi dampak negatif limbah terhadap lingkungan;

Sosial - perbaikan kondisi kehidupan, yang sangat penting bagi penduduk daerah pedesaan.

Banyak negara yang memanfaatkan potensi yang disediakan oleh metode pengolahan sampah ini secara luas. Sayangnya, di Ukraina bahkan sekarang ini masih agak eksotik dan digunakan dalam praktik dalam kasus-kasus terisolasi, khususnya untuk pengolahan sampah organik secara anaerobik untuk dijadikan pupuk, yang relevan dengan kondisi saat ini. Bahkan krisis energi tidak mendorong pengembangan teknologi produksi energi ini, sementara di beberapa negara, seperti India dan Cina, program nasional daur ulang sampah di pembangkit listrik berbasis bio telah berjalan sejak lama. Sebagian besar kebutuhan energi di banyak negara Eropa disediakan oleh teknologi ini, dan di Inggris, bahkan sebelum tahun 1990, direncanakan untuk menyediakan gas “produksi sendiri” kepada penduduk pedesaan.

Gambar 41. Pembangkit biogasGambar 42.Indian

pabrik biogas di Ethiopia

Tanpa mengabaikan pentingnya pembangkit listrik skala besar, ada baiknya kita memperhatikan dengan seksama keuntungan dari pembangkit listrik tenaga biogas kecil. Harganya murah, tersedia untuk konstruksi dengan metode individu dan industri, sederhana dan aman perawatannya, dan produk pengolahan sampah organik di dalamnya - biogas dan pupuk organik berkualitas tinggi - dapat digunakan langsung untuk kebutuhan pertanian tanpa biaya. transportasi.

Keunggulan pembangkit biogas kecil antara lain ketersediaan bahan lokal untuk pembangunan pembangkit, kemungkinan pemeliharaan oleh pemiliknya, tidak perlu akuntansi, transportasi jarak jauh dan persiapan penggunaan biogas.

Pembangkit biogas berukuran kecil juga memiliki kelemahan tertentu dibandingkan dengan pembangkit listrik berukuran besar. Di sini lebih sulit untuk mengotomatisasi dan mekanisasi proses persiapan substrat dan pengoperasian instalasi itu sendiri; penggilingan substrat, pemanasannya, bongkar muat, penyimpanan sebelum dan sesudah pemrosesan, yang menentukan kebutuhan akan wadah untuk menyimpan limbah fermentasi , bermasalah. Selain itu, untuk membawa substrat ke konsentrasi yang diperlukan untuk fermentasi, Anda harus memiliki wadah lain dan sejumlah air. Untuk mengurangi biaya air, ada baiknya mempertimbangkan kemungkinan penggunaan kembali. Masalah juga muncul dengan dehidrasi massa yang difermentasi. Paling sering, unit yang digunakan untuk mekanisasi pekerjaan (penggilingan, pencampuran, pemanasan, pengumpanan produk olahan, dll.) di instalasi besar tidak cocok untuk digunakan di instalasi kecil karena parameter teknis dan biayanya yang tinggi.

Pabrik pekarangan menghasilkan biogas dalam jumlah kecil, sehingga lebih sulit untuk mengatur proses dehidrasi dan pemurnian dari kotoran komponen yang tidak mudah terbakar.

Permasalahan pengoperasian pembangkit listrik tenaga biogas skala kecil antara lain proses produksi biogas yang tidak merata pada waktu yang berbeda-beda dalam setahun. Selama periode pengoperasian musim panas, masalah muncul karena adanya pemanas gas, lebih sedikit biogas produksi kami yang akan dihabiskan untuk memanaskan substrat; jumlah komersialnya akan lebih besar dibandingkan di musim dingin. Di musim panas, ketika hewan-hewan dibawa ke padang rumput, jumlah limbah yang merupakan bahan baku bioreaktor berkurang. Sebagai bagian dari instalasi seperti itu, tidak tepat untuk menyediakan unit untuk akumulasi biogas dalam jumlah besar - ketika lebih banyak gas yang dihasilkan daripada yang dibutuhkan untuk perekonomian, maka gas tersebut harus dilepaskan ke atmosfer.

Namun bagaimanapun juga, pengolahan sampah organik secara anaerobik adalah cara yang sangat efektif dan menguntungkan untuk mendapatkan pupuk organik berkualitas tinggi dan pembawa energi yang ramah lingkungan. Pembangkit biogas-humus rumah tangga kecil dengan reaktor hingga 20 m3 dapat direkomendasikan untuk dipasang di hampir setiap pekarangan pedesaan di mana sampah organik menumpuk.

Di antara tren utama saat ini dalam pengembangan teknologi biogas adalah sebagai berikut:

Fermentasi substrat multikomponen;

Penggunaan fermentasi anaerobik jenis “kering” untuk produksi biogas dari tanaman pembangkit energi;

Pembuatan stasiun biogas terpusat dengan produktivitas tinggi dan sejenisnya.

Ada empat jenis utama penerapan teknologi pencernaan anaerobik, yaitu: laguna tertutup dan pencernaan yang beroperasi dalam mode reaktor pencampur dan reaktor dengan pembawa biomassa. Kelayakan teknis dan ekonomi dari penggunaan satu jenis atau jenis lainnya terutama bergantung pada kadar air substrat dan kondisi iklim di area di mana instalasi biogas berada. Jenis bioreaktor yang digunakan mempengaruhi total durasi proses metanisasi.

Laguna dalam ruangan disarankan untuk digunakan di daerah beriklim hangat dan sedang - untuk limbah kotoran cair yang tidak mengandung inklusi dengan kekasaran hidrolik yang signifikan. Reaktor semacam itu tidak dipanaskan secara khusus, oleh karena itu dianggap tidak intensif. Durasi pembusukan bahan organik untuk menstabilkan limbah jauh melebihi waktu pembusukan di reaktor dengan mode fermentasi intensif.

Reaktor dengan mode fermentasi intensif mencakup berbagai jenis reaktor yang dipanaskan. Ada dua perbedaan mendasar antara desain reaktor tersebut, yang bergantung pada karakteristik substrat yang difermentasi. Pada reaktor tipe pertama, substrat dengan dominasi limbah kotoran cair difermentasi. Jenis reaktor yang paling umum adalah beton silinder atau baja dengan kolom tengah ditutupi dengan membran elastis yang berfungsi untuk menutup struktur dan mengakumulasi biogas yang dihasilkan. Reaktor tersebut beroperasi berdasarkan prinsip pencampuran sempurna, ketika setiap bagian segar dari campuran substrat awal dicampur dengan seluruh massa reaktor yang dapat difermentasi. Desain dasar reaktor tersebut ditunjukkan pada Gambar 43.

Gambar 43 . Digester tipe vertikal

2 - media meluap;

3 - pompa pasokan udara;

4 - isolasi termal tangki metana;

5 - kolom tengah, yang menopang membran tangki bensin agar tidak jatuh;

6 - alat pencampur;

7 - penggerak perangkat pencampur;

8 - area layanan;

9 - membran tangki bensin;

10 - tingkat pengisian tangki metana;

11 - ketinggian pengangkatan membran tangki bensin;

12 - pipa pemanas

Jenis reaktor lain untuk substrat cair adalah tipe horizontal, yang beroperasi berdasarkan prinsip perpindahan. Dalam struktur seperti itu, campuran substrat awal disuplai dari satu sisi dan dikeluarkan dari sisi lainnya. Dalam hal ini, bahan organik mengalami transformasi berturut-turut karena konsorsium mikroorganisme sudah ada di substrat aslinya. Reaktor semacam itu dapat dianggap kurang efisien dalam hal intensitas proses, namun karena pemisahan spasial antara titik masuk substrat segar dan titik keluar substrat yang difermentasi, risiko kerusakan dapat diminimalkan. pelepasan sebagian substrat segar yang tidak difermentasi bersama dengan substrat yang difermentasi (yang dikeluarkan dari tangki metana). Dianjurkan untuk menggunakan reaktor jenis ini untuk substrat fermentasi dalam jumlah kecil.

Jenis reaktor berikut ini dirancang untuk metanisasi campuran organik kering, yang didominasi oleh kosubstrat dari tanaman pembangkit energi. Reaktor jenis ini semakin meluas seiring dengan menyebarnya teknologi fermentasi “kering” pada tanaman tanaman energi. Ciri khas tangki metana tersebut adalah bahwa tangki tersebut dirancang sebagai reaktor berkapasitas penuh.

Dari segi teknologi, proses produksi biogas dari bahan organik bersifat multi-tahap. Ini terdiri dari proses penyiapan substrat untuk fermentasi, proses dekomposisi biologis suatu zat, pasca-fermentasi (opsional), pemrosesan substrat yang difermentasi dan biogas yang diekstraksi, penyiapannya untuk digunakan atau dibuang di lokasi. Gambar 2 menunjukkan diagram alir skema stasiun biogas pertanian pada umumnya untuk pencernaan bersama limbah kotoran dan substrat organik.

Beras. 44. Diagram skema stasiun biogas pertanian pada umumnya

Mempersiapkan substrat untuk fermentasi melibatkan pengumpulan dan homogenisasi (pencampuran) substrat. Untuk mengumpulkan substrat, tergantung pada jumlah desainnya, dibangun tangki penyimpanan yang dilengkapi dengan alat pencampur khusus dan pompa, yang selanjutnya akan memasok substrat yang telah disiapkan ke reaktor (tangki metana). Tergantung pada jenis substrat, sistem penyiapan bahan dapat diperumit dengan modul untuk menggiling atau mensterilkan kosubstrat (jika perlu).

Setelah persiapan awal, sejumlah substrat yang telah dihitung sebelumnya dipompa menggunakan pompa melalui sistem pipa ke reaktor. Dalam reaktor (tangki metana), substrat mengalami kehancuran dengan partisipasi mikrobiocenosis selama periode waktu yang dihitung, tergantung pada rezim suhu yang dipilih. Tangki pencernaan dilengkapi dengan sistem pipa pemanas, alat pencampur (untuk menghilangkan kemungkinan stratifikasi media dan pembentukan kerak, pembagian zat yang seragam yang bergizi bagi lingkungan mikrobiologis dan meratakan suhu substrat), sistem untuk menghilangkan biogas yang diekstraksi dan membuang substrat yang difermentasi. Selain itu, tangki pencerna dilengkapi dengan sistem pasokan udara, yang sejumlah kecilnya diperlukan untuk memurnikan biogas dari hidrogen sulfida melalui pengendapan biokimia.

Derajat penguraian bahan organik pada saat selesainya pembentukan gas aktif mendekati 70-80%. Dalam keadaan ini, massa organik yang difermentasi dapat diumpankan ke sistem pemisahan untuk dibagi menjadi bagian padat dan cair dalam pemisah khusus.

Ada beberapa skema pemanfaatan biogas yang diekstraksi, yang utama adalah pembakaran biogas di pabrik kogenerasi langsung di lokasi, dengan produksi listrik dan panas, yang digunakan untuk kebutuhan pertanian dan stasiun biogas. . Selain itu, sebagian energi listrik disalurkan ke jaringan listrik.

Substrat utama untuk pencernaan anaerobik biasanya adalah kotoran hewan dan unggas, serta limbah rumah potong hewan. Substrat asal ini mengandung sebagian besar mikroorganisme yang diperlukan untuk pengorganisasian dan kemajuan proses fermentasi metana, karena mereka sudah ada di perut hewan.

Pengalaman Jerman menunjukkan bahwa sebagian besar instalasi beroperasi pada campuran kosubstrat dengan proporsi berbeda. Negara ini menerapkan program khusus untuk mengumpulkan data dari lebih dari 60 perwakilan pembangkit listrik tenaga biogas yang beroperasi dan menganalisisnya. Terdapat cukup banyak stasiun (sekitar 45%), yang menggunakan pupuk kandang sebagai substrat utama dengan volume 75-100% dari total volume campuran. Namun, banyak juga stasiun yang kandungan slurrynya kurang dari 50%. Hal ini menunjukkan bahwa pembangkit listrik tenaga biogas di Jerman sebagian besar tidak hanya memanfaatkan potensi limbah kotoran ternak, namun juga berbagai bahan pembantu tambahan saat memproduksi biogas.

Analisis data produksi biogas di stasiun-stasiun ini menunjukkan bahwa dengan peningkatan partikel kosubstrat dalam campuran, hasil spesifik metana meningkat. Jenis kosubstrat yang paling umum adalah silase jagung. Itu dibeli dari petani dalam bentuk hancur, siap untuk dimasukkan ke dalam reaktor, dan disimpan di area berpagar terbuka. Selain silase jagung, silase rumput, sekam biji-bijian, sisa lemak, potongan rumput, whey, sisa makanan dan sayuran, dan sejenisnya juga banyak digunakan.

Dalam benak petani Ukraina, pembangkit listrik tenaga biogas sangat terkait secara eksklusif dengan pengolahan limbah dari peternakan besar. Insentif utama untuk pembangunan pembangkit listrik tenaga biogas di Ukraina, yang seringkali tidak terlalu efektif, adalah kebutuhan akan pengolahan air limbah. Kemungkinan memperoleh pupuk organik berkualitas tinggi juga menarik bagi petani. Aspek energi dalam produksi biogas masih kurang dimanfaatkan karena rendahnya tarif listrik dan pemanas, sehingga menghasilkan laba atas investasi pembangkit biogas melalui penjualan energi yang sangat rendah.

Tentu saja, agar teknologi biogas mulai aktif berkembang, perlu adanya legalisasi sistem tarif “hijau” untuk semua jenis energi listrik dan panas terbarukan, seperti yang telah terjadi di banyak negara di dunia, dan tidak hanya di negara maju.

Cara lain untuk meningkatkan efisiensi pembangkit biogas adalah dengan secara aktif menggunakan substrat tambahan untuk fermentasi, seperti silase jagung. Contoh yang sangat baik dari pembangkit listrik tenaga biogas yang efektif adalah BGU dari perusahaan Jerman Envitek Biogas. BGU standar perusahaan dilengkapi dengan reaktor 2500 m3 dan unit kogenerasi dengan daya listrik 500 kW. Pemasok dasar bahan mentah untuk instalasi semacam itu bisa jadi adalah peternakan babi khas Jerman dengan populasi 5.000 babi. Peningkatan hasil biogas dicapai dengan menambahkan silase jagung. Untuk kelangsungan pengoperasian instalasi sepanjang tahun dibutuhkan 6000 ton silase atau 300 hektar lahan dengan hasil silase 20 t/ha.

Karakteristik teknis singkat dari perusahaan biogas LLC				Biodieseldnepr"
Merek instalasi	Volume reaktor, m3	Daya terpasang	Keluaran biogas	Produksi listrik, kW	Produksi panas, kW	Biogasolin

Limbah cair adalah cairan desinfeksi dan penghilang bau yang mengandung hingga 1% zat tersuspensi dan mengandung unsur pemupukan. Centrate adalah pakan organik yang sangat baik untuk tanaman pertanian, yang penggunaannya nyaman untuk penyiraman dan irigasi. Setelah pasca pengolahan, limbah cair bahkan dapat dimanfaatkan sebagai air proses.

Biogas digunakan untuk menghasilkan energi listrik dan panas. Dengan membakar 1 m3 biogas, Anda bisa mendapatkan listrik 2,5-3 kW/jam dan energi panas 4-5 kW. Pada saat yang sama, 40-60% biogas digunakan untuk kebutuhan teknologi instalasi. Biogas pada tekanan 200-220 atm. dapat digunakan untuk mengisi bahan bakar kendaraan.

Selain menghasilkan energi dan pupuk selama fermentasi limbah, instalasi biogas juga berfungsi sebagai fasilitas pengolahan - mereka mengurangi polusi kimia dan bakteriologis pada tanah, air, udara dan mengubah limbah organik menjadi produk mineralisasi netral. Dibandingkan dengan energi sungai kecil, energi angin dan matahari, yang instalasinya menggunakan sumber energi ramah lingkungan (pembangkit bersih secara pasif), pembangkit bioenergi (BES) bersifat aktif bersih, sehingga menghilangkan bahaya lingkungan dari produk yang menjadi bahan bakunya.

Ada banyak jenis pembangkit biogas yang digunakan di seluruh dunia. Mereka berisi perangkat untuk menerima kotoran tanaman, metatank, dan unit tenaga energi.

Tangki metana berbeda satu sama lain dalam desain perangkat untuk mencampur massa selama fermentasi. Pencampuran yang paling sering dilakukan menggunakan poros dengan bilah, yang memastikan pencampuran lapisan demi lapisan dari massa yang difermentasi. Selain itu, mereka dicampur dengan perangkat hidrolik dan mekanis, yang memastikan bahwa massa diambil dari lapisan bawah reaktor dan diumpankan ke bagian atas. Pembangkit biogas yang beroperasi dalam mode intensif memiliki ruang fermentasi aerobik (oksigen), tempat persiapan massa untuk fermentasi, dan fermentasi anaerobik (metana). Ada juga alat untuk mencampur massa, dibuat dalam bentuk poros dengan bilah, terletak di sepanjang sumbu vertikal wadah dan dipasang di bagian atas tutup gas terapung. Pencampuran massa dalam reaktor terjadi karena perputaran poros dengan sudu-sudu dan pergerakan lantai terapung. Beberapa perangkat hanya memecahkan kerak yang terbentuk pada permukaan massa benda kerja. Pencampuran juga dicapai dengan menggunakan partisi dan siphon kerja ganda, yang memastikan penuangan massa secara bergantian dari zona bawah satu bagian ke zona atas bagian kedua dan, sebaliknya, dengan mengatur tekanan gas. Terkadang tangki metana didesain berbentuk bola atau silinder, yang harus dapat berputar pada sumbu geometrinya.

Di Ukraina, karena kenaikan tajam harga gas alam dan menipisnya sumber daya, minat terhadap teknologi biogas meningkat. Saat ini, pembangkit listrik tenaga biogas kecil belum digunakan di pekarangan dan peternakan kecil di negara ini. Pada saat yang sama, misalnya, di Tiongkok dan India, jutaan tangki metana kecil telah dibangun dan berhasil dioperasikan. Di Jerman, dari 3.711 pembangkit listrik tenaga biogas yang beroperasi, sekitar 400 merupakan pembangkit biogas pertanian, sedangkan di Austria terdapat lebih dari 100 pembangkit listrik.

Gambar 45.Pabrik biogas Jerman (pertanian)

Gbr.46 Diagram instalasi biogas untuk sebuah peternakan:

1 - kumpulan nanah (secara skematis); 2 - sistem pemuatan biomassa; 3- reaktor 4 reaktor fermentasi; 5 - substrat; 6 - sistem pemanas; 7 - pembangkit listrik; 8 - sistem otomasi dan kontrol; 9 - sistem pipa gas.

Gbr.47 Diagram instalasi biogas untuk sebuah peternakan

Menurut kesaksian para veteran Perang Patriotik Hebat, selama pembebasan Rumania, mereka melihat di banyak rumah tangga petani instalasi biogas primitif kecil yang menghasilkan biogas yang digunakan untuk kebutuhan rumah tangga.

Di antara pembangkit listrik tenaga biogas kecil, perlu disebutkan yang dikembangkan oleh Biodieseldnepr LLC (Dnepropetrovsk). Mereka dimaksudkan untuk pengolahan sampah organik dari pekarangan rumah tangga dan pertanian dengan pencernaan anaerobik (tanpa akses oksigen). Instalasi semacam itu memungkinkan pengolahan 200-4000 kg sampah setiap hari secara terus menerus atau 1000-20000 kg dalam mode siklik selama lima hari. Pada saat yang sama, dipastikan diperoleh paling sedikit 3 m3 biogas per 1 m3 volume reaktor, yang dapat digunakan dalam instalasi untuk menghasilkan panas atau listrik yang diperlukan untuk memenuhi kebutuhan energi instalasi; untuk sistem pasokan gas (penerangan ruangan, memasak), pemanas dan pasokan air panas untuk rumah tangga; pada tanaman untuk sintesis bioetanol dan bahan bakar biodiesel, serta pupuk organik berkualitas tinggi dalam jumlah yang sesuai, siap diaplikasikan ke tanah.

Perusahaan industri dan komersial "Dnepr-Desna" (Dnepropetrovsk) telah mengembangkan pabrik bioenergi kecil "Biogas-6MGS 2", yang ditujukan untuk rumah tangga pribadi (3-4 sapi, 10-12 babi, 20-30 unggas). instalasi ini menghasilkan sekitar 11 m 3 biogas per hari. Jumlah gas tersebut memenuhi kebutuhan pemanas ruangan seluas 100 m 2 dan air panas untuk satu keluarga beranggotakan lima orang.

Pengalaman memperkenalkan pembangkit listrik tenaga biogas kecil di desa Leski, distrik Kenya, wilayah Odessa, patut mendapat perhatian. Pabrik biogas dikembangkan dan diproduksi oleh perusahaan swasta di Dnepropetrovsk.

Instalasi ini dipasang dalam kerangka proyek “Model pembuangan limbah ternak di wilayah Delta Danube”, yang dikembangkan oleh sekelompok organisasi non-pemerintah Odessa dalam kerangka program proyek lingkungan kecil dengan dukungan keuangan dari Dana Lingkungan Inggris untuk Eropa dan dengan bantuan Kementerian Lingkungan Hidup dan Pangan serta Pertanian Inggris dan British Council.

Pada pemuatan dan pengoperasian normal, pembangkit listrik tenaga biogas dengan volume reaktor 3 m3 akan mampu menghasilkan hingga 3 m3 biogas per hari dengan mengolah limbah dari 100 unggas, atau 10 babi, atau 4 ekor sapi. Ini adalah persyaratan minimum untuk pengoperasian instalasi.

Reaktor dipasang di permukaan bumi. Hal ini pertama-tama disebabkan oleh desain reaktor. Bahan mentah biologis dimasukkan ke dalamnya dari bawah, melalui ekstruder, dan bahan limbah dialirkan melalui atas, yang membedakan desain ini dari desain lainnya, di mana pemuatan terjadi dari atas dan pemilihan dari bawah. Alasan kedua penempatan di atas tanah adalah tingginya tingkat air tanah di desa - pada kedalaman 50 cm.Di musim dingin, pemanasan kotoran di dalam reaktor dilakukan dengan menggunakan listrik, dan di musim panas, energi matahari cukup. .

Gas yang dihasilkan digunakan terutama untuk memasak - pipa gas terhubung ke dapur musim panas. Suhu dalam reaktor perlu dijaga pada 30-35°C dan memantau produksi biogas. Kotoran yang diproses di bioreaktor harus dibongkar tepat waktu.

Seperti telah disebutkan, di Eropa Barat, pembangkit listrik tenaga biogas banyak diterapkan di peternakan. Salah satu fitur dari instalasi tersebut adalah penggunaan unit pembangkit listrik, dimana biogas diubah menjadi listrik, dan penggunaan massa tanaman, selain pupuk kandang.

Dianjurkan untuk menggunakan pengumpan kecil untuk memasukkan massa tanaman ke dalam tangki metana. Kapasitas hopper penerima dari pengumpan tersebut adalah 4 m3, panjang total konveyor adalah 6 m; daya penggerak - 7,5 kW.

Unit pembangkit listrik mini S-BOKH50 dapat digunakan secara efektif untuk melengkapi pembangkit listrik tenaga biogas pertanian. Daya listrik unit daya tersebut berkisar antara 25 hingga 48 kW; daya termal - dari 49 hingga 97 kW.

Jerman menawarkan pembangkit listrik biogas kecil dengan kapasitas 30 dan 100 kW, yang dirancang untuk penggunaan pupuk kandang dan silase jagung. Instalasi berkapasitas 30 kW tersebut meliputi loader penyimpanan 5 m3 bahan organik padat, fermentor beton 315 m3, dan motor gas USH dengan daya energi listrik 30 kW dan energi panas 46 kW. Untuk menjamin berfungsinya pembangkit biogas 30 kW dengan menggunakan campuran 50% pupuk kandang dan 50% silase, diperlukan lahan jagung seluas 5-7 hektar. Instalasi 100 kW ini memiliki receiver-feeder silase jagung berkapasitas hingga 20 m3, fermentor berkapasitas 1200 m3 dan mesin gas dengan daya energi listrik 100 kW dan energi panas 108 kW. Ketika digunakan untuk memastikan pengoperasian pembangkit listrik tenaga biogas 100 kW, campuran 50% pupuk kandang dan 50 % silase jagung anda perlu memiliki 30 hektar jagung.

Perlu dicatat bahwa ketika memperkenalkan pembangkit biogas, perusahaan asing melakukan pendekatan individual terhadap setiap petani. Untuk peternakan tertentu, setelah pemeriksaan yang tepat terhadap jenis dan sumber daya biomassa yang tersedia dan menentukan tujuan utama penggunaan instalasi, teknologi yang sesuai (mode teknologi) dikembangkan atau dipilih, yang menjadi dasar instalasi (jalur proses) tersebut. dirancang. Konfigurasinya tergantung pada teknologi yang dipilih. Sebagian besar perusahaan mengembangkan dan memasang pembangkit listrik tenaga biogas secara turnkey. Saat menggunakan pembangkit listrik tenaga biogas, banyak perhatian diberikan pada teknologi penyiapan biomassa untuk fermentasi, karena indikator energi bergantung pada kualitas bahan mentah. Untuk mengelola pembangkit listrik tenaga biogas secara efektif, disarankan untuk menggunakan teknologi pengukuran dan pengendalian.

Teknologi yang paling efektif adalah fermentasi, yang mengubah energi biogas menjadi energi listrik dan panas.

Teknologi produksi biogas. Kompleks peternakan modern memberikan tingkat produksi yang tinggi. Solusi teknologi yang digunakan memungkinkan untuk sepenuhnya mematuhi persyaratan standar sanitasi dan higienis yang berlaku di lokasi kompleks itu sendiri.

Namun, kotoran cair dalam jumlah besar yang terkonsentrasi di satu tempat menimbulkan masalah yang signifikan bagi ekologi wilayah yang berdekatan dengan kompleks tersebut. Misalnya kotoran dan kotoran babi segar yang tergolong limbah kelas bahaya 3. Masalah lingkungan berada di bawah kendali otoritas pengawas, dan persyaratan legislatif mengenai masalah ini semakin ketat.

Biocomplex menawarkan solusi komprehensif untuk pembuangan kotoran cair, termasuk percepatan pemrosesan di pabrik biogas modern (BGU). Selama proses pengolahan, proses alami penguraian bahan organik terjadi secara dipercepat dengan keluarnya gas antara lain: metana, CO2, belerang, dll. Hanya saja gas yang dihasilkan tidak dilepaskan ke atmosfer sehingga menimbulkan efek rumah kaca, melainkan dikirim ke unit pembangkit gas khusus (kogenerasi) yang menghasilkan energi listrik dan panas.

Biogas adalah gas yang mudah terbakar, terbentuk selama fermentasi metana anaerobik dari biomassa dan terutama terdiri dari metana (55-75%), karbon dioksida (25-45%) dan pengotor hidrogen sulfida, amonia, nitrogen oksida dan lain-lain (kurang dari 1%).

Penguraian biomassa terjadi sebagai akibat dari proses kimia dan fisika serta aktivitas kehidupan simbiosis 3 kelompok utama bakteri, sedangkan hasil metabolisme beberapa kelompok bakteri merupakan produk makanan kelompok lain, dalam urutan tertentu.

Kelompok pertama adalah bakteri hidrolitik, kelompok kedua pembentuk asam, dan kelompok ketiga pembentuk metana.

Baik limbah agroindustri atau rumah tangga organik maupun bahan baku tanaman dapat digunakan sebagai bahan baku produksi biogas.

Jenis limbah pertanian yang paling umum digunakan untuk produksi biogas adalah:

kotoran babi dan sapi, kotoran unggas;
sisa-sisa dari meja pakan kompleks ternak;
atasan sayur;
panen sereal dan sayuran di bawah standar, bit gula, jagung;
pulp dan molase;
tepung, biji-bijian bekas, biji-bijian kecil, kuman;
biji-bijian pembuat bir, kecambah malt, lumpur protein;
limbah produksi pati dan sirup;
pomace buah dan sayuran;
serum;
dll.

Sumber bahan baku	Jenis bahan baku	Jumlah bahan baku per tahun, m3 (ton)	Jumlah biogas, m3
1 susu sapi	Kotoran cair yang tidak dibuang sembarangan
1 babi penggemukan	Kotoran cair yang tidak dibuang sembarangan
1 ekor sapi penggemukan	Kotoran padat serasah
1 kuda	Kotoran padat serasah
100 ayam	Kotoran kering
1 ha lahan subur	Silase jagung segar
1 ha lahan subur	Bit gula
1 ha lahan subur	Silase biji-bijian segar
1 ha lahan subur	Silase rumput segar

Jumlah substrat (jenis limbah) yang digunakan untuk menghasilkan biogas dalam satu instalasi biogas (BGU) dapat bervariasi dari satu hingga sepuluh atau lebih.

Proyek biogas di sektor agroindustri dapat dibuat berdasarkan salah satu pilihan berikut:

produksi biogas dari limbah dari perusahaan tersendiri (misalnya, pupuk kandang dari peternakan, ampas tebu dari pabrik gula, sisa penyulingan dari penyulingan);
produksi biogas berdasarkan limbah dari perusahaan yang berbeda, dan proyeknya terkait dengan perusahaan terpisah atau pabrik biogas terpusat yang berlokasi terpisah;
produksi biogas dengan penggunaan utama pembangkit energi di pembangkit biogas yang berlokasi terpisah.

Metode penggunaan energi biogas yang paling umum adalah pembakaran pada mesin piston gas sebagai bagian dari mini-CHP, yang menghasilkan listrik dan panas.

Ada berbagai pilihan skema teknologi stasiun biogas- tergantung pada jenis dan jumlah jenis media yang digunakan. Penggunaan persiapan awal, dalam beberapa kasus, memungkinkan tercapainya peningkatan laju dan derajat dekomposisi bahan mentah dalam bioreaktor, dan akibatnya, peningkatan hasil biogas secara keseluruhan. Dalam hal menggunakan beberapa substrat dengan sifat berbeda, misalnya limbah cair dan padat, akumulasi dan persiapan awal (pemisahan menjadi fraksi, penggilingan, pemanasan, homogenisasi, pengolahan biokimia atau biologis, dll.) dilakukan secara terpisah, setelah itu yang bahan-bahan tersebut dicampur sebelum disuplai ke bioreaktor, atau disuplai dalam aliran terpisah.

Elemen struktural utama dari pembangkit listrik tenaga biogas adalah:

sistem penerimaan dan persiapan awal substrat;
sistem transportasi substrat dalam instalasi;
bioreaktor (fermentor) dengan sistem pencampuran;
sistem pemanas bioreaktor;
sistem untuk menghilangkan dan memurnikan biogas dari hidrogen sulfida dan pengotor kelembaban;
tangki penyimpanan massa fermentasi dan biogas;
sistem untuk kontrol perangkat lunak dan otomatisasi proses teknologi.

Skema teknologi instalasi biogas bervariasi tergantung pada jenis dan jumlah substrat yang diproses, jenis dan kualitas produk target akhir, pengetahuan khusus yang digunakan oleh perusahaan yang menyediakan solusi teknologi, dan sejumlah faktor lainnya. Yang paling umum saat ini adalah skema fermentasi satu tahap dari beberapa jenis substrat, salah satunya biasanya pupuk kandang.

Dengan berkembangnya teknologi biogas, solusi teknis yang digunakan menjadi lebih kompleks menuju skema dua tahap, yang dalam beberapa kasus dibenarkan oleh kebutuhan teknologi untuk pemrosesan jenis substrat tertentu secara efisien dan peningkatan efisiensi penggunaan volume kerja secara keseluruhan. bioreaktor.

Fitur produksi biogas adalah bahwa metana hanya dapat diproduksi oleh bakteri metana dari bahan organik yang benar-benar kering. Oleh karena itu, tugas produksi tahap pertama adalah menciptakan campuran substrat yang memiliki kandungan zat organik tinggi, sekaligus dapat dipompa. Ini adalah substrat dengan kandungan bahan kering 10-12%. Solusinya dicapai dengan melepaskan kelembapan berlebih menggunakan pemisah sekrup.

Kotoran cair berasal dari tempat produksi ke dalam tangki, dihomogenisasi menggunakan submersible mixer, dan disuplai dengan pompa submersible ke bengkel pemisahan ke dalam auger separator. Fraksi cair terakumulasi dalam tangki terpisah. Fraksi padat dimasukkan ke dalam pengumpan bahan baku padat.

Sesuai dengan jadwal pemuatan substrat ke dalam fermentor, sesuai program yang dikembangkan, pompa dihidupkan secara berkala, menyuplai fraksi cair ke fermentor dan pada saat yang sama pemuat bahan baku padat dihidupkan. Sebagai pilihan, fraksi cair dapat dimasukkan ke dalam pemuat bahan mentah padat yang mempunyai fungsi pencampuran, dan kemudian campuran jadi dimasukkan ke dalam fermentor sesuai dengan program pemuatan yang dikembangkan. Hal ini dilakukan untuk mencegah masuknya substrat organik secara berlebihan ke dalam fermentor, karena dapat mengganggu keseimbangan zat dan menyebabkan destabilisasi proses di dalam fermentor. Pada saat yang sama, pompa juga dihidupkan, memompa pencernaan dari fermentor ke fermentor dan dari fermentor ke tangki penyimpanan pencernaan (laguna) untuk mencegah meluapnya fermentor dan fermentor.

Massa hasil pencernaan yang terletak di dalam fermentor dan fermentor dicampur untuk memastikan distribusi bakteri yang merata ke seluruh volume wadah. Mixer berkecepatan rendah dengan desain khusus digunakan untuk pencampuran.

Saat substrat berada di dalam fermentor, bakteri melepaskan hingga 80% dari total biogas yang dihasilkan oleh instalasi biogas. Sisa biogas dilepaskan ke dalam reaktor.

Peran penting dalam memastikan jumlah biogas yang stabil dimainkan oleh suhu cairan di dalam fermentor dan fermentor. Biasanya, proses berlangsung dalam mode mesofilik dengan suhu 41-43ᴼС. Mempertahankan suhu yang stabil dicapai dengan menggunakan pemanas tubular khusus di dalam fermentor dan fermentor, serta isolasi termal yang andal pada dinding dan pipa. Biogas yang keluar dari pencernaan mempunyai kandungan sulfur yang tinggi. Biogas dimurnikan dari belerang menggunakan bakteri khusus yang menjajah permukaan insulasi yang diletakkan di atas balok kayu di dalam fermentor dan fermentor.

Biogas terakumulasi dalam penampung gas, yang terbentuk di antara permukaan pencernaan dan bahan elastis berkekuatan tinggi yang menutupi fermentor dan fermentor di atasnya. Bahan tersebut memiliki kemampuan untuk meregang secara signifikan (tanpa mengurangi kekuatan), yang jika biogas terakumulasi, akan meningkatkan kapasitas penampung gas secara signifikan. Untuk mencegah tangki bensin meluap dan material pecah, terdapat katup pengaman.

Selanjutnya biogas masuk ke pabrik kogenerasi. Unit kogenerasi (CGU) adalah unit di mana energi listrik dihasilkan oleh generator yang digerakkan oleh mesin piston gas yang menggunakan biogas. Kogenerator yang menggunakan biogas memiliki perbedaan desain dengan mesin generator gas konvensional, karena biogas merupakan bahan bakar yang sangat habis. Energi listrik yang dihasilkan oleh generator memberikan tenaga ke peralatan listrik BSU itu sendiri, dan lebih dari itu disalurkan ke konsumen terdekat. Energi cairan yang digunakan untuk mendinginkan kogenerator adalah energi panas yang dihasilkan dikurangi kerugian pada perangkat boiler. Energi panas yang dihasilkan sebagian digunakan untuk memanaskan fermentor dan fermentor, dan sisanya juga dikirim ke konsumen terdekat. masuk

Dimungkinkan untuk memasang peralatan tambahan untuk memurnikan biogas hingga mencapai tingkat gas alam, namun peralatan ini mahal dan hanya digunakan jika tujuan pembangkit biogas bukanlah untuk menghasilkan energi panas dan listrik, tetapi untuk produksi bahan bakar. mesin piston gas. Teknologi pemurnian biogas yang telah terbukti dan paling umum digunakan adalah penyerapan air, adsorpsi bertekanan, pengendapan kimia, dan pemisahan membran.

Efisiensi energi pembangkit listrik tenaga biogas sangat bergantung pada teknologi yang dipilih, material dan desain struktur utama, serta kondisi iklim di wilayah lokasinya. Konsumsi rata-rata energi panas untuk memanaskan bioreaktor di zona iklim sedang adalah 15-30% dari energi yang dihasilkan oleh kogenerator (kotor).

Efisiensi energi keseluruhan kompleks biogas dengan pembangkit listrik tenaga panas berbahan bakar biogas rata-rata 75-80%. Dalam situasi di mana semua panas yang diterima dari stasiun kogenerasi selama produksi listrik tidak dapat dikonsumsi (situasi yang umum terjadi karena kurangnya konsumen panas eksternal), panas tersebut dilepaskan ke atmosfer. Dalam hal ini efisiensi energi pembangkit listrik tenaga panas biogas hanya 35% dari total energi biogas.

Indikator kinerja utama pembangkit listrik tenaga biogas dapat sangat bervariasi, yang sangat ditentukan oleh substrat yang digunakan, peraturan teknologi yang diterapkan, praktik operasional, dan tugas yang dilakukan oleh masing-masing pembangkit listrik.

Proses pengolahan kotorannya memakan waktu tidak lebih dari 40 hari. Pencernaan yang diperoleh dari pengolahan tidak berbau dan merupakan pupuk organik yang sangat baik, yang mencapai tingkat mineralisasi unsur hara tertinggi yang diserap tanaman.

Pencernaan biasanya dipisahkan menjadi fraksi cair dan padat menggunakan pemisah sekrup. Fraksi cair dikirim ke laguna, di mana ia terakumulasi sampai periode penerapannya ke dalam tanah. Fraksi padatnya juga digunakan sebagai pupuk. Jika pengeringan tambahan, granulasi dan pengemasan diterapkan pada fraksi padat, maka akan cocok untuk penyimpanan jangka panjang dan transportasi jarak jauh.

Produksi dan penggunaan energi biogas memiliki sejumlah keunggulan yang dibenarkan dan ditegaskan oleh praktik dunia, yaitu:

Sumber energi terbarukan (RES). Biomassa terbarukan digunakan untuk menghasilkan biogas.
Beragamnya bahan mentah yang digunakan untuk produksi biogas memungkinkan pembangunan pabrik biogas hampir di semua wilayah di mana produksi pertanian dan industri terkait teknologi terkonsentrasi.
Fleksibilitas metode penggunaan energi biogas, baik untuk produksi energi listrik dan/atau panas di tempat pembentukannya, dan di setiap fasilitas yang terhubung ke jaringan transportasi gas (dalam hal memasok biogas murni ke jaringan ini ), serta sebagai bahan bakar motor untuk mobil.
Stabilitas produksi listrik dari biogas sepanjang tahun memungkinkan untuk menutupi beban puncak pada jaringan, termasuk dalam hal penggunaan sumber energi terbarukan yang tidak stabil, misalnya pembangkit listrik tenaga surya dan angin.
Penciptaan lapangan kerja melalui pembentukan rantai pasar dari pemasok biomassa hingga personel pengoperasian fasilitas energi.
Mengurangi dampak negatif terhadap lingkungan melalui daur ulang dan netralisasi limbah melalui fermentasi terkendali dalam reaktor biogas. Teknologi biogas adalah salah satu cara utama dan paling rasional untuk menetralisir sampah organik. Proyek produksi biogas mengurangi emisi gas rumah kaca ke atmosfer.
Efek agroteknik penggunaan fermentasi massal dalam reaktor biogas di lahan pertanian diwujudkan dalam perbaikan struktur tanah, regenerasi dan peningkatan kesuburan melalui pengenalan unsur hara yang berasal dari organik. Perkembangan pasar pupuk organik, termasuk yang diolah secara massal dalam reaktor biogas, ke depan akan berkontribusi pada pengembangan pasar produk pertanian ramah lingkungan dan meningkatkan daya saingnya.

Perkiraan biaya investasi unit

BGU 75 kW. ~ 9.000 €/kWel.

BGU 150kWel. ~ 6.500 €/kWel.

BGU 250kWel. ~ 6.000 €/kWel.

BGU bisa 500kWel. ~ 4.500 €/kWel.

BGU 1 MWel. ~ 3.500 €/kWel.

Energi listrik dan panas yang dihasilkan tidak hanya dapat memenuhi kebutuhan kompleks, tetapi juga infrastruktur di sekitarnya. Selain itu, bahan baku pembangkit biogas tidak dipungut biaya, sehingga menjamin efisiensi ekonomi yang tinggi setelah payback period (4-7 tahun). Biaya energi yang dihasilkan oleh pembangkit listrik tenaga biogas tidak meningkat seiring berjalannya waktu, namun sebaliknya menurun.

Biogas adalah gas yang dihasilkan dari fermentasi biomassa. Dengan cara ini Anda bisa mendapatkan hidrogen atau metana. Kami tertarik pada metana sebagai alternatif pengganti gas alam. Metana tidak berwarna dan tidak berbau serta sangat mudah terbakar. Mengingat bahan mentah untuk memproduksi biogas benar-benar tersedia, biaya gas tersebut jauh lebih murah dibandingkan gas alam, dan Anda dapat menghemat banyak hal. Berikut angka dari Wikipedia “Dari satu ton kotoran sapi diperoleh 50-65 m³ biogas dengan kandungan metana 60%, 150-500 m³ biogas dari berbagai jenis tanaman dengan kandungan metana hingga 70% .Jumlah biogas maksimal 1300 m³ dengan kandungan metana hingga 87% dapat diperoleh dari lemak.", "Dalam praktiknya, 300 hingga 500 liter biogas diperoleh dari 1 kg bahan kering."

Alat dan bahan:
-Wadah plastik 750 liter;
-Wadah plastik 500 liter;
-Pipa pipa dan adaptor;
-Semen untuk pipa PVC;
-Perekat epoksi;
-Pisau;
-Gergaji besi;
-Palu;
- Kunci pas ujung terbuka;
-Alat kelengkapan gas (detailnya ada di langkah 7);

Langkah pertama: sedikit lebih banyak teori
Beberapa waktu lalu, sang empu membuat prototipe pembangkit biogas.

Dan dia dibombardir dengan pertanyaan dan permintaan untuk membantu pertemuan tersebut. Akibatnya, bahkan otoritas negara menjadi tertarik dengan instalasi tersebut (masternya tinggal di India).

Langkah selanjutnya master harus melakukan instalasi yang lebih lengkap. Mari kita pertimbangkan apa itu.
-Instalasi terdiri dari tangki penyimpanan tempat penyimpanan bahan organik, dan mikroorganisme mengolahnya dan mengeluarkan gas.
-Gas yang diperoleh dikumpulkan dalam reservoir yang dikenal sebagai header gas. Pada model tipe terapung, tangki ini mengapung dalam suspensi dan bergerak naik turun tergantung banyaknya gas yang tersimpan di dalamnya
-Pipa pemandu membantu tangki pengumpul gas bergerak naik dan turun di dalam tangki penyimpanan.
-Limbah dimasukkan melalui pipa pasokan di dalam tangki penyimpanan.
-Suspensi yang sepenuhnya didaur ulang mengalir melalui pipa saluran keluar. Dapat dikumpulkan, diencerkan dan digunakan sebagai pupuk tanaman.
-Dari gas manifold, gas dialirkan melalui pipa ke peralatan konsumen (kompor gas, pemanas air, genset)

Langkah kedua: memilih wadah
Untuk memilih wadah, Anda perlu mempertimbangkan berapa banyak sampah yang bisa dikumpulkan per hari. Menurut sang empu, ada aturannya, untuk 5 kg sampah dibutuhkan wadah berkapasitas 1000 liter. Untuk master kira-kira 3,5 - 4 kg. Artinya kapasitas yang dibutuhkan adalah 700-800 liter. Alhasil, sang master membeli kapasitas 750 liter.
Pemasangan manifold gas tipe floating, artinya perlu memilih wadah yang sedemikian rupa sehingga kehilangan gas minimal. Tangki 500 liter cocok untuk keperluan ini. Wadah 500 liter ini akan dipindahkan ke dalam wadah 750 liter. Jarak antara dinding kedua wadah sekitar 5 cm pada setiap sisinya. Wadah harus dipilih yang tahan terhadap sinar matahari dan lingkungan agresif.

Langkah Tiga: Mempersiapkan Tangki
Potong bagian atas tangki yang lebih kecil. Pertama, dia membuat lubang dengan pisau, lalu menggergajinya dengan mata gergaji besi di sepanjang garis potong.

Bagian atas wadah 750 liter juga perlu dipotong. Diameter bagian yang dipotong adalah tutup tangki yang lebih kecil + 4 cm.

Langkah keempat: pipa suplai
Pipa saluran masuk harus dipasang di bagian bawah tangki yang lebih besar. Biofuel akan dituangkan ke dalam melalui itu. Pipa tersebut mempunyai diameter 120 mm. Memotong lubang di laras. Memasang lutut. Sambungan diamankan di kedua sisi dengan lem epoksi las dingin.

Langkah kelima: pipa untuk mengalirkan suspensi
Untuk memasang suspensi, dipasang pipa dengan diameter 50 mm dan panjang 300 mm di bagian atas tangki yang lebih besar.

Langkah enam: panduan
Seperti yang sudah Anda pahami, wadah yang lebih kecil akan “mengambang” bebas di dalam wadah yang besar. Saat tangki bagian dalam terisi gas, tangki akan memanas dan sebaliknya. Untuk memungkinkannya bergerak bebas ke atas dan ke bawah, master membuat empat pemandu. Di "telinga" dia membuat potongan untuk pipa 32 mm. Kencangkan pipa seperti yang ditunjukkan pada foto. Panjang pipa 32 cm.

4 pemandu yang terbuat dari pipa 40 mm juga dipasang pada wadah bagian dalam.

Langkah ketujuh: perlengkapan gas
Pasokan gas dibagi menjadi tiga bagian: dari manifold gas ke pipa, dari pipa ke silinder, dari silinder ke kompor gas.
Master membutuhkan tiga pipa sepanjang 2,5 m dengan ujung berulir, 2 keran, gasket penyegel, adaptor berulir, pita FUM, dan braket untuk mengencangkan.

Untuk memasang alat kelengkapan gas, master membuat lubang di bagian atas (sebelumnya bagian bawah, yaitu silinder 500 liter dibalik) di tengahnya. Pasang alat kelengkapan, tutup sambungan dengan epoksi.

Langkah Kedelapan: Perakitan
Sekarang Anda perlu meletakkan wadah pada permukaan yang rata dan keras. Lokasi pemasangan harus secerah mungkin. Jarak antara instalasi dan dapur harus minimal.

Memasang tabung berdiameter lebih kecil di dalam tabung pemandu. Pipa untuk mengalirkan kelebihan suspensi diperpanjang.

Memperpanjang pipa saluran masuk. Sambungannya diperbaiki menggunakan semen untuk pipa PVC.

Memasang akumulator gas di dalam tangki besar. Arahkan di sepanjang panduan.

Langkah sembilan: peluncuran pertama
Untuk memulai pengoperasian pembangkit biogas sebesar ini, dibutuhkan sekitar 80 kg kotoran sapi. Kotoran ternak diencerkan dengan 300 liter air non-klorinasi. Sang master juga menambahkan bahan tambahan khusus untuk mempercepat pertumbuhan bakteri. Suplemen ini terdiri dari sari pekat tebu, kelapa, dan pohon palem. Rupanya itu sesuatu seperti ragi. Mengisi massa ini melalui pipa saluran masuk. Setelah diisi, pipa saluran masuk harus dicuci dan dipasang sumbatnya.

Setelah beberapa hari, akumulator gas akan mulai meningkat. Ini memulai proses pembentukan gas. Segera setelah tangki penyimpanan penuh, gas yang dihasilkan harus dibuang. Gas pertama mengandung banyak kotoran, dan terdapat udara di dalam tangki penyimpanan.

Langkah sepuluh: bahan bakar
Proses pembentukan gas telah dimulai dan sekarang kita perlu mencari tahu apa yang bisa dan tidak bisa digunakan sebagai bahan bakar.
Jadi, bahan-bahan berikut ini cocok untuk bahan bakar: sayuran busuk, kupas sayuran dan buah-buahan, produk susu yang tidak dapat digunakan, mentega yang terlalu matang, cincangan rumput liar, limbah ternak dan unggas, dll. Banyak sisa tumbuhan dan hewan yang tidak dapat digunakan dapat digunakan dalam instalasi. Potongannya perlu dihancurkan sehalus mungkin. Ini akan mempercepat proses daur ulang.

Jangan gunakan: kulit bawang merah dan bawang putih, kulit telur, tulang, bahan berserat.

Sekarang mari kita lihat pertanyaan tentang jumlah bahan bakar yang dimuat. Seperti yang sudah disebutkan, kapasitas seperti itu membutuhkan bahan bakar 3,5 - 4 kg. Pemrosesan bahan bakar memakan waktu 30 hingga 50 hari, tergantung jenis bahan bakarnya. Setiap hari menambahkan 4 kg bahan bakar, dalam waktu 30 hari sekitar 750 g gas akan dihasilkan setiap hari. Mengisi unit secara berlebihan akan menyebabkan kelebihan bahan bakar, keasaman, dan kurangnya bakteri. Sang master mengingatkan, sesuai aturan, dibutuhkan 5 kg bahan bakar setiap hari per 1000 liter volume.
Langkah Kesebelas: Plunger
Untuk mempermudah memuat bahan bakar, sang master membuat pendorong.

Salah satu permasalahan yang harus diselesaikan di bidang pertanian adalah pembuangan kotoran dan limbah tanaman. Dan ini adalah masalah yang cukup serius yang memerlukan perhatian terus-menerus. Daur ulang tidak hanya membutuhkan waktu dan tenaga, tetapi juga jumlah yang besar. Saat ini setidaknya ada satu cara untuk mengubah permasalahan ini menjadi sumber pendapatan: mengolah kotoran menjadi biogas. Teknologi tersebut didasarkan pada proses alami penguraian kotoran dan sisa tanaman akibat bakteri yang dikandungnya. Seluruh tugasnya adalah menciptakan kondisi khusus untuk dekomposisi paling lengkap. Kondisi tersebut adalah tidak adanya akses oksigen dan suhu optimal (40-50 o C).

Semua orang tahu bagaimana kotoran paling sering dibuang: mereka menumpuknya, kemudian setelah fermentasi, mereka membawanya ke ladang. Dalam hal ini, gas yang dihasilkan dilepaskan ke atmosfer, dan 40% nitrogen yang terkandung dalam zat awal dan sebagian besar fosfor juga keluar ke sana. Pupuk yang dihasilkan jauh dari ideal.

Untuk memperoleh biogas, proses penguraian kotoran harus dilakukan tanpa akses oksigen, dalam volume tertutup. Dalam hal ini, nitrogen dan fosfor tetap berada dalam produk sisa, dan gas terakumulasi di bagian atas wadah, sehingga dapat dengan mudah dipompa keluar. Ada dua sumber keuntungan: gas itu sendiri dan pupuk yang efektif. Selain itu, pupuk tersebut memiliki kualitas terbaik dan 99% aman: sebagian besar mikroorganisme patogen dan telur cacing mati, dan benih gulma yang terkandung dalam pupuk kandang kehilangan viabilitasnya. Bahkan ada garis untuk mengemas residu ini.

Prasyarat kedua dalam proses pengolahan kotoran ternak menjadi biogas adalah menjaga suhu optimal. Bakteri yang terkandung dalam biomassa tidak aktif pada suhu rendah. Mereka mulai bekerja pada suhu sekitar +30 o C. Selain itu, kotoran ternak mengandung dua jenis bakteri:

Tanaman termofilik dengan suhu dari +43 o C hingga +52 o C adalah yang paling efektif: di dalamnya, pupuk kandang diproses selama 3 hari, dan keluaran dari 1 liter area bioreaktor yang berguna mencapai 4,5 liter biogas (ini adalah keluaran maksimal). Namun mempertahankan suhu +50 o C memerlukan pengeluaran energi yang besar, yang tidak menguntungkan di setiap iklim. Oleh karena itu, pembangkit biogas seringkali beroperasi pada suhu mesofilik. Dalam hal ini waktu pengerjaannya bisa 12-30 hari, rendemennya kurang lebih 2 liter biogas per 1 liter volume bioreaktor.

Komposisi gas bervariasi tergantung pada bahan baku dan kondisi pengolahan, namun kira-kira sebagai berikut: metana - 50-70%, karbon dioksida - 30-50%, dan juga mengandung sejumlah kecil hidrogen sulfida (kurang dari 1 %) dan sejumlah kecil senyawa amonia, hidrogen dan nitrogen. Tergantung pada desain pabriknya, biogas mungkin mengandung sejumlah besar uap air, sehingga memerlukan pengeringan (jika tidak maka biogas tidak akan terbakar). Seperti apa instalasi industri ditunjukkan dalam video.

Ini bisa dikatakan sebagai keseluruhan pabrik produksi gas. Tapi untuk lahan pertanian pribadi atau pertanian kecil, volume seperti itu tidak ada gunanya. Pembangkit biogas paling sederhana mudah dibuat dengan tangan Anda sendiri. Namun pertanyaannya adalah: “Ke mana biogas selanjutnya harus dikirim?” Kalor pembakaran gas yang dihasilkan berkisar antara 5340 kkal/m3 hingga 6230 kkal/m3 (6,21 - 7,24 kWh/m3). Oleh karena itu, dapat disuplai ke boiler gas untuk menghasilkan panas (pemanas dan air panas), atau ke instalasi pembangkit listrik, ke kompor gas, dll. Beginilah cara Vladimir Rashin, seorang perancang pabrik biogas, menggunakan kotoran dari peternakan puyuh miliknya.

Ternyata jika Anda memiliki ternak dan unggas dalam jumlah yang cukup, Anda dapat sepenuhnya memenuhi kebutuhan peternakan Anda akan panas, gas, dan listrik. Dan jika instalasi gas dipasang pada mobil, maka juga akan menyediakan bahan bakar untuk armada. Mengingat porsi sumber daya energi dalam biaya produksi adalah 70-80%, Anda hanya dapat menghemat bioreaktor, dan kemudian mendapatkan banyak uang. Di bawah ini adalah tangkapan layar perhitungan ekonomi profitabilitas pembangkit listrik tenaga biogas untuk pertanian kecil (per September 2014). Peternakan itu tidak bisa disebut kecil, tapi yang pasti juga tidak besar. Kami mohon maaf atas terminologinya - ini adalah gaya penulis.

Ini adalah perkiraan rincian biaya yang diperlukan dan kemungkinan pendapatan. Skema untuk pembangkit listrik tenaga biogas buatan sendiri

Skema pembangkit biogas buatan sendiri

Skema paling sederhana dari pembangkit biogas adalah wadah tertutup - bioreaktor, di mana bubur yang sudah disiapkan dituangkan. Oleh karena itu, terdapat lubang palka untuk memuat kotoran dan lubang untuk menurunkan bahan baku olahan.

Skema paling sederhana dari pembangkit listrik tenaga biogas tanpa fitur tambahan apa pun

Wadah tidak terisi penuh dengan substrat: 10-15% volume harus tetap bebas untuk menampung gas. Pipa saluran keluar gas dipasang di tutup tangki. Karena gas yang dihasilkan mengandung uap air dalam jumlah yang cukup besar, maka gas tersebut tidak akan terbakar dalam bentuk ini. Oleh karena itu, perlu melewati segel air untuk mengeringkannya. Dalam alat sederhana ini, sebagian besar uap air akan mengembun, dan gas akan terbakar dengan baik. Maka disarankan untuk membersihkan gas dari hidrogen sulfida yang tidak mudah terbakar dan baru kemudian dapat disuplai ke penampung gas - wadah untuk menampung gas. Dan dari situ bisa didistribusikan ke konsumen: diumpankan ke boiler atau oven gas. Tonton videonya untuk melihat cara membuat filter untuk pembangkit biogas dengan tangan Anda sendiri.

Instalasi industri besar ditempatkan di permukaan. Dan ini, pada prinsipnya, dapat dimengerti - volume pekerjaan lahan terlalu besar. Namun di peternakan kecil, mangkuk bunker terkubur di dalam tanah. Hal ini, pertama, memungkinkan Anda mengurangi biaya pemeliharaan suhu yang diperlukan, dan kedua, di halaman belakang pribadi sudah terdapat cukup banyak semua jenis perangkat.

Wadahnya bisa diambil yang sudah jadi, atau dibuat dari batu bata, beton, dll di dalam lubang galian. Namun dalam hal ini, Anda harus menjaga kekencangan dan kedap udara: prosesnya bersifat anaerobik - tanpa akses udara, oleh karena itu perlu dibuat lapisan yang tidak dapat ditembus oksigen. Strukturnya ternyata berlapis-lapis dan produksi bunker semacam itu merupakan proses yang panjang dan mahal. Oleh karena itu, lebih murah dan mudah untuk mengubur wadah yang sudah jadi. Sebelumnya, ini adalah tong logam, seringkali terbuat dari baja tahan karat. Saat ini, dengan munculnya wadah PVC di pasaran, Anda dapat menggunakannya. Mereka netral secara kimia, memiliki konduktivitas termal yang rendah, masa pakai yang lama, dan beberapa kali lebih murah daripada baja tahan karat.

Namun pembangkit biogas yang dijelaskan di atas akan memiliki produktivitas yang rendah. Untuk mengaktifkan proses pemrosesan, diperlukan pencampuran aktif massa yang terletak di hopper. Jika tidak, kerak akan terbentuk di permukaan atau ketebalan substrat, yang memperlambat proses dekomposisi, dan lebih sedikit gas yang dihasilkan di saluran keluar. Pencampuran dilakukan dengan cara apa pun yang tersedia. Misalnya seperti yang terlihat dalam video. Dalam hal ini, drive apa pun dapat dibuat.

Ada cara lain untuk mencampur lapisan, tetapi non-mekanis - barbitasi: gas yang dihasilkan disuplai di bawah tekanan ke bagian bawah wadah dengan pupuk kandang. Naik ke atas, gelembung gas akan memecahkan kerak bumi. Karena biogas yang dipasok sama, tidak akan ada perubahan pada kondisi pemrosesan. Selain itu, gas ini tidak dapat dianggap sebagai konsumsi - gas ini akan kembali masuk ke tangki bensin.

Seperti disebutkan di atas, kinerja yang baik memerlukan suhu yang tinggi. Agar tidak menghabiskan terlalu banyak uang untuk menjaga suhu ini, Anda perlu menjaga isolasi. Jenis isolator panas apa yang harus dipilih, tentu saja terserah Anda, tetapi saat ini yang paling optimal adalah busa polistiren. Tidak takut air, tidak terpengaruh jamur dan hewan pengerat, memiliki masa pakai yang lama dan kinerja insulasi termal yang sangat baik.

Bentuk bioreaktor bisa berbeda-beda, namun yang paling umum adalah silinder. Ini tidak ideal dalam hal kerumitan pencampuran substrat, tetapi lebih sering digunakan karena orang telah mengumpulkan banyak pengalaman dalam membuat wadah tersebut. Dan jika silinder tersebut dibagi dengan sebuah partisi, maka silinder tersebut dapat digunakan sebagai dua tangki terpisah di mana prosesnya digeser dalam waktu. Dalam hal ini, elemen pemanas dapat dipasang di partisi, sehingga memecahkan masalah menjaga suhu di dua ruang sekaligus.

Dalam versi paling sederhana, pembangkit biogas buatan sendiri berbentuk lubang persegi panjang, yang dindingnya terbuat dari beton, dan untuk kekencangannya dilapisi dengan lapisan fiberglass dan resin poliester. Wadah ini dilengkapi dengan penutup. Penggunaannya sangat merepotkan: pemanasan, pencampuran, dan penghilangan massa yang difermentasi sulit dilakukan, dan tidak mungkin mencapai pemrosesan yang lengkap dan efisiensi tinggi.

Situasinya sedikit lebih baik dengan pabrik pengolahan kotoran biogas. Tepinya miring, sehingga memudahkan memuat kotoran segar. Jika Anda membuat bagian bawah miring, maka massa yang difermentasi akan bergeser ke satu sisi karena gravitasi dan akan lebih mudah untuk memilihnya. Dalam instalasi seperti itu, perlu untuk menyediakan insulasi termal tidak hanya untuk dinding, tetapi juga untuk penutupnya. Tidak sulit untuk menerapkan pembangkit listrik tenaga biogas dengan tangan Anda sendiri. Namun pengolahan yang lengkap dan jumlah gas yang maksimal tidak dapat dicapai di dalamnya. Bahkan dengan pemanasan.

Permasalahan teknis dasar telah diatasi, dan Anda sekarang mengetahui beberapa cara membangun pabrik untuk memproduksi biogas dari kotoran ternak. Masih ada nuansa teknologi.

Apa yang bisa didaur ulang dan bagaimana mencapai hasil yang baik

Kotoran hewan apa pun mengandung organisme yang diperlukan untuk pengolahannya. Telah ditemukan bahwa lebih dari seribu mikroorganisme berbeda terlibat dalam proses fermentasi dan produksi gas. Zat pembentuk metana memegang peranan paling penting. Dipercaya juga bahwa semua mikroorganisme ini ditemukan dalam proporsi optimal dalam kotoran sapi. Bagaimanapun, ketika limbah jenis ini diolah bersama dengan bahan tanaman, jumlah biogas terbesar yang dilepaskan. Tabel tersebut menunjukkan data rata-rata untuk jenis limbah pertanian yang paling umum. Perlu diketahui bahwa jumlah keluaran gas ini dapat diperoleh dalam kondisi ideal.

Untuk produktivitas yang baik perlu menjaga kelembapan substrat tertentu: 85-90%. Namun air yang digunakan harus tidak mengandung bahan kimia asing. Pelarut, antibiotik, deterjen, dll. berdampak negatif pada proses. Selain itu, agar proses dapat berjalan normal, cairan tidak boleh mengandung pecahan besar. Ukuran fragmen maksimum: 1*2 cm, lebih kecil lebih baik. Oleh karena itu, jika Anda berencana menambahkan bahan herbal, Anda perlu menggilingnya.

Penting untuk pemrosesan normal di substrat untuk mempertahankan tingkat pH optimal: dalam kisaran 6,7-7,6. Biasanya lingkungan memiliki tingkat keasaman yang normal, dan hanya kadang-kadang bakteri pembentuk asam berkembang lebih cepat dibandingkan bakteri pembentuk metana. Kemudian lingkungan menjadi asam, produksi gas menurun. Untuk mencapai nilai optimal, tambahkan jeruk nipis atau soda biasa ke substrat.

Sekarang sedikit tentang waktu yang dibutuhkan untuk mengolah pupuk kandang. Secara umum, waktu tergantung pada kondisi yang tercipta, namun gas pertama dapat mulai mengalir pada hari ketiga setelah dimulainya fermentasi. Pembentukan gas paling aktif terjadi ketika kotoran ternak terurai sebesar 30-33%. Untuk memberi gambaran waktu, katakanlah setelah dua minggu substrat terurai sebesar 20-25%. Artinya, optimalnya pengerjaannya berlangsung sebulan. Dalam hal ini, pupuknya memiliki kualitas terbaik.

Perhitungan volume bin untuk diproses

Untuk peternakan kecil, pemasangan yang optimal adalah pemasangan yang konstan - yaitu ketika pupuk kandang segar disuplai dalam porsi kecil setiap hari dan dibuang dalam porsi yang sama. Agar proses tidak terganggu, porsi beban harian tidak boleh melebihi 5% dari volume yang diproses.

Instalasi buatan sendiri untuk mengolah kotoran menjadi biogas bukanlah puncak kesempurnaan, tetapi cukup efektif

Berdasarkan hal ini, Anda dapat dengan mudah menentukan volume tangki yang dibutuhkan untuk pembangkit listrik tenaga biogas buatan sendiri. Anda perlu mengalikan volume kotoran harian dari peternakan Anda (sudah dalam keadaan encer dengan kelembapan 85-90%) dengan 20 (ini untuk suhu mesofilik, untuk suhu termofilik Anda harus mengalikannya dengan 30). Untuk angka yang dihasilkan, Anda perlu menambahkan 15-20% lagi - ruang kosong untuk mengumpulkan biogas di bawah kubah. Anda tahu parameter utamanya. Semua biaya lebih lanjut dan parameter sistem bergantung pada skema pembangkit listrik tenaga biogas yang dipilih untuk diterapkan dan bagaimana Anda akan melakukan semuanya. Sangat mungkin untuk puas dengan bahan improvisasi, atau Anda dapat memesan instalasi turnkey. Pengembangan pabrik akan menelan biaya mulai 1,5 juta euro, pemasangan dari Kulibins akan lebih murah.

Pendaftaran resmi

Pemasangannya harus dikoordinasikan dengan SES, inspektorat gas, dan petugas pemadam kebakaran. Anda akan perlu:

Diagram teknologi instalasi.
Rencana tata letak peralatan dan komponen dengan mengacu pada instalasi itu sendiri, lokasi pemasangan unit termal, lokasi jaringan pipa dan saluran energi, serta sambungan pompa. Diagram harus menunjukkan penangkal petir dan jalan akses.
Jika pemasangan akan dilakukan di dalam ruangan, maka rencana ventilasi juga diperlukan, yang akan menyediakan setidaknya delapan kali lipat pertukaran seluruh udara di dalam ruangan.

Seperti yang bisa kita lihat, kita tidak bisa hidup tanpa birokrasi di sini.

Terakhir, sedikit tentang kinerja instalasi. Rata-rata, per hari instalasi biogas menghasilkan volume gas dua kali lipat volume reservoir yang dapat digunakan. Artinya, 40 m 3 slurry akan menghasilkan 80 m 3 gas per hari. Sekitar 30% akan dihabiskan untuk memastikan proses itu sendiri (item pengeluaran utama adalah pemanasan). Itu. pada outputnya Anda akan menerima 56 m 3 biogas per hari. Menurut statistik, untuk memenuhi kebutuhan satu keluarga beranggotakan tiga orang dan untuk menghangatkan rumah berukuran rata-rata, dibutuhkan 10 m 3. Dalam saldo bersih Anda memiliki 46 m3 per hari. Dan ini dengan instalasi kecil.

Hasil

Dengan menginvestasikan sejumlah uang untuk mendirikan pabrik biogas (baik dengan tangan Anda sendiri atau secara turnkey), Anda tidak hanya akan memenuhi kebutuhan dan kebutuhan Anda sendiri akan panas dan gas, tetapi juga dapat menjual gas, serta pupuk berkualitas tinggi hasil pengolahannya.

Topik bahan bakar alternatif telah relevan selama beberapa dekade. Biogas merupakan sumber bahan bakar alami yang dapat Anda produksi dan gunakan sendiri, terutama jika Anda memiliki hewan ternak.

Apa itu

Komposisi biogas serupa dengan yang diproduksi pada skala industri. Tahapan produksi biogas:

Bioreaktor adalah wadah di mana massa biologis diproses oleh bakteri anaerobik dalam ruang hampa.
Setelah beberapa waktu, gas dilepaskan yang terdiri dari metana, karbon dioksida, hidrogen sulfida dan zat gas lainnya.
Gas ini dimurnikan dan dikeluarkan dari reaktor.
Biomassa daur ulang adalah pupuk yang sangat baik yang dikeluarkan dari reaktor untuk memperkaya ladang.

Memproduksi biogas dengan tangan Anda sendiri di rumah dapat dilakukan asalkan Anda tinggal di desa dan memiliki akses terhadap kotoran hewan. Ini adalah pilihan bahan bakar yang baik untuk peternakan dan perusahaan pertanian.

Keuntungan biogas adalah mengurangi emisi metana dan menyediakan sumber energi alternatif. Sebagai hasil dari pengolahan biomassa, terbentuklah pupuk untuk kebun sayur dan ladang, yang merupakan keuntungan tambahan.

Untuk membuat biogas sendiri, Anda perlu membangun bioreaktor untuk mengolah kotoran ternak, kotoran burung, dan sampah organik lainnya. Bahan baku yang digunakan adalah:

air limbah;
Sedotan;
rumput;
lumpur sungai

Penting untuk mencegah pengotor kimia memasuki reaktor, karena mengganggu proses pemrosesan.

Kasus Penggunaan

Pengolahan kotoran ternak menjadi biogas memungkinkan diperolehnya energi listrik, panas dan mekanik. Bahan bakar ini digunakan dalam skala industri atau di rumah-rumah pribadi. Ini digunakan untuk:

Pemanasan;
Petir;
memanaskan air;
pengoperasian mesin pembakaran dalam.

Dengan menggunakan bioreaktor, Anda dapat membuat basis energi sendiri untuk memberi daya pada rumah pribadi atau produksi pertanian Anda.

Pembangkit listrik tenaga panas yang menggunakan biogas adalah cara alternatif untuk memanaskan pertanian pribadi atau desa kecil. Sampah organik dapat diubah menjadi listrik, yang jauh lebih murah dibandingkan membuangnya ke lokasi dan membayar tagihan listrik. Biogas dapat digunakan untuk memasak di kompor gas. Keuntungan terbesar dari biofuel adalah bahwa biofuel merupakan sumber energi terbarukan yang tidak ada habisnya.

Efisiensi biofuel

Biogas dari sampah dan kotoran tidak berwarna dan tidak berbau. Ini memberikan jumlah panas yang sama seperti gas alam. Satu meter kubik biogas menyediakan jumlah energi yang sama dengan 1,5 kg batu bara.

Seringkali, peternakan tidak membuang limbah ternak, tetapi menyimpannya di satu area. Akibatnya, metana terlepas ke atmosfer, dan kotoran ternak kehilangan khasiatnya sebagai pupuk. Sampah yang diolah tepat waktu akan membawa lebih banyak manfaat bagi pertanian.

Efisiensi pembuangan kotoran dapat dengan mudah dihitung dengan cara ini. Rata-rata sapi menghasilkan 30-40 kg kotoran per hari. Massa ini menghasilkan 1,5 meter kubik gas. Dari jumlah tersebut dihasilkan listrik sebesar 3 kW/jam.

Cara membangun reaktor biomaterial

Bioreaktor adalah wadah beton berlubang untuk mengeluarkan bahan mentah. Sebelum konstruksi, Anda harus memilih lokasi di situs. Ukuran reaktor bergantung pada jumlah biomassa yang Anda miliki setiap hari. Itu harus mengisi wadah 2/3 penuh.

Jika biomassanya sedikit, sebagai pengganti wadah beton, Anda bisa mengambil tong besi, misalnya tong biasa. Tapi harus kuat, dengan lasan yang berkualitas.

Jumlah gas yang dihasilkan secara langsung bergantung pada volume bahan baku. Dalam wadah kecil Anda akan mendapatkan sedikit. Untuk mendapatkan 100 meter kubik biogas, Anda perlu mengolah satu ton massa biologis.

Untuk menambah kekuatan pemasangan biasanya dikubur di dalam tanah. Reaktor harus memiliki pipa masuk untuk memuat biomassa dan saluran keluar untuk membuang bahan limbah. Harus ada lubang di bagian atas tangki tempat biogas dibuang. Lebih baik menutupnya dengan segel air.

Untuk reaksi yang benar, wadah harus tertutup rapat, tanpa akses udara. Segel air akan memastikan pembuangan gas tepat waktu, yang akan mencegah sistem meledak.

Reaktor untuk peternakan besar

Desain bioreaktor sederhana cocok untuk peternakan kecil dengan 1-2 hewan. Jika Anda memiliki peternakan, yang terbaik adalah memasang reaktor industri yang dapat menangani bahan bakar dalam jumlah besar. Yang terbaik adalah melibatkan perusahaan khusus yang terlibat dalam pengembangan proyek dan pemasangan sistem.

Kompleks industri terdiri dari:

Tangki penyimpanan sementara;
Instalasi pencampuran;
Pembangkit listrik tenaga panas kecil yang menyediakan energi untuk memanaskan bangunan dan rumah kaca, serta listrik;
Wadah untuk pupuk kandang yang difermentasi digunakan sebagai pupuk.

Pilihan paling efektif adalah membangun satu kompleks untuk beberapa peternakan di sekitarnya. Semakin banyak biomaterial yang diproses, semakin banyak pula energi yang dihasilkan.

Sebelum menerima biogas, instalasi industri harus disetujui oleh stasiun sanitasi dan epidemiologi, inspeksi kebakaran dan gas. Mereka didokumentasikan, ada standar khusus untuk lokasi semua elemen.

Cara menghitung volume reaktor

Volume reaktor tergantung pada jumlah limbah yang dihasilkan setiap hari. Ingatlah bahwa wadahnya hanya perlu diisi 2/3 untuk fermentasi yang efektif. Pertimbangkan juga waktu fermentasi, suhu dan jenis bahan baku.

Yang terbaik adalah mengencerkan kotoran dengan air sebelum dikirim ke pencernaan. Diperlukan waktu sekitar 2 minggu untuk mengolah pupuk kandang pada suhu 35-40 derajat. Untuk menghitung volume, tentukan volume awal sampah dengan air dan tambahkan 25-30%. Volume biomassa harus sama setiap dua minggu.

Bagaimana memastikan aktivitas biomassa

Untuk fermentasi biomassa yang tepat, yang terbaik adalah memanaskan campuran. Di wilayah selatan, suhu udara mendorong terjadinya fermentasi. Jika Anda tinggal di utara atau di zona tengah, Anda dapat menyambungkan elemen pemanas tambahan.

Untuk memulai prosesnya, diperlukan suhu 38 derajat. Ada beberapa cara untuk memastikan hal ini:

Kumparan di bawah reaktor yang terhubung ke sistem pemanas;
Elemen pemanas di dalam wadah;
Pemanasan langsung wadah dengan alat pemanas listrik.

Massa biologis sudah mengandung bakteri yang dibutuhkan untuk menghasilkan biogas. Mereka bangun dan mulai beraktivitas saat suhu udara naik.

Cara terbaik adalah memanaskannya dengan sistem pemanas otomatis. Mereka menyala ketika massa dingin memasuki reaktor dan mati secara otomatis ketika suhu mencapai nilai yang diinginkan. Sistem seperti itu dipasang di boiler pemanas air, dapat dibeli di toko peralatan gas.

Jika Anda memberikan pemanasan hingga 30-40 derajat, maka pemrosesan akan memakan waktu 12-30 hari. Itu tergantung pada komposisi dan volume massa. Saat dipanaskan hingga 50 derajat, aktivitas bakteri meningkat, dan pemrosesan memakan waktu 3-7 hari. Kerugian dari instalasi tersebut adalah tingginya biaya pemeliharaan suhu tinggi. Jumlahnya sebanding dengan jumlah bahan bakar yang diterima, sehingga sistem menjadi tidak efektif.

Cara lain untuk mengaktifkan bakteri anaerob adalah dengan mengaduk biomassa. Anda dapat memasang sendiri poros di dalam ketel dan menggerakkan pegangannya ke luar untuk mengaduk massa jika perlu. Tetapi akan jauh lebih mudah untuk merancang sistem otomatis yang akan mencampur massa tanpa partisipasi Anda.

Penghapusan gas yang benar

Biogas dari kotoran dikeluarkan melalui penutup atas reaktor. Itu harus ditutup rapat selama proses fermentasi. Biasanya segel air digunakan. Ini mengontrol tekanan dalam sistem, ketika meningkat, tutupnya naik dan katup pelepas diaktifkan. Sebuah beban digunakan sebagai penyeimbang. Di saluran keluar, gas dimurnikan dengan air dan dialirkan lebih jauh melalui tabung. Pemurnian dengan air diperlukan untuk menghilangkan uap air dari gas, jika tidak maka gas tidak akan terbakar.

Sebelum biogas dapat diolah menjadi energi, biogas harus diakumulasikan. Itu harus disimpan dalam tangki bensin:

Itu dibuat dalam bentuk kubah dan dipasang di outlet reaktor.
Paling sering terbuat dari besi dan dilapisi dengan beberapa lapisan cat untuk mencegah korosi.
Di kompleks industri, tangki bensin merupakan tangki tersendiri.

Pilihan lain untuk membuat penampung gas: gunakan tas PVC. Bahan elastis ini meregang saat tas terisi. Jika perlu, dapat menyimpan biogas dalam jumlah besar.

Pabrik produksi biofuel bawah tanah

Untuk menghemat ruang, yang terbaik adalah membangun instalasi bawah tanah. Ini adalah cara termudah untuk mendapatkan biogas di rumah. Untuk memasang bioreaktor bawah tanah, Anda perlu menggali lubang dan mengisi dinding dan dasarnya dengan beton bertulang.

Lubang dibuat di kedua sisi wadah untuk pipa saluran masuk dan saluran keluar. Selain itu, pipa saluran keluar harus ditempatkan di dasar wadah untuk memompa keluar massa limbah. Diameternya 7-10 cm, lubang masuk dengan diameter 25-30 cm paling baik terletak di bagian atas.

Instalasinya ditutup dengan batu bata di atasnya dan dipasang tangki bensin untuk menampung biogas. Di outlet wadah Anda perlu membuat katup untuk mengatur tekanan.

Pembangkit biogas dapat dikubur di pekarangan rumah pribadi dan saluran pembuangan serta limbah ternak dapat dihubungkan ke sana. Reaktor daur ulang dapat sepenuhnya memenuhi kebutuhan listrik dan pemanas sebuah keluarga. Manfaat tambahannya adalah mendapatkan pupuk untuk taman Anda.

Bioreaktor DIY adalah cara mendapatkan energi dari padang rumput dan menghasilkan uang dari pupuk kandang. Ini mengurangi biaya energi pertanian dan meningkatkan profitabilitas. Anda dapat melakukannya sendiri atau memesan pemasangan. Harganya tergantung volume, mulai dari 7.000 rubel.