Impianto per la produzione di biogas (gas fai-da-te economico). Metodi per l'autoproduzione di biogas Impianto per la produzione di biogas u3

05.09.2023

Caratteristiche del trattamento dei rifiuti organici nelle bioimpianti domestici. Il trattamento dei rifiuti organici senza accesso all'ossigeno è un modo altamente efficace per ottenere fertilizzanti organici di alta qualità e un vettore energetico rispettoso dell'ambiente, come il biogas. Inoltre, questo metodo di trattamento dei rifiuti è assolutamente sicuro per l'ambiente.

Il biogas è un gas composto per il 60% circa da metano e per il 40% da anidride carbonica (CO2). Una varietà di specie microbiche metabolizzano il carbonio da substrati organici in condizioni prive di ossigeno (anaerobiche) (Tabella 4).

Resa di biogas (m3) da una tonnellata di materia organica
Tipologia di materie prime biologiche	Produzione di gas, m3 per tonnellata di materia prima
Letame di bestiame
Letame di maiale
Escrementi di uccelli
Sterco di cavallo
Letame di pecora
Insilato di mais
Insilato d'erba
Erba fresca

Foglie di barbabietola da zucchero
Foglie di barbabietola da zucchero insilate

Questo è il processo della cosiddetta putrefazione o fermentazione senza ossigeno.

La fermentazione del metano è un processo anaerobico complesso (senza accesso all'aria), che avviene a seguito dell'attività vitale dei microrganismi ed è accompagnato da una serie di reazioni biochimiche. La temperatura di fermentazione è di 35°C (processo mesofilo) o 50°C (processo termofilo). Questo metodo dovrebbe essere valutato come una misura di protezione ambientale locale, che allo stesso tempo migliora il bilancio energetico dell’economia, poiché è possibile organizzare un’economia a basso spreco e a risparmio energetico.

Durante il trattamento del liquame con un contenuto di umidità fino al 90-91% in un'unità di digestione del metano, si ottengono tre prodotti primari: fanghi disidratati, biogas e rifiuti liquidi. Il fango disidratato è inodore, non contiene microflora patogena e la germinazione dei semi di erbe infestanti è ridotta a zero. In generale, il fango disidratato è un fertilizzante organico altamente concentrato, disinfettato e deodorato, adatto per l'applicazione diretta al terreno. Viene anche utilizzato come materia prima per la produzione di vermicompost. La fermentazione del metano migliora la qualità del substrato. Ciò è dovuto al fatto che durante la fermentazione del metano senza accesso all'ossigeno, l'azoto ammoniacale viene convertito in forma ammoniacale, che successivamente, nel processo di fermentazione aerobica, riduce le perdite di azoto. Il substrato ottenuto dal letame fermentato e dalla lettiera contribuisce ad aumentare la resa dei raccolti del 15-40%.

Dal 1920, il biogas è stato prodotto su larga scala dalle acque reflue. Nelle città europee, le flotte di camion urbani iniziarono ad essere convertite per funzionare a biogas nel 1937. Durante la seconda guerra mondiale e il dopoguerra venne studiata e promossa la produzione di biogas dai rifiuti organici. A causa del calo dei prezzi del petrolio, lo sviluppo delle tecnologie del biogas cessò negli anni '60. Nei paesi in via di sviluppo si sono diffusi semplici impianti di biogas. In Cina sono già stati realizzati milioni di impianti di questo tipo “da cortile”. In India ne sono state costruite circa 70 milioni. Nei paesi sviluppati, dopo la crisi del 1973, si sono diffusi impianti di biogas di grandi dimensioni. È diventato possibile fermentare rapidamente le acque reflue in filtri anaerobici a una temperatura di fermentazione relativamente bassa.

Tra la varietà di impianti di biogas che operano oggi in molti paesi del mondo, ci sono impianti con volumi di reattori da diverse a diverse migliaia di metri cubi. Convenzionalmente possono essere suddivisi in:

Piccolo o domestico: volume del reattore fino a 20 m3;

Azienda agricola - 20-200 m3;

Medio - 200-500 m3;

Grande - oltre 500 m3

Vantaggi degli impianti di biogas:

Agronomico: la capacità di ottenere fertilizzanti organici altamente efficaci;

Energia - produzione di biogas;

Ambientale: neutralizzazione dell'impatto negativo dei rifiuti sull'ambiente;

Sociale: miglioramento delle condizioni di vita, che è particolarmente importante per i residenti delle zone rurali.

Molti paesi stanno sfruttando ampiamente il potenziale offerto da questo metodo di trattamento dei rifiuti. Sfortunatamente, in Ucraina anche adesso rimane un po’ esotico e viene utilizzato nella pratica in casi isolati, in particolare per il trattamento anaerobico dei rifiuti organici per la produzione di fertilizzanti, il che è rilevante nelle condizioni attuali. Anche la crisi energetica non ha stimolato lo sviluppo di questa tecnologia di produzione energetica, mentre in alcuni paesi, come India e Cina, programmi nazionali per il riciclaggio dei rifiuti in impianti a base biologica sono operativi da tempo. Una percentuale significativa del fabbisogno energetico in molti paesi europei è fornita da questa tecnologia, e in Inghilterra, anche prima del 1990, si prevedeva di fornire alla popolazione rurale il gas di “produzione propria”.

Figura 41. Impianto di biogasFigura 42.indiano

impianto di biogas in Etiopia

Senza sottovalutare l’importanza degli impianti di grandi dimensioni, vale la pena prestare molta attenzione ai vantaggi dei piccoli impianti di biogas. Sono economici, disponibili per la costruzione con metodi individuali e industriali, semplici e sicuri da mantenere, e i prodotti della lavorazione dei rifiuti organici in essi contenuti - biogas e fertilizzanti organici di alta qualità - possono essere utilizzati direttamente per le esigenze dell'azienda agricola senza alcun costo di trasporto.

I vantaggi dei piccoli impianti di biogas comprendono la disponibilità di materiali locali per la costruzione dell'impianto, la possibilità di manutenzione da parte del proprietario, l'assenza della necessità di contabilità, il trasporto su lunghe distanze e la predisposizione per l'utilizzo del biogas.

Anche i piccoli impianti di biogas presentano alcuni svantaggi rispetto a quelli grandi. Qui è più difficile automatizzare e meccanizzare i processi di preparazione del substrato e il funzionamento degli impianti stessi; macinazione del substrato, riscaldamento, carico e scarico, stoccaggio prima e dopo la lavorazione, che predetermina la necessità di contenitori per lo stoccaggio dei rifiuti fermentati , è problematico. Inoltre, per portare il substrato alla concentrazione necessaria per la fermentazione, è necessario disporre di un altro contenitore e di una certa quantità di acqua. Per ridurre i costi dell’acqua, vale la pena considerare la possibilità del suo riutilizzo. Sorgono problemi anche con la disidratazione della massa fermentata. Molto spesso, le unità utilizzate per la meccanizzazione del lavoro (macinazione, miscelazione, riscaldamento, alimentazione di prodotti trasformati, ecc.) in impianti di grandi dimensioni non sono adatte per l'uso in impianti di piccole dimensioni a causa dei loro parametri tecnici e dei costi elevati.

Gli impianti domestici producono piccoli volumi di biogas, quindi è più difficile organizzare i processi di disidratazione e purificazione dalle impurità dei componenti non combustibili.

I problemi legati al funzionamento di piccoli impianti di biogas includono l'irregolarità del processo di produzione di biogas in diversi periodi dell'anno. Durante il periodo estivo di funzionamento sorgono problemi dovuti al fatto che in presenza di una stufa a gas, per riscaldare il substrato verrà speso meno biogas di propria produzione, la sua quantità commerciale sarà maggiore rispetto al periodo invernale. In estate, quando gli animali vengono portati al pascolo, la quantità di rifiuti, materia prima per il bioreattore, diminuisce. Nell'ambito di tali impianti, non è opportuno fornire unità per un accumulo significativo di biogas: quando viene prodotto più gas di quello necessario per l'economia, dovrà semplicemente essere rilasciato nell'atmosfera.

Ma qualunque cosa accada, il trattamento anaerobico dei rifiuti organici è un modo altamente efficace e redditizio per ottenere fertilizzanti organici di alta qualità e vettori energetici rispettosi dell’ambiente. Piccoli impianti domestici di biogas-humus con un reattore fino a 20 m3 possono essere consigliati per l'installazione in quasi tutti i cortili rurali dove si accumulano rifiuti organici.

Tra le principali tendenze moderne nello sviluppo delle tecnologie del biogas ci sono le seguenti:

Fermentazione di substrati multicomponenti;

L'utilizzo della fermentazione anaerobica di tipo “secco” per la produzione di biogas da colture vegetali energetiche;

Creazione di stazioni centralizzate di biogas ad alta produttività e simili.

Esistono quattro tipi principali di implementazione della tecnologia di digestione anaerobica, vale a dire: lagune coperte e digestori che funzionano nella modalità di un reattore di miscelazione e un reattore con un vettore di biomassa. La fattibilità tecnica ed economica dell'utilizzo dell'una o dell'altra tipologia dipende principalmente dal contenuto di umidità dei substrati e dalle condizioni climatiche della zona in cui è situato l'impianto di biogas. Il tipo di bioreattore utilizzato influisce sulla durata totale del processo di metanizzazione.

Si consiglia l'uso di lagune interne in climi caldi e temperati - per rifiuti di liquame che non contengono inclusioni con significativa grossolanità idraulica. Tali reattori non sono particolarmente riscaldati e pertanto sono considerati non intensivi. La durata del decadimento della materia organica per stabilizzare i rifiuti supera significativamente quella dei reattori con modalità di fermentazione intensiva.

I reattori con modalità di fermentazione intensiva includono reattori riscaldati di vario tipo. Esistono due differenze fondamentali tra la progettazione di tali reattori, che dipendono dalle caratteristiche dei substrati fermentati. Nei reattori del primo tipo vengono fatti fermentare substrati con predominanza di liquami. Il tipo più comune di tali reattori è quello cilindrico in cemento o acciaio con una colonna centrale, ricoperta da una membrana elastica, che serve a sigillare la struttura e ad accumulare il biogas generato. Tali reattori funzionano secondo il principio della miscelazione completa, quando ciascuna porzione fresca della miscela di substrati iniziali viene miscelata con l'intera massa fermentabile del reattore. Il progetto di base di tali reattori è mostrato nella Figura 43.

Fig.43 . Digestore di tipo verticale

2 - traboccamento del substrato;

3 - pompa di alimentazione dell'aria;

4 - isolamento termico del serbatoio del metano;

5 - colonna centrale, che sostiene la caduta della membrana del serbatoio del gas;

6 - dispositivo di miscelazione;

7 - azionamento del dispositivo di miscelazione;

8 - area di servizio;

9 - membrana del serbatoio del gas;

10 - livello riempimento serbatoio metano;

11 - altezza di sollevamento della membrana del serbatoio del gas;

12 - condutture di riscaldamento

Un altro tipo di reattore per substrati liquidi è quello di tipo orizzontale, funzionante secondo il principio dello spostamento. In tali strutture, la miscela di substrato iniziale viene fornita da un lato e rimossa dall'altro. In questo caso la sostanza organica subisce successive trasformazioni dovute ad un consorzio di microrganismi già presenti nel substrato originario. Tali reattori possono essere considerati meno efficienti in termini di intensità del processo, tuttavia in essi, grazie alla separazione spaziale dei punti di ingresso dei substrati freschi e dei punti di uscita di quelli fermentati, è possibile minimizzare il rischio di rilascio di una porzione non fermentata di substrati freschi insieme al substrato fermentato (che viene rimosso dal serbatoio del metano). È consigliabile utilizzare reattori di questo tipo per piccoli volumi di substrati fermentati.

I seguenti tipi di reattori sono progettati per la metanizzazione di miscele organiche secche, in cui predominano i cosubstrati provenienti da colture vegetali energetiche. Reattori di questo tipo si stanno diffondendo insieme alla diffusione delle tecnologie per la fermentazione “a secco” delle colture vegetali energetiche. Una caratteristica di tali serbatoi di metano è che sono progettati come reattori a spostamento totale.

Da un punto di vista tecnologico, il processo di produzione di biogas dalla sostanza organica è multifase. Consiste nel processo di preparazione dei substrati per la fermentazione, nel processo di decomposizione biologica della sostanza, nella post-fermentazione (facoltativa), nella lavorazione del substrato fermentato e del biogas estratto, nella loro preparazione per l'uso o lo smaltimento in sito. La Figura 2 mostra un diagramma di flusso schematico di una tipica stazione di biogas agricola per la co-digestione di rifiuti letame e co-substrati organici.

Riso. 44. Rappresentazione schematica di una tipica stazione di biogas agricola

La preparazione del substrato per la fermentazione comporta la raccolta e l'omogeneizzazione (miscelazione) del substrato. Per raccogliere il substrato, a seconda della sua quantità prevista, viene realizzato un serbatoio di stoccaggio, dotato di un apposito dispositivo di miscelazione e di una pompa, che successivamente fornirà il substrato preparato al reattore (serbatoio di metano). A seconda della tipologia dei substrati, il sistema di preparazione delle sostanze può essere complicato da moduli per la macinazione o la sterilizzazione dei cosubstrati (se necessario).

Dopo la preparazione preliminare, una quantità precalcolata di substrato viene pompata mediante pompe attraverso un sistema di tubazioni al reattore. Nel reattore (serbatoio di metano), il substrato è soggetto a distruzione con la partecipazione della microbiocenosi per un periodo di tempo calcolato, a seconda del regime di temperatura selezionato. Il serbatoio del digestore è dotato di un sistema di tubazioni di riscaldamento, un dispositivo di miscelazione (per eliminare la possibilità di stratificazione del mezzo e la formazione di crosta, divisione uniforme delle sostanze nutritive per l'ambiente microbiologico e livellamento della temperatura del substrato), sistemi per la rimozione del biogas estratto e lo scarico del substrato fermentato. Inoltre, il serbatoio del digestore è dotato di un sistema di alimentazione dell'aria, una piccola quantità della quale è necessaria per purificare il biogas dall'idrogeno solforato mediante precipitazione biochimica.

Il grado di decomposizione della materia organica al momento del completamento della formazione di gas attivo si avvicina al 70-80%. In questo stato la massa organica fermentata può essere alimentata ad un sistema di separazione per essere divisa in parte solida e liquida in un apposito separatore.

Esistono diversi schemi per l'utilizzo del biogas estratto, il principale dei quali è la combustione del biogas in un impianto di cogenerazione direttamente in loco, con la produzione di elettricità e calore, che vengono utilizzati per il fabbisogno proprio dell'azienda agricola e della stazione di biogas . Inoltre, parte dell'energia elettrica viene trasmessa alla rete elettrica.

Il substrato principale per la digestione anaerobica, di norma, è il letame animale e di pollame, nonché i rifiuti della macellazione. I substrati di questa origine contengono la maggior parte dei microrganismi necessari per l'organizzazione e lo svolgimento del processo di fermentazione del metano, poiché sono già presenti nello stomaco degli animali.

Come dimostra l'esperienza della Germania, la maggior parte degli impianti opera su una miscela di cosubstrati con proporzioni diverse. Il paese ha implementato un programma speciale per raccogliere dati da oltre 60 impianti di biogas operativi rappresentativi e analizzarli. Ci sono molte stazioni (circa il 45%), dove il letame viene utilizzato come substrato principale in una quantità pari al 75-100% del volume totale della miscela. Tuttavia, vi sono anche molte stazioni in cui il contenuto di liquame è inferiore al 50%. Ciò indica che gli impianti di biogas in Germania utilizzano ampiamente il potenziale non solo degli scarti del letame, ma anche di una varietà di co-substrati aggiuntivi durante la produzione di biogas.

L'analisi dei dati sulla produzione di biogas in queste stazioni ha mostrato che con un aumento delle particelle di cosubstrato nella miscela, aumenta la resa specifica di metano. Il tipo più comune di cosubstrato è l'insilato di mais. Viene acquistato dagli agricoltori in forma frantumata, pronto per essere caricato nei reattori e immagazzinato in aree recintate aperte. Oltre all'insilato di mais, sono ampiamente utilizzati anche insilato di erba, pula di cereali, scarti di grasso, erba tagliata, siero di latte, scarti alimentari e vegetali e simili.

Nella mente dell’agricoltore ucraino un impianto di biogas è fortemente associato esclusivamente al trattamento dei rifiuti delle grandi aziende agricole. Il principale incentivo alla costruzione di impianti di biogas in Ucraina, spesso poco efficace, resta la necessità di depurare le acque reflue. Interessante per l'agricoltore è anche la possibilità di ottenere fertilizzanti organici di alta qualità. Gli aspetti energetici della produzione di biogas rimangono sottoutilizzati a causa delle basse tariffe per l’elettricità e il calore, con conseguente ritorno molto basso sull’investimento per gli impianti di biogas attraverso la vendita di energia.

Naturalmente, affinché le tecnologie del biogas inizino a svilupparsi attivamente, è necessario legalizzare il sistema delle tariffe “verdi” per tutte le tipologie di energia elettrica e termica rinnovabile, come è già avvenuto in molti paesi del mondo, e non solo in quelli sviluppati.

Un altro modo per aumentare l’efficienza degli impianti di biogas è utilizzare attivamente substrati aggiuntivi per la fermentazione, come l’insilato di mais. Un ottimo esempio di impianto di biogas efficace è il BGU della società tedesca Envitek Biogas. La BGU standard dell'azienda è dotata di un reattore da 2500 m3 e di un'unità di cogenerazione con una potenza elettrica di 500 kW. Il fornitore di base delle materie prime per un simile impianto potrebbe essere un tipico allevamento di suini tedesco con una popolazione di 5.000 suini. Un aumento della resa di biogas si ottiene aggiungendo insilato di mais. Per il funzionamento continuo dell'impianto durante tutto l'anno sono necessarie 6.000 tonnellate di insilato, ovvero 300 ettari di terreno con una resa di insilato di 20 t/ha.

Brevi caratteristiche tecniche della società di biogas LLC				Biodiesel nepr"
Marchio di installazione	Volume del reattore, m 3	Potenza installata	Produzione di biogas	Produzione di energia elettrica, kW	Produzione calore, kW	Biobenzina

Il rifiuto liquido è un liquido disinfettato e deodorato che contiene fino all'1% di sostanze in sospensione e contiene elementi fertilizzanti. Centrate è un ottimo mangime biologico per colture agricole, il cui utilizzo è conveniente sia per l'irrigazione che per l'irrigazione. Dopo il post-trattamento, i rifiuti liquidi possono essere utilizzati anche come acqua di processo.

Il biogas viene utilizzato per produrre energia elettrica e termica. Bruciando 1 m3 di biogas si ottengono 2,5-3 kW/ora di energia elettrica e 4-5 kW di energia termica. Allo stesso tempo, il 40-60% del biogas viene utilizzato per le esigenze tecnologiche dell'impianto. Biogas sotto pressione 200-220 atm. può essere utilizzato per rifornire di carburante i veicoli.

Oltre a produrre energia e fertilizzanti durante la fermentazione dei rifiuti, gli impianti di biogas fungono da impianti di trattamento: riducono l'inquinamento chimico e batteriologico del suolo, dell'acqua, dell'aria e convertono i rifiuti organici in prodotti mineralizzati neutri. Rispetto all’energia dei piccoli fiumi, dell’energia eolica e solare, dove gli impianti utilizzano fonti energetiche rispettose dell’ambiente (impianti passivamente puliti), gli impianti di bioenergia (BES) sono attivamente puliti, il che elimina i rischi ambientali dei prodotti che costituiscono le loro materie prime.

Esistono molti tipi di impianti di biogas in uso in tutto il mondo. Contengono dispositivi per la ricezione del letame vegetale, metaserbatoi e centrali energetiche.

I serbatoi di metano differiscono tra loro nella progettazione dei dispositivi per la miscelazione della massa durante la fermentazione. La miscelazione più frequente viene effettuata utilizzando un albero munito di pale, che garantisce la miscelazione strato per strato della massa fermentata. Inoltre, vengono miscelati da dispositivi idraulici e meccanici, che assicurano che la massa venga prelevata dagli strati inferiori del digestore e alimentata nella parte superiore. Gli impianti di biogas che funzionano in modalità intensiva dispongono di camere di fermentazione aerobica (ossigeno), dove la massa viene preparata per la fermentazione, e di fermentazione anaerobica (metano). Esistono anche dispositivi per la miscelazione della massa, realizzati sotto forma di un albero con lame, posti lungo l'asse verticale dell'alloggiamento e fissati sulla parte superiore del tappo galleggiante del serbatoio. La miscelazione della massa nel reattore avviene grazie alla rotazione dell'albero con pale e al movimento del fondo galleggiante. Alcuni dispositivi provvedono esclusivamente alla rottura della crosta che si forma sulla superficie della massa del pezzo. La miscelazione avviene anche mediante l'utilizzo di setti e di un sifone a doppio effetto, che garantisce il travaso alternato della massa dalla zona inferiore di una sezione alla zona superiore della seconda e, viceversa, regolando la pressione del gas. A volte il serbatoio del metano è progettato sotto forma di una sfera o di un cilindro, che deve poter ruotare attorno al proprio asse geometrico.

In Ucraina, a causa del forte aumento del prezzo del gas naturale e dell’esaurimento delle sue risorse, è aumentato l’interesse per le tecnologie del biogas. Oggi i piccoli impianti di biogas non vengono ancora utilizzati nelle fattorie e nelle piccole aziende agricole del paese. Allo stesso tempo, ad esempio, in Cina e India, milioni di piccoli serbatoi di metano sono stati costruiti e funzionano con successo. In Germania, su 3.711 impianti di biogas operativi, circa 400 sono impianti di biogas agricoli, in Austria ce ne sono più di 100.

Fig.45.Impianto di biogas tedesco (fattoria)

Fig.46 Schema di un impianto di biogas per un'azienda agricola:

1 - raccolte per pus (schematicamente); 2 - sistema di caricamento della biomassa; 3- reattore 4 reattore di fermentazione; 5 - substrato; 6 - impianto di riscaldamento; 7 - centrale elettrica; 8 - sistema di automazione e controllo; 9 - sistema di gasdotti.

Fig.47 Schema di un impianto di biogas per un'azienda agricola

Secondo la testimonianza dei veterani della Grande Guerra Patriottica, durante la liberazione della Romania videro in molte famiglie contadine piccoli impianti primitivi di biogas che producevano biogas utilizzato per le necessità domestiche.

Tra i piccoli impianti di biogas vanno citati quelli realizzati dalla Biodieseldnepr LLC (Dnepropetrovsk). Sono destinati al trattamento mediante digestione anaerobica (senza accesso di ossigeno) dei rifiuti organici provenienti da appezzamenti domestici e aziende agricole. Tali impianti consentono di trattare 200-4.000 kg di rifiuti al giorno in modalità continua o 1.000-20.000 kg in modalità ciclica per cinque giorni. Allo stesso tempo, si garantisce che per 1 m3 di volume del reattore si ottengano almeno 3 m3 di biogas, che possono essere utilizzati negli impianti per generare calore o elettricità necessari a coprire il fabbisogno energetico dell'impianto; per impianti di fornitura gas (illuminazione ambienti, cucina), riscaldamento e fornitura di acqua calda per uso domestico; negli impianti per la sintesi di bioetanolo e biodiesel, nonché un'adeguata quantità di fertilizzante organico di alta qualità, pronto per essere applicato al terreno.

La società industriale e commerciale "Dnepr-Desna" (Dnepropetrovsk) ha sviluppato un piccolo impianto di bioenergia "Biogas-6MGS 2", destinato alle famiglie private (3-4 mucche, 10-12 maiali, 20-30 pollame). questa installazione produce circa 11 m 3 di biogas al giorno. Questa quantità di gas copre il fabbisogno di riscaldamento di una stanza di 100 m 2 e di acqua calda per una famiglia di cinque persone.

Merita attenzione l'esperienza di introduzione di un piccolo impianto di biogas nel villaggio di Leski, distretto del Kenya, regione di Odessa. L'impianto di biogas è stato sviluppato e prodotto da un'azienda privata a Dnepropetrovsk.

L’impianto è stato installato nell’ambito del progetto “Modello per lo smaltimento dei rifiuti zootecnici nella regione del Delta del Danubio”, sviluppato da un gruppo di organizzazioni non governative di Odessa nell’ambito del programma di piccoli progetti ambientali con il sostegno finanziario di del British Environment Fund for Europe e con l’assistenza del Ministero dell’Ambiente e dell’Alimentazione e dell’Agricoltura britannica e del British Council.

In condizioni di carico e funzionamento normali, un impianto di biogas con un volume del reattore di 3 m3 sarà in grado di produrre fino a 3 m3 di biogas al giorno trattando i rifiuti di 100 polli, o 10 maiali, o 4 mucche. Questi sono i requisiti minimi per il funzionamento dell'impianto.

Il reattore è installato sulla superficie della terra. Ciò è dovuto, in primo luogo, alla progettazione del reattore. Le materie prime biologiche vengono caricate dal basso, attraverso un estrusore, e il materiale di scarto viene drenato dall'alto, il che distingue questo design dagli altri, in cui il caricamento avviene dall'alto e la selezione dal basso. Il secondo motivo per il posizionamento fuori terra è l'alto livello dell'acqua nel suolo del villaggio, a una profondità di 50 cm, in inverno il riscaldamento del letame nel reattore viene effettuato utilizzando l'elettricità e in estate è sufficiente l'energia solare .

Il gas risultante viene utilizzato principalmente per cucinare: il gasdotto è collegato alla cucina estiva. È necessario mantenere una temperatura nel reattore di 30-35°C e monitorare la produzione di biogas. Il letame trattato in un bioreattore deve essere scaricato tempestivamente.

Come già notato, in Europa occidentale, gli impianti di biogas vengono ampiamente implementati negli allevamenti di bestiame. Una caratteristica di tali impianti è l'introduzione di gruppi elettrogeni, dove il biogas viene convertito in elettricità, e l'utilizzo di massa vegetale, oltre al letame.

Si consiglia di utilizzare piccole mangiatoie per alimentare la massa vegetale nei serbatoi di metano. La capacità della tramoggia di ricevimento di tale alimentatore è di 4 m3, la lunghezza totale del trasportatore è di 6 m; potenza motrice - 7,5 kW.

La miniunità di potenza S-BOKH50 può essere efficacemente utilizzata per completare gli impianti di biogas agricoli. La potenza elettrica di tale propulsore varia da 25 a 48 kW; potenza termica - da 49 a 97 kW.

La Germania offre piccoli impianti di biogas compatti con una potenza di 30 e 100 kW, progettati per l'utilizzo di letame e insilato di mais. L'impianto da 30 kW comprende un caricatore di stoccaggio per 5 m3 di materia organica solida, un fermentatore di calcestruzzo per 315 m3 e un motore a gas USH con una potenza di 30 kW di energia elettrica e 46 kW di energia termica. Per garantire il funzionamento di un impianto biogas da 30 kW utilizzando una miscela composta al 50% da letame e al 50% da insilato, è necessario disporre di 5-7 ettari di mais. L'impianto da 100 kW è dotato di un ricevitore-alimentatore per insilato di mais con una capacità fino a 20 m3, un fermentatore con una capacità di 1200 m3 e un motore a gas con una potenza di 100 kW di energia elettrica e 108 kW di energia termica. Quando utilizzata per garantire il funzionamento di un impianto di biogas da 100 kW, una miscela composta al 50% da letame e 50 % insilato di mais è necessario avere 30 ettari di mais.

Va notato che quando introducono impianti di biogas, le aziende straniere adottano un approccio individuale nei confronti di ciascun agricoltore. Per un'azienda agricola specifica, dopo un adeguato esame delle tipologie e delle risorse di biomassa disponibili e dopo aver determinato gli scopi principali dell'utilizzo dell'impianto, viene sviluppata o selezionata la tecnologia appropriata (modalità tecnologica), sulla base della quale l'impianto (linea di processo) è progettato. La configurazione dipende dalla tecnologia selezionata. La maggior parte delle aziende sviluppa e installa impianti di biogas chiavi in mano. Quando si utilizzano impianti di biogas, viene prestata molta attenzione alle tecnologie per preparare la biomassa per la fermentazione, poiché gli indicatori energetici dipendono dalla qualità delle materie prime. Per gestire in modo efficace un impianto di biogas è consigliabile utilizzare tecnologie di misurazione e controllo.

La tecnologia più efficace è considerata la fermentazione, che converte l'energia del biogas in energia elettrica e termica.

Tecnologia di produzione del biogas. I moderni complessi di allevamento del bestiame garantiscono elevati indicatori di produzione. Le soluzioni tecnologiche utilizzate consentono di rispettare pienamente i requisiti delle vigenti norme igienico-sanitarie nei locali dei complessi stessi.

Tuttavia, grandi quantità di liquame concentrate in un unico luogo creano notevoli problemi all'ecologia delle aree adiacenti al complesso. Ad esempio, il letame e gli escrementi suini freschi sono classificati come rifiuti di classe di pericolo 3. Le questioni ambientali sono sotto il controllo delle autorità di vigilanza e i requisiti legislativi su tali questioni diventano costantemente più rigorosi.

Biocomplex offre una soluzione completa per lo smaltimento dei liquami, che comprende il trattamento accelerato nei moderni impianti di biogas (BGU). Durante il processo di lavorazione avvengono in modo accelerato processi naturali di decomposizione della sostanza organica con liberazione di gas tra cui: metano, CO2, zolfo, ecc. Solo il gas risultante non viene rilasciato nell'atmosfera, provocando l'effetto serra, ma viene inviato a speciali unità di generazione di gas (cogenerazione) che generano energia elettrica e termica.

Biogas: gas infiammabile, formato durante la fermentazione anaerobica del metano della biomassa e costituito principalmente da metano (55-75%), anidride carbonica (25-45%) e impurità di idrogeno solforato, ammoniaca, ossidi di azoto e altri (meno dell'1%).

La decomposizione della biomassa avviene a seguito di processi chimici e fisici e dell'attività vitale simbiotica di 3 principali gruppi di batteri, mentre i prodotti metabolici di alcuni gruppi di batteri sono prodotti alimentari di altri gruppi, in una certa sequenza.

Il primo gruppo è costituito da batteri idrolitici, il secondo forma acido, il terzo forma metano.

Sia i rifiuti organici agroindustriali o domestici che le materie prime vegetali possono essere utilizzati come materie prime per la produzione di biogas.

I tipi più comuni di rifiuti agricoli utilizzati per la produzione di biogas sono:

letame suino e bovino, lettiera di pollame;
residui della tavola di alimentazione dei complessi bovini;
cime di verdure;
raccolto inferiore alla media di cereali e ortaggi, barbabietole da zucchero, mais;
polpa e melassa;
farina, granella esausta, granella piccola, germe;
cereali di birra, germogli di malto, fanghi proteici;
scarti della produzione di amido e sciroppo;
sanse di frutta e verdura;
siero;
eccetera.

Origine delle materie prime	Tipologia di materia prima	Quantità di materie prime all'anno, m3 (tonnellate)	Quantità di biogas, m3
1 mucca da latte	Letame liquido senza lettiera
1 maiale da ingrasso	Letame liquido senza lettiera
1 toro da ingrasso	Letame solido della lettiera
1 cavallo	Letame solido della lettiera
100 polli	Escrementi secchi
1 ha di terreno seminativo	Insilato di mais fresco
1 ha di terreno seminativo	Barbabietola
1 ha di terreno seminativo	Insilato di cereali freschi
1 ha di terreno seminativo	Insilato di erba fresca

Il numero di substrati (tipi di rifiuti) utilizzati per produrre biogas all'interno di un impianto di biogas (BGU) può variare da uno a dieci o più.

I progetti di biogas nel settore agroindustriale possono essere realizzati secondo una delle seguenti opzioni:

produzione di biogas dai rifiuti di un'impresa separata (ad esempio letame di un allevamento di bestiame, bagassa di uno zuccherificio, borlanda di una distilleria);
produzione di biogas basata sui rifiuti di diverse imprese, con il progetto collegato ad un'impresa separata o ad un impianto di biogas centralizzato situato separatamente;
produzione di biogas con utilizzo primario di energia in impianti di biogas ubicati separatamente.

Il metodo più comune di utilizzo energetico del biogas è la combustione in motori a gas come parte di mini-CHP, che producono elettricità e calore.

Esistere varie opzioni per schemi tecnologici delle stazioni di biogas- a seconda delle tipologie e del numero di tipologie di substrati utilizzati. L'utilizzo della preparazione preliminare, in alcuni casi, consente di ottenere un aumento della velocità e del grado di decomposizione delle materie prime nei bioreattori e, di conseguenza, un aumento della resa complessiva di biogas. Nel caso di utilizzo di più substrati con proprietà diverse, ad esempio rifiuti liquidi e solidi, il loro accumulo e preparazione preliminare (separazione in frazioni, macinazione, riscaldamento, omogeneizzazione, trattamento biochimico o biologico, ecc.) viene effettuato separatamente, dopodiché vengono miscelati prima di essere forniti ai bioreattori o forniti in flussi separati.

I principali elementi strutturali di un tipico impianto di biogas sono:

sistema di ricevimento e preparazione preliminare dei supporti;
sistema di trasporto del substrato all'interno dell'installazione;
bioreattori (fermentatori) con sistema di miscelazione;
sistema di riscaldamento del bioreattore;
sistema per la rimozione e purificazione del biogas dall'idrogeno solforato e dalle impurità dell'umidità;
serbatoi di stoccaggio masse fermentate e biogas;
sistema per il controllo software e l'automazione dei processi tecnologici.

Gli schemi tecnologici degli impianti di biogas variano a seconda del tipo e del numero di substrati lavorati, del tipo e della qualità dei prodotti finali, del particolare know-how utilizzato dall'azienda che fornisce la soluzione tecnologica e di una serie di altri fattori. I più comuni oggi sono gli schemi con fermentazione in un unico stadio di diversi tipi di substrati, uno dei quali è solitamente il letame.

Con lo sviluppo delle tecnologie del biogas, le soluzioni tecniche utilizzate stanno diventando più complesse verso schemi a due fasi, il che in alcuni casi è giustificato dalla necessità tecnologica di una lavorazione efficiente di alcuni tipi di substrati e di aumentare l'efficienza complessiva dell'utilizzo del volume di lavoro di bioreattori.

Caratteristiche della produzione di biogasè che può essere prodotto dai batteri del metano solo da sostanze organiche assolutamente secche. Pertanto, il compito della prima fase di produzione è quello di creare una miscela di substrato che abbia un alto contenuto di sostanze organiche e allo stesso tempo possa essere pompata. Si tratta di un substrato con un contenuto di sostanza secca del 10-12%. La soluzione si ottiene rilasciando l'umidità in eccesso mediante separatori a coclea.

Il liquame proviene dai locali di produzione in un serbatoio, viene omogeneizzato utilizzando un miscelatore sommergibile e viene fornito da una pompa sommergibile all'officina di separazione nei separatori a coclea. La frazione liquida si accumula in un serbatoio separato. La frazione solida viene caricata nell'alimentatore della materia prima solida.

Secondo il programma di caricamento del substrato nel fermentatore, secondo il programma sviluppato, la pompa viene periodicamente accesa, fornendo la frazione liquida al fermentatore e contemporaneamente viene acceso il caricatore della materia prima solida. Come opzione, la frazione liquida può essere alimentata in un caricatore di materie prime solide che ha una funzione di miscelazione, e quindi la miscela finita viene alimentata nel fermentatore secondo il programma di caricamento sviluppato. Le inclusioni sono di breve durata. Questo viene fatto per evitare un'eccessiva immissione di substrato organico nel fermentatore, poiché ciò può alterare l'equilibrio delle sostanze e causare la destabilizzazione del processo nel fermentatore. Allo stesso tempo, vengono accese anche le pompe che pompano il digestato dal fermentatore al fermentatore e dal fermentatore al serbatoio di stoccaggio del digestato (laguna) per evitare il traboccamento del fermentatore e del fermentatore.

Le masse di digestato situate nel fermentatore e nel fermentatore vengono miscelate per garantire una distribuzione uniforme dei batteri nell'intero volume dei contenitori. Per la miscelazione vengono utilizzati miscelatori a bassa velocità con un design speciale.

Mentre il substrato si trova nel fermentatore, i batteri rilasciano fino all'80% del biogas totale prodotto dall'impianto di biogas. La restante parte del biogas viene rilasciata nel digestore.

Un ruolo importante nel garantire una quantità stabile di biogas rilasciato è svolto dalla temperatura del liquido all'interno del fermentatore e del fermentatore. Di norma, il processo procede in modalità mesofila con una temperatura di 41-43ᴼС. Il mantenimento di una temperatura stabile si ottiene utilizzando speciali riscaldatori tubolari all'interno di fermentatori e fermentatori, nonché un affidabile isolamento termico di pareti e tubazioni. Il biogas uscente dal digestato ha un alto contenuto di zolfo. Il biogas viene purificato dallo zolfo mediante appositi batteri che colonizzano la superficie dell'isolante posato su una volta a travi di legno all'interno dei fermentatori e dei fermentatori.

Il biogas viene accumulato in un contenitore di gas, che si forma tra la superficie del digestato e il materiale elastico e ad alta resistenza che ricopre il fermentatore e il fermentatore superiore. Il materiale ha la capacità di allungarsi notevolmente (senza ridurre la resistenza), il che, quando si accumula biogas, aumenta significativamente la capacità del contenitore del gas. Per evitare che il serbatoio del gas trabocchi e si rompa il materiale, è presente una valvola di sicurezza.

Successivamente il biogas entra nell'impianto di cogenerazione. Un'unità di cogenerazione (CGU) è un'unità in cui l'energia elettrica viene generata da generatori azionati da motori a pistoni a gas alimentati a biogas. I cogeneratori alimentati a biogas presentano differenze di progettazione rispetto ai motori generatori di gas convenzionali, poiché il biogas è un combustibile altamente esaurito. L'energia elettrica generata dai generatori fornisce energia alle apparecchiature elettriche della BSU stessa e tutto il resto viene fornito ai consumatori vicini. L'energia del liquido utilizzato per raffreddare i cogeneratori è l'energia termica generata meno le perdite nei dispositivi della caldaia. L'energia termica generata viene parzialmente utilizzata per riscaldare fermentatori e fermentatori, e la parte rimanente viene inviata anche ai consumatori vicini. entra

È possibile installare apparecchiature aggiuntive per purificare il biogas al livello del gas naturale, tuttavia si tratta di apparecchiature costose e vengono utilizzate solo se lo scopo dell'impianto di biogas non è la produzione di energia termica ed elettrica, ma la produzione di combustibile per motori a pistoni a gas. Le tecnologie comprovate e più comunemente utilizzate per la purificazione del biogas sono l'assorbimento acquoso, l'adsorbimento pressurizzato, la precipitazione chimica e la separazione a membrana.

L'efficienza energetica degli impianti di biogas dipende in gran parte dalla tecnologia scelta, dai materiali e dal design delle strutture principali, nonché dalle condizioni climatiche dell'area in cui sono ubicati. Il consumo medio di energia termica per il riscaldamento dei bioreattori in una zona climatica temperata è pari al 15-30% dell'energia generata dai cogeneratori (lorda).

L'efficienza energetica complessiva di un complesso di biogas con una centrale termica alimentata a biogas è in media del 75-80%. In una situazione in cui tutto il calore ricevuto da una stazione di cogenerazione durante la produzione di elettricità non può essere consumato (una situazione comune a causa della mancanza di consumatori di calore esterni), viene rilasciato nell'atmosfera. In questo caso, l’efficienza energetica di una centrale termoelettrica a biogas rappresenta solo il 35% dell’energia totale del biogas.

I principali indicatori di prestazione degli impianti di biogas possono variare in modo significativo, il che è in gran parte determinato dai substrati utilizzati, dalle normative tecnologiche adottate, dalle pratiche operative e dai compiti svolti da ogni singolo impianto.

Il processo di lavorazione del letame non richiede più di 40 giorni. Il digestato ottenuto a seguito della lavorazione è inodore ed è un ottimo fertilizzante organico, in cui è stato raggiunto il massimo grado di mineralizzazione dei nutrienti assorbiti dalle piante.

Il digestato viene solitamente separato in frazioni liquide e solide mediante separatori a coclea. La frazione liquida viene inviata alle lagune, dove viene accumulata fino al periodo di applicazione al suolo. La frazione solida viene utilizzata anche come fertilizzante. Se alla frazione solida vengono applicati ulteriori processi di essiccazione, granulazione e imballaggio, questa sarà adatta allo stoccaggio a lungo termine e al trasporto su lunghe distanze.

Produzione e utilizzo energetico del biogas presenta una serie di vantaggi giustificati e confermati dalla pratica mondiale, vale a dire:

Fonte di energia rinnovabile (FER). La biomassa rinnovabile viene utilizzata per produrre biogas.
L'ampia gamma di materie prime utilizzate per la produzione di biogas consente la realizzazione di impianti di biogas praticamente ovunque nelle aree in cui si concentra la produzione agricola e le industrie tecnologicamente correlate.
La versatilità delle modalità di utilizzo energetico del biogas, sia per la produzione di energia elettrica e/o termica nel luogo di sua formazione, sia in qualsiasi impianto connesso alla rete di trasporto del gas (nel caso di fornitura di biogas purificato a tale rete ), nonché carburanti per automobili.
La stabilità della produzione di elettricità da biogas durante tutto l’anno consente di coprire i picchi di carico della rete, anche in caso di utilizzo di fonti energetiche rinnovabili instabili, ad esempio impianti solari ed eolici.
Creazione di posti di lavoro attraverso la formazione di una catena di mercato dai fornitori di biomassa al personale operativo degli impianti energetici.
Ridurre l'impatto negativo sull'ambiente attraverso il riciclaggio e la neutralizzazione dei rifiuti attraverso la fermentazione controllata nei reattori di biogas. Le tecnologie del biogas sono uno dei modi principali e più razionali per neutralizzare i rifiuti organici. I progetti di produzione di biogas riducono le emissioni di gas serra nell’atmosfera.
L'effetto agrotecnico dell'utilizzo della massa fermentata nei reattori di biogas sui campi agricoli si manifesta nel miglioramento della struttura del suolo, nella rigenerazione e nell'aumento della loro fertilità grazie all'introduzione di nutrienti di origine organica. Lo sviluppo del mercato dei fertilizzanti organici, compresi quelli provenienti dalla lavorazione di massa nei reattori di biogas, contribuirà in futuro allo sviluppo del mercato dei prodotti agricoli rispettosi dell'ambiente e ad aumentare la sua competitività.

Costi di investimento unitari stimati

BGU 75 kWel. ~ 9.000 €/kWel.

BGU 150 kWel. ~ 6.500 €/kWel.

BGU 250 kWel. ~ 6.000 €/kWel.

BGU fino a 500 kWel. ~ 4.500 €/kWel.

BGU 1 MWel. ~ 3.500 €/kWel.

L'energia elettrica e termica generata può soddisfare non solo il fabbisogno del complesso, ma anche quello delle infrastrutture adiacenti. Inoltre, le materie prime per gli impianti di biogas sono gratuite, il che garantisce un'elevata efficienza economica dopo il periodo di ammortamento (4-7 anni). Il costo dell'energia generata nelle centrali a biogas non aumenta nel tempo, ma, al contrario, diminuisce.

Il biogas è un gas prodotto dalla fermentazione della biomassa. In questo modo si può ottenere idrogeno o metano. A noi interessa il metano come alternativa al gas naturale. Il metano è incolore e inodore ed è altamente infiammabile. Considerando che le materie prime per la produzione di biogas sono letteralmente sotto i tuoi piedi, il costo di tale gas è significativamente inferiore a quello del gas naturale e su questo puoi risparmiare molto. Ecco i numeri da Wikipedia “Da una tonnellata di letame bovino si ottengono 50-65 m³ di biogas con un contenuto di metano pari al 60%, 150-500 m³ di biogas da varie tipologie di impianti con un contenuto di metano fino al 70% La quantità massima di biogas è di 1300 m³ con un contenuto di metano fino all'87% ottenibile dai grassi.", "In pratica da 1 kg di sostanza secca si ottengono dai 300 ai 500 litri di biogas."

Strumenti e materiali:
-Contenitore in plastica 750 litri;
-Contenitore in plastica 500 litri;
-Tubi e adattatori idraulici;
-Cemento per tubi in PVC;
-Adesivo epossidico;
-Coltello;
-Seghetto;
-Martello;
- Chiavi inglesi;
-Raccordi gas (dettagli al punto 7);

Primo passo: un po' più di teoria
Qualche tempo fa, il maestro ha realizzato un prototipo di un impianto di biogas.

Ed è stato bombardato da domande e richieste di aiuto per l'assemblea. Di conseguenza, anche le autorità statali si sono interessate all'installazione (il maestro vive in India).

Il passo successivo è stato quello di eseguire un'installazione più completa. Consideriamo di cosa si tratta.
-L'impianto è costituito da un serbatoio di stoccaggio in cui viene immagazzinato il materiale organico, i microrganismi lo elaborano e rilasciano gas.
-Il gas così ottenuto viene raccolto in un serbatoio denominato collettore gas. Nel modello di tipo galleggiante, questo serbatoio galleggia in sospensione e si muove su e giù a seconda della quantità di gas immagazzinato al suo interno
-Il tubo guida aiuta il serbatoio di raccolta del gas a muoversi su e giù all'interno del serbatoio di stoccaggio.
-I rifiuti vengono alimentati attraverso un tubo di alimentazione all'interno del serbatoio di stoccaggio.
-La sospensione completamente riciclata scorre attraverso il tubo di uscita. Può essere raccolto, diluito e utilizzato come fertilizzante per le piante.
-Dal collettore del gas, il gas viene fornito attraverso un tubo agli elettrodomestici (stufe a gas, scaldabagni, generatori)

Fase due: scegliere un contenitore
Per selezionare un contenitore è necessario considerare la quantità di rifiuti che è possibile raccogliere ogni giorno. Secondo il comandante, esiste una regola secondo la quale 5 kg di rifiuti richiedono un contenitore da 1000 litri. Per un maestro sono circa 3,5 - 4 kg. Ciò significa che la capacità necessaria è di 700-800 litri. Di conseguenza, il maestro ha acquistato una capacità di 750 litri.
Installazione con collettore gas di tipo flottante, il che significa che è necessario selezionare un contenitore tale che le perdite di gas siano minime. A questi scopi era adatto un serbatoio da 500 litri. Questo contenitore da 500 litri si sposterà all'interno del contenitore da 750 litri. La distanza tra le pareti dei due contenitori è di circa 5 cm per lato. È necessario selezionare contenitori resistenti alla luce solare e agli ambienti aggressivi.

Fase tre: preparazione dell'acquario
Taglia la parte superiore del serbatoio più piccolo. Per prima cosa fa un buco con un coltello, poi lo sega con una lama da seghetto lungo la linea di taglio.

Anche la parte superiore del contenitore da 750 litri deve essere tagliata. Il diametro della parte tagliata è il coperchio della vasca più piccola + 4 cm.

Fase quattro: tubo di alimentazione
Sul fondo del serbatoio più grande deve essere installato un tubo di ingresso. Attraverso di esso verrà versato il biocarburante. Il tubo ha un diametro di 120 mm. Fa un buco nella canna. Installa il ginocchio. Il collegamento è fissato su entrambi i lati con colla epossidica per saldatura a freddo.

Fase cinque: tubo per lo scarico della sospensione
Per raccogliere la sospensione, nella parte superiore di un serbatoio più grande, viene installato un tubo del diametro di 50 mm e della lunghezza di 300 mm.

Sesto passo: le guide
Come hai già capito, uno più piccolo “galleggerà” liberamente all'interno di un grande contenitore. Man mano che il serbatoio interno si riempie di gas, si riscalderà e viceversa. Per consentirgli di muoversi liberamente su e giù, il maestro realizza quattro guide. Nelle "orecchie" realizza dei ritagli per un tubo da 32 mm. Fissa il tubo come mostrato nella foto. Lunghezza del tubo 32 cm.

Al contenitore interno sono inoltre fissate 4 guide realizzate con tubi da 40 mm.

Settimo passo: raccordi gas
L'alimentazione del gas è divisa in tre tratti: dal collettore gas al tubo, dal tubo alla bombola, dalla bombola al fornello a gas.
Il master necessita di tre tubi da 2,5 m con estremità filettate, 2 rubinetti, guarnizioni di tenuta, adattatori filettati, nastro FUM e staffe per il fissaggio.

Per installare i raccordi del gas, il maestro pratica un foro nella parte superiore (ex parte inferiore, cioè la bombola da 500 litri è capovolta) al centro. Installa i raccordi, sigilla il giunto con resina epossidica.

Fase otto: assemblaggio
Ora devi posizionare il contenitore su una superficie piana e dura. Il luogo di installazione dovrebbe essere il più soleggiato possibile. La distanza tra l'installazione e la cucina dovrebbe essere minima.

Installa tubi di diametro inferiore all'interno dei tubi guida. Il tubo per drenare la sospensione in eccesso viene prolungato.

Estende il tubo di ingresso. Il collegamento viene fissato utilizzando cemento per tubi in PVC.

Installa un accumulatore di gas all'interno di un grande serbatoio. Lo orienta lungo le guide.

Fase nove: primo lancio
Per l'avvio iniziale di un impianto di biogas di questo volume sono necessari circa 80 kg di letame bovino. Il letame viene diluito con 300 litri di acqua non clorata. Il maestro aggiunge anche uno speciale additivo per accelerare la crescita dei batteri. L'integratore è composto da succo concentrato di canna da zucchero, cocco e palma. A quanto pare è qualcosa come il lievito. Riempie questa massa attraverso il tubo di ingresso. Dopo il riempimento è necessario lavare il tubo di ingresso e installare un tappo.

Dopo un paio di giorni, l'accumulatore di gas inizierà a salire. Ciò ha dato inizio al processo di formazione del gas. Non appena il serbatoio di stoccaggio è pieno, il gas risultante deve essere scaricato. Il primo gas contiene molte impurità e nel serbatoio di stoccaggio c'era aria.

Passo dieci: carburante
Il processo di formazione del gas è iniziato e ora dobbiamo capire cosa può e cosa non può essere utilizzato come combustibile.
Pertanto, come combustibile sono adatti: verdure marce, bucce di frutta e verdura, latticini inutilizzabili, burro troppo cotto, erbacce tritate, rifiuti di bestiame e pollame, ecc. Nell'installazione possono essere utilizzati molti rifiuti vegetali e animali inutilizzabili. I pezzi devono essere tritati il più finemente possibile. Ciò accelererà il processo di riciclaggio.

Non utilizzare: bucce di cipolla e aglio, gusci d'uovo, ossa, materiali fibrosi.

Consideriamo ora la questione della quantità di carburante caricato. Come già accennato, una tale capacità richiede 3,5 - 4 kg di carburante. La lavorazione del carburante dura dai 30 ai 50 giorni, a seconda del tipo di carburante. Ogni giorno aggiungendo 4 kg di carburante, nell'arco di 30 giorni verranno prodotti circa 750 g di gas al giorno. Un riempimento eccessivo dell'unità comporterà un eccesso di carburante, acidità e mancanza di batteri. Il comandante ricorda che secondo le regole sono necessari 5 kg di carburante al giorno per 1000 litri di volume.
Passo undici: stantuffo
Per facilitare il caricamento del carburante, il maestro ha realizzato uno stantuffo.

Uno dei problemi da risolvere in agricoltura è lo smaltimento del letame e dei rifiuti vegetali. E questo è un problema piuttosto serio che richiede un'attenzione costante. Il riciclaggio non richiede solo tempo e fatica, ma anche quantità considerevoli. Oggi esiste almeno un modo per trasformare questo grattacapo in una fonte di reddito: trasformare il letame in biogas. La tecnologia si basa sul processo naturale di decomposizione del letame e dei residui vegetali a causa dei batteri in essi contenuti. L'intero compito è creare condizioni speciali per la decomposizione più completa. Queste condizioni sono l'assenza di accesso all'ossigeno e la temperatura ottimale (40-50 o C).

Tutti sanno come viene smaltito il letame più spesso: lo mettono in cumuli, poi, dopo la fermentazione, lo portano nei campi. In questo caso, il gas risultante viene rilasciato nell'atmosfera, dove fuoriescono anche il 40% dell'azoto contenuto nella sostanza iniziale e la maggior parte del fosforo. Il fertilizzante risultante è tutt'altro che ideale.

Per ottenere biogas è necessario che il processo di decomposizione del letame avvenga senza accesso all'ossigeno, in un volume chiuso. In questo caso, nel prodotto residuo rimangono sia azoto che fosforo, e il gas si accumula nella parte superiore del contenitore, da dove può essere facilmente pompato. Esistono due fonti di profitto: il gas stesso e il fertilizzante efficace. Inoltre, il fertilizzante è della massima qualità e sicuro al 99%: la maggior parte dei microrganismi patogeni e delle uova di elminti muoiono e i semi di erbe infestanti contenuti nel letame perdono la loro vitalità. Esistono anche linee per confezionare questi residui.

Il secondo prerequisito per il processo di trasformazione del letame in biogas è il mantenimento di una temperatura ottimale. I batteri contenuti nella biomassa sono inattivi alle basse temperature. Cominciano ad agire a una temperatura ambiente di +30 o C. Inoltre, il letame contiene due tipi di batteri:

Gli impianti termofili con temperature da +43 o C a +52 o C sono i più efficaci: in essi il letame viene lavorato per 3 giorni e la produzione di 1 litro di area utile del bioreattore arriva fino a 4,5 litri di biogas (questo è il valore rendimento massimo). Ma mantenere una temperatura di +50°C richiede un dispendio energetico significativo, che non è redditizio in ogni clima. Pertanto, gli impianti di biogas spesso operano a temperature mesofile. In questo caso il tempo di lavorazione può essere di 12-30 giorni, la resa è di circa 2 litri di biogas per 1 litro di volume del bioreattore.

La composizione del gas varia a seconda delle materie prime e delle condizioni di lavorazione, ma è approssimativamente la seguente: metano - 50-70%, anidride carbonica - 30-50% e contiene anche una piccola quantità di idrogeno solforato (meno di 1 %) e quantità molto piccole di composti di ammoniaca, idrogeno e azoto. A seconda della progettazione dell'impianto, il biogas può contenere una quantità significativa di vapore acqueo, che richiederà l'essiccazione (altrimenti semplicemente non brucerà). Nel video viene mostrato come si presenta un'installazione industriale.

Si può dire che si tratti di un intero impianto di produzione di gas. Ma per una fattoria privata o una piccola azienda agricola tali volumi sono inutili. L'impianto di biogas più semplice è facile da realizzare con le tue mani. Ma la domanda è: “Dove dovrebbe essere inviato il prossimo biogas?” Il calore di combustione del gas risultante varia da 5340 kcal/m3 a 6230 kcal/m3 (6,21 - 7,24 kWh/m3). Pertanto, può essere fornito ad una caldaia a gas per produrre calore (riscaldamento e acqua calda), oppure ad un impianto di produzione di elettricità, ad una stufa a gas, ecc. È così che Vladimir Rashin, progettista di impianti di biogas, utilizza il letame del suo allevamento di quaglie.

Si scopre che se possiedi almeno una discreta quantità di bestiame e pollame, puoi soddisfare pienamente il fabbisogno di calore, gas ed elettricità della tua azienda agricola. E se installi impianti di gas sulle auto, fornirà anche carburante alla flotta. Considerando che la quota delle risorse energetiche nel costo di produzione è del 70-80%, puoi solo risparmiare su un bioreattore e quindi guadagnare molti soldi. Di seguito è riportato uno screenshot di un calcolo economico della redditività di un impianto di biogas per una piccola azienda agricola (a settembre 2014). La fattoria non può essere definita piccola, ma sicuramente non è nemmeno grande. Ci scusiamo per la terminologia: questo è lo stile dell'autore.

Questa è una ripartizione approssimativa dei costi richiesti e dei possibili schemi di reddito per gli impianti di biogas fatti in casa

Schemi di impianti di biogas fatti in casa

Lo schema più semplice di un impianto di biogas è un contenitore sigillato, un bioreattore, nel quale viene versato il liquame preparato. Di conseguenza, c'è un portello per il carico del letame e un portello per lo scarico delle materie prime lavorate.

Lo schema più semplice di un impianto di biogas senza tanti fronzoli

Il contenitore non è completamente riempito con il substrato: il 10-15% del volume deve rimanere libero per raccogliere il gas. Nel coperchio del serbatoio è integrato un tubo di uscita del gas. Poiché il gas risultante contiene una quantità abbastanza grande di vapore acqueo, non brucerà in questa forma. Pertanto è necessario farlo passare attraverso un sigillo d'acqua per asciugarlo. In questo semplice dispositivo, la maggior parte del vapore acqueo si condenserà e il gas brucerà bene. Quindi è consigliabile pulire il gas dall'idrogeno solforato non infiammabile e solo allora può essere fornito al contenitore del gas, un contenitore per la raccolta del gas. E da lì può essere distribuito ai consumatori: alimentato a una caldaia o a un forno a gas. Guarda il video per vedere come realizzare filtri per un impianto di biogas con le tue mani.

Sulla superficie sono posizionati grandi impianti industriali. E questo, in linea di principio, è comprensibile: il volume del lavoro fondiario è troppo grande. Ma nelle piccole aziende agricole il contenitore del bunker viene sepolto nel terreno. Ciò, in primo luogo, consente di ridurre i costi per mantenere la temperatura richiesta e, in secondo luogo, nel cortile privato sono già sufficienti tutti i tipi di dispositivi.

Il contenitore può essere preso già pronto o realizzato in mattoni, cemento, ecc. in una fossa scavata. Ma in questo caso dovrai occuparti della tenuta e dell'impermeabilità dell'aria: il processo è anaerobico - senza accesso all'aria, quindi è necessario creare uno strato impenetrabile all'ossigeno. La struttura risulta essere multistrato e la produzione di un simile bunker è un processo lungo e costoso. Pertanto, è più economico e più facile seppellire un contenitore già pronto. In precedenza, si trattava necessariamente di botti di metallo, spesso di acciaio inossidabile. Oggi, con l'avvento sul mercato dei contenitori in PVC, è possibile utilizzarli. Sono chimicamente neutri, hanno una bassa conduttività termica, una lunga durata e sono molte volte più economici dell'acciaio inossidabile.

Ma l’impianto di biogas sopra descritto avrà una bassa produttività. Per attivare il processo di lavorazione è necessaria la miscelazione attiva della massa situata nella tramoggia. In caso contrario si forma una crosta sulla superficie o nello spessore del substrato che rallenta il processo di decomposizione e si produce meno gas in uscita. La miscelazione viene eseguita in qualsiasi modo disponibile. Ad esempio, come dimostrato nel video. In questo caso è possibile effettuare qualsiasi guida.

Esiste un altro modo per mescolare gli strati, ma non è meccanico: la barbitazione: il gas generato viene immesso sotto pressione nella parte inferiore del contenitore con letame. Salendo verso l'alto, le bolle di gas romperanno la crosta. Poiché viene fornito lo stesso biogas, non ci saranno cambiamenti nelle condizioni di lavorazione. Inoltre, questo gas non può essere considerato un consumo: finirà di nuovo nel serbatoio del gas.

Come accennato in precedenza, buone prestazioni richiedono temperature elevate. Per non spendere troppi soldi per mantenere questa temperatura, è necessario occuparsi dell'isolamento. Quale tipo di isolante termico scegliere, ovviamente, dipende da te, ma oggi il più ottimale è il polistirolo espanso. Non teme l'acqua, non teme funghi e roditori, ha una lunga durata e ottime prestazioni di isolamento termico.

La forma del bioreattore può essere diversa, ma la più comune è cilindrica. Non è l'ideale dal punto di vista della complessità della miscelazione del substrato, ma viene utilizzato più spesso perché le persone hanno accumulato molta esperienza nella costruzione di tali contenitori. E se un cilindro di questo tipo è diviso da una partizione, possono essere utilizzati come due serbatoi separati in cui il processo viene spostato nel tempo. In questo caso è possibile integrare un elemento riscaldante nella partizione, risolvendo così il problema del mantenimento della temperatura in due camere contemporaneamente.

Nella versione più semplice, gli impianti di biogas fatti in casa sono una fossa rettangolare, le cui pareti sono in cemento, e per la tenuta sono trattate con uno strato di fibra di vetro e resina poliestere. Questo contenitore è dotato di un coperchio. È estremamente scomodo da usare: il riscaldamento, la miscelazione e la rimozione della massa fermentata sono difficili da implementare ed è impossibile ottenere una lavorazione completa e un'elevata efficienza.

La situazione è un po’ migliore con gli impianti di lavorazione del letame a biogas da trincea. Hanno bordi smussati che facilitano il caricamento del letame fresco. Se fai il fondo in pendenza, la massa fermentata si sposterà da un lato per gravità e sarà più facile selezionarla. In tali installazioni è necessario prevedere l'isolamento termico non solo delle pareti, ma anche del coperchio. Non è difficile realizzare un impianto di biogas di questo tipo con le proprie mani. Ma in esso non è possibile ottenere la lavorazione completa e la quantità massima di gas. Anche con il riscaldamento.

Sono state affrontate le questioni tecniche di base e ora conosci diversi modi per costruire un impianto per la produzione di biogas dal letame. Ci sono ancora sfumature tecnologiche.

Cosa si può riciclare e come ottenere buoni risultati

Il letame di qualsiasi animale contiene gli organismi necessari per la sua lavorazione. È stato scoperto che più di mille microrganismi diversi sono coinvolti nel processo di fermentazione e nella produzione di gas. Le sostanze che formano metano svolgono il ruolo più importante. Si ritiene inoltre che tutti questi microrganismi si trovino in proporzioni ottimali nel letame bovino. In ogni caso, quando si tratta questo tipo di rifiuti in combinazione con materiale vegetale, viene rilasciata la maggior quantità di biogas. La tabella mostra i dati medi per le tipologie più comuni di rifiuti agricoli. Si prega di notare che questa quantità di produzione di gas può essere ottenuta in condizioni ideali.

Per una buona produttività è necessario mantenere una certa umidità del substrato: 85-90%. Ma è necessario utilizzare acqua che non contenga sostanze chimiche estranee. Solventi, antibiotici, detergenti, ecc. hanno un effetto negativo sui processi. Inoltre, affinché il processo proceda normalmente, il liquido non deve contenere frammenti di grandi dimensioni. Dimensioni massime dei frammenti: 1*2 cm, meglio quelli più piccoli. Pertanto, se prevedi di aggiungere ingredienti a base di erbe, devi macinarli.

È importante per la normale lavorazione nel substrato mantenere un livello di pH ottimale: entro 6,7-7,6. Di solito l'ambiente ha un'acidità normale e solo occasionalmente i batteri che formano acidi si sviluppano più velocemente dei batteri che formano metano. Quindi l'ambiente diventa acido, la produzione di gas diminuisce. Per ottenere il valore ottimale, aggiungere calce o soda regolari al substrato.

Ora parliamo un po' del tempo necessario per trattare il letame. In generale il tempo dipende dalle condizioni create, ma il primo gas può iniziare a fuoriuscire già il terzo giorno dopo l'inizio della fermentazione. La formazione di gas più attiva si verifica quando il letame si decompone del 30-33%. Per darvi un’idea del tempo, diciamo che dopo due settimane il substrato si decompone del 20-25%. Cioè, in modo ottimale l'elaborazione dovrebbe durare un mese. In questo caso, il fertilizzante è della massima qualità.

Calcolo del volume del contenitore per la lavorazione

Per le piccole aziende agricole, l'impianto ottimale è quello costante, ovvero quando il letame fresco viene fornito quotidianamente in piccole porzioni e rimosso nelle stesse porzioni. Affinché il processo non venga interrotto, la quota del carico giornaliero non deve superare il 5% del volume lavorato.

Gli impianti fatti in casa per la trasformazione del letame in biogas non sono l'apice della perfezione, ma sono piuttosto efficaci

Sulla base di ciò, puoi facilmente determinare il volume del serbatoio richiesto per un impianto di biogas fatto in casa. Devi moltiplicare il volume giornaliero di letame del tuo allevamento (già diluito con un'umidità dell'85-90%) per 20 (questo è per temperature mesofile, per temperature termofile dovrai moltiplicare per 30). Alla cifra risultante è necessario aggiungere un altro 15-20% di spazio libero per la raccolta del biogas sotto la cupola. Conosci il parametro principale. Tutti gli ulteriori costi e parametri di sistema dipendono dallo schema dell'impianto di biogas scelto per l'implementazione e da come si farà il tutto. È del tutto possibile accontentarsi di materiali improvvisati oppure è possibile ordinare un'installazione chiavi in mano. Gli sviluppi della fabbrica costeranno da 1,5 milioni di euro, le installazioni dei Kulibin saranno più economiche.

Registrazione legale

L'installazione dovrà essere coordinata con il SES, l'ispettorato del gas e i vigili del fuoco. Avrai bisogno:

Schema tecnologico dell'impianto.
Piano di disposizione delle apparecchiature e dei componenti con riferimento all'impianto stesso, al luogo di installazione dell'unità termica, all'ubicazione delle tubazioni e delle reti energetiche e ai collegamenti delle pompe. Lo schema dovrebbe indicare il parafulmine e le strade di accesso.
Se l'installazione sarà collocata in ambienti interni sarà necessario anche un piano di ventilazione che garantisca un ricambio di almeno otto volte tutta l'aria presente nel locale.

Come vediamo, qui non possiamo fare a meno della burocrazia.

Infine, qualcosa sulle prestazioni dell'installazione. In media, ogni giorno un impianto di biogas produce un volume di gas pari al doppio del volume utile del serbatoio. Cioè, 40 m 3 di liquame produrranno 80 m 3 di gas al giorno. Circa il 30% sarà speso per garantire il processo stesso (la voce di spesa principale è il riscaldamento). Quelli. all'uscita riceverai 56 m 3 di biogas al giorno. Secondo le statistiche, per coprire il fabbisogno di una famiglia di tre persone e per riscaldare una casa di medie dimensioni sono necessari 10 m 3 . A saldo netto hai 46 m3 al giorno. E questo è con una piccola installazione.

Risultati

Investendo una certa somma di denaro nella realizzazione di un impianto di biogas (con le proprie mani o chiavi in mano), non solo soddisferete le vostre esigenze e necessità di calore e gas, ma potrete anche vendere gas, come così come fertilizzanti di alta qualità derivanti dalla lavorazione.

Il tema dei combustibili alternativi è rilevante da diversi decenni. Il biogas è una fonte di combustibile naturale che puoi produrre e utilizzare da solo, soprattutto se hai bestiame.

Cos'è

La composizione del biogas è simile a quella prodotta su scala industriale. Fasi della produzione di biogas:

Un bioreattore è un contenitore in cui la massa biologica viene processata da batteri anaerobici nel vuoto.
Dopo qualche tempo viene rilasciato un gas costituito da metano, anidride carbonica, idrogeno solforato e altre sostanze gassose.
Questo gas viene purificato e rimosso dal reattore.
La biomassa riciclata è un eccellente fertilizzante che viene rimosso dal reattore per arricchire i campi.

È possibile produrre biogas con le proprie mani a casa, a condizione che si viva in un villaggio e si abbia accesso ai rifiuti animali. È una buona opzione di combustibile per gli allevamenti di bestiame e le imprese agricole.

Il vantaggio del biogas è che riduce le emissioni di metano e fornisce una fonte energetica alternativa. Come risultato della lavorazione della biomassa si forma fertilizzante per orti e campi, il che rappresenta un ulteriore vantaggio.

Per produrre il tuo biogas, devi costruire un bioreattore per trattare letame, escrementi di uccelli e altri rifiuti organici. Le materie prime utilizzate sono:

acque reflue;
paglia;
erba;
limo del fiume

È importante evitare che le impurità chimiche entrino nel reattore poiché interferiscono con il processo di lavorazione.

Casi d'uso

La trasformazione del letame in biogas consente di ottenere energia elettrica, termica e meccanica. Questo combustibile viene utilizzato su scala industriale o nelle case private. È utilizzato per:

riscaldamento;
illuminazione;
riscaldamento dell'acqua;
funzionamento dei motori a combustione interna.

Utilizzando un bioreattore, puoi creare la tua base energetica per alimentare la tua casa privata o la produzione agricola.

Le centrali termiche che utilizzano il biogas rappresentano un modo alternativo per riscaldare un'azienda agricola privata o un piccolo villaggio. I rifiuti organici possono essere convertiti in elettricità, che è molto più economica che portarli sul posto e pagare le bollette. Il biogas può essere utilizzato per cucinare su fornelli a gas. Il grande vantaggio del biocarburante è che si tratta di una fonte di energia inesauribile e rinnovabile.

Efficienza dei biocarburanti

Il biogas proveniente dalla lettiera e dal letame è incolore e inodore. Fornisce la stessa quantità di calore del gas naturale. Un metro cubo di biogas fornisce la stessa quantità di energia di 1,5 kg di carbone.

Molto spesso, le aziende agricole non smaltiscono i rifiuti del bestiame, ma li immagazzinano in un'unica area. Di conseguenza, il metano viene rilasciato nell’atmosfera e il letame perde le sue proprietà di fertilizzante. I rifiuti trattati tempestivamente porteranno molti più benefici all’azienda agricola.

È facile calcolare l'efficienza dello smaltimento del letame in questo modo. La mucca media produce 30-40 kg di letame al giorno. Questa massa produce 1,5 metri cubi di gas. Da questa quantità vengono generati 3 kW/h di elettricità.

Come costruire un reattore biomateriale

I bioreattori sono contenitori di cemento con fori per la rimozione delle materie prime. Prima della costruzione, è necessario scegliere una posizione sul sito. La dimensione del reattore dipende dalla quantità di biomassa di cui disponi quotidianamente. Dovrebbe riempire il contenitore per 2/3.

Se c'è poca biomassa, invece di un contenitore di cemento, puoi prendere una botte di ferro, ad esempio una botte normale. Ma deve essere resistente, con saldature di alta qualità.

La quantità di gas prodotto dipende direttamente dal volume delle materie prime. In un piccolo contenitore ne otterrete un po'. Per ottenere 100 metri cubi di biogas è necessario processare una tonnellata di massa biologica.

Per aumentare la resistenza dell'installazione, di solito viene interrata nel terreno. Il reattore deve essere dotato di un tubo di ingresso per il caricamento della biomassa e di un'uscita per la rimozione del materiale di scarto. Dovrebbe esserci un foro nella parte superiore del serbatoio attraverso il quale viene scaricato il biogas. È meglio chiuderlo con un sigillo d'acqua.

Per una corretta reazione, il contenitore deve essere chiuso ermeticamente, senza accesso d'aria. La tenuta idraulica garantirà la rimozione tempestiva dei gas, impedendo l'esplosione del sistema.

Reattore per una grande azienda agricola

Un semplice design del bioreattore è adatto per piccole aziende agricole con 1-2 animali. Se possiedi un'azienda agricola, è meglio installare un reattore industriale in grado di gestire grandi volumi di carburante. È meglio coinvolgere aziende speciali coinvolte nello sviluppo del progetto e nell'installazione del sistema.

I complessi industriali sono costituiti da:

Serbatoi di stoccaggio temporanei;
Impianti di miscelazione;
Una piccola centrale termica che fornisce energia per il riscaldamento di edifici e serre, oltre che energia elettrica;
Contenitori per letame fermentato utilizzato come fertilizzante.

L'opzione più efficace è costruire un complesso per diverse fattorie vicine. Quanto più biomateriale viene lavorato, tanto più energia viene prodotta.

Prima di ricevere il biogas, gli impianti industriali devono essere approvati dalla stazione sanitaria ed epidemiologica, dall'ispezione antincendio e del gas. Sono documentati; esistono standard speciali per la posizione di tutti gli elementi.

Come calcolare il volume del reattore

Il volume del reattore dipende dalla quantità di rifiuti generati quotidianamente. Ricorda che il contenitore deve essere pieno solo per 2/3 per una fermentazione efficace. Considera anche il tempo di fermentazione, la temperatura e il tipo di materia prima.

È meglio diluire il letame con acqua prima di inviarlo al digestore. Ci vorranno circa 2 settimane per elaborare il letame a una temperatura di 35-40 gradi. Per calcolare il volume, determinare il volume iniziale dei rifiuti con acqua e aggiungere il 25-30%. Il volume della biomassa dovrebbe essere lo stesso ogni due settimane.

Come garantire l'attività della biomassa

Per una corretta fermentazione della biomassa, è meglio riscaldare la miscela. Nelle regioni meridionali la temperatura dell'aria favorisce l'inizio della fermentazione. Se vivi al nord o nella zona centrale, puoi collegare ulteriori elementi riscaldanti.

Per avviare il processo è necessaria una temperatura di 38 gradi. Esistono diversi modi per garantire ciò:

Una serpentina sotto il reattore collegata al sistema di riscaldamento;
Elementi riscaldanti all'interno del contenitore;
Riscaldamento diretto del contenitore con dispositivi di riscaldamento elettrici.

La massa biologica contiene già i batteri necessari per produrre biogas. Si svegliano e iniziano l'attività quando la temperatura dell'aria aumenta.

È meglio riscaldarli con sistemi di riscaldamento automatici. Si accendono quando la massa fredda entra nel reattore e si spengono automaticamente quando la temperatura raggiunge il valore desiderato. Tali sistemi sono installati nelle caldaie per il riscaldamento dell'acqua, possono essere acquistati presso i negozi di apparecchiature a gas.

Se fornisci il riscaldamento a 30-40 gradi, l'elaborazione richiederà 12-30 giorni. Dipende dalla composizione e dal volume della massa. Se riscaldato a 50 gradi, l'attività batterica aumenta e la lavorazione richiede 3-7 giorni. Lo svantaggio di tali installazioni è l'alto costo di mantenimento delle alte temperature. Sono paragonabili alla quantità di carburante ricevuto, quindi il sistema diventa inefficace.

Un altro modo per attivare i batteri anaerobici è agitare la biomassa. Puoi installare tu stesso gli alberi nella caldaia e spostare la maniglia verso l'esterno per mescolare la massa, se necessario. Ma è molto più conveniente progettare un sistema automatico che mescoli la massa senza la tua partecipazione.

Corretta rimozione del gas

Il biogas proveniente dal letame viene rimosso attraverso il coperchio superiore del reattore. Deve essere ben chiuso durante il processo di fermentazione. Tipicamente viene utilizzata una tenuta idraulica. Controlla la pressione nel sistema; quando aumenta, il coperchio si solleva e la valvola di rilascio viene attivata. Un peso viene utilizzato come contrappeso. All'uscita, il gas viene purificato con acqua e scorre ulteriormente attraverso i tubi. La purificazione con acqua è necessaria per rimuovere il vapore acqueo dal gas, altrimenti non brucerà.

Prima che il biogas possa essere trasformato in energia, deve essere accumulato. Dovrebbe essere conservato in un serbatoio di gas:

È realizzato a forma di cupola e installato all'uscita del reattore.
Molto spesso è realizzato in ferro e rivestito con diversi strati di vernice per prevenire la corrosione.
Nei complessi industriali, il serbatoio del gas è un serbatoio separato.

Un'altra opzione per realizzare un contenitore per il gas: utilizzare un sacchetto in PVC. Questo materiale elastico si allunga man mano che la borsa si riempie. Se necessario può immagazzinare grandi quantità di biogas.

Impianto sotterraneo per la produzione di biocarburanti

Per risparmiare spazio, è meglio costruire installazioni sotterranee. Questo è il modo più semplice per ottenere il biogas a casa. Per allestire un bioreattore sotterraneo, è necessario scavare una buca e riempirne le pareti e il fondo con cemento armato.

Su entrambi i lati del contenitore sono realizzati dei fori per i tubi di ingresso e di uscita. Inoltre, il tubo di scarico dovrebbe essere posizionato alla base del contenitore per pompare la massa dei rifiuti. Il suo diametro è di 7-10 cm, il foro d'ingresso con un diametro di 25-30 cm è meglio posizionato nella parte superiore.

L'impianto è rivestito in muratura sulla parte superiore ed è installato un serbatoio di gas per ricevere il biogas. All'uscita del contenitore è necessario realizzare una valvola per regolare la pressione.

Un impianto di biogas può essere interrato nel cortile di una casa privata e ad esso possono essere collegati liquami e rifiuti animali. I reattori di riciclaggio possono coprire completamente il fabbisogno di elettricità e riscaldamento di una famiglia. Un ulteriore vantaggio è ottenere fertilizzante per il tuo giardino.

Un bioreattore fai-da-te è un modo per ottenere energia dal pascolo e guadagnare denaro dal letame. Riduce i costi energetici dell’azienda agricola e aumenta la redditività. Puoi farlo da solo o ordinare l'installazione. Il prezzo dipende dal volume, a partire da 7.000 rubli.