Jak zrobić metan w domu. Biogazownia DIY dla domu

Wielu właścicieli gospodarstw domowych zastanawia się, jak obniżyć koszty ogrzewania domu, gotowania i dostaw energii elektrycznej. Część z nich zbudowała już własnoręcznie biogazownie i częściowo lub całkowicie odizolowała się od dostawców energii. Okazuje się, że zdobycie niemal darmowego paliwa w prywatnym gospodarstwie domowym nie jest bardzo trudne.

Co to jest biogaz i jak można go wykorzystać?

Właściciele gospodarstw przydomowych wiedzą: umieszczając na hałdzie dowolny materiał roślinny, ptasie odchody i obornik, z czasem można uzyskać cenny nawóz organiczny. Jednak niewielu z nich wie, że biomasa nie rozkłada się sama, ale pod wpływem różnych bakterii.

Przetwarzając substrat biologiczny, te maleńkie mikroorganizmy uwalniają produkty przemiany materii, w tym mieszaninę gazów. Większość (ok. 70%) to metan – ten sam gaz, który spala się w palnikach domowych pieców i kotłów grzewczych.

Pomysł wykorzystania tego typu ekopaliw na różne potrzeby gospodarcze nie jest nowy. Urządzenia do jego ekstrakcji stosowano już w starożytnych Chinach. Radzieccy innowatorzy badali także możliwość wykorzystania biogazu w latach 60. ubiegłego wieku. Jednak prawdziwe odrodzenie technologii nastąpiło na początku XXI wieku. Obecnie biogazownie są aktywnie wykorzystywane w Europie i USA do ogrzewania domów i innych potrzeb.

Jak działa biogazownia?

Zasada działania urządzenia do produkcji biogazu jest dość prosta:

• Biomasa rozcieńczona wodą ładowana jest do szczelnego pojemnika, gdzie zaczyna „fermentować” i wydzielać gazy;
• zawartość zbiornika jest na bieżąco aktualizowana – surowce przetworzone przez bakterie są osuszane i dodawane świeże (średnio około 5-10% dziennie);
• Gaz zgromadzony w górnej części zbiornika dostarczany jest specjalną rurką do kolektora gazu, a następnie do urządzeń gospodarstwa domowego.

Schemat biogazowni.

Jakie surowce nadają się do bioreaktora?

Instalacje do produkcji biogazu opłacają się tylko wtedy, gdy istnieje codzienne uzupełnianie świeżej materii organicznej – obornika lub odchodów zwierząt gospodarskich i drobiu. Do bioreaktora można także dodać posiekaną trawę, wierzchołki, liście oraz odpady komunalne (w szczególności obierki warzywne).

Wydajność instalacji w dużej mierze zależy od rodzaju ładowanego surowca. Udowodniono, że przy tej samej masie największy uzysk biogazu uzyskuje się z obornika świńskiego i odchodów indyczych. Z kolei odchody krowy i odpady kiszonki wytwarzają mniej gazu przy tym samym ładunku.

Wykorzystanie biosurowców do ogrzewania domów.

Czego nie można zastosować w biogazowni?

Istnieją czynniki, które mogą znacząco ograniczyć aktywność bakterii beztlenowych, a nawet całkowicie zatrzymać proces produkcji biogazu. Surowce zawierające:

• antybiotyki;
• pleśń;
• syntetyczne detergenty, rozpuszczalniki i inne „chemikalia”;
• żywice (w tym trociny z drzew iglastych).

Stosowanie już gnijącego obornika jest nieefektywne – można załadować jedynie odpady świeże lub podsuszone. Nie należy także dopuścić do nasiąknięcia surowcami – wskaźnik wynoszący 95% jest już uważany za krytyczny. Do biomasy należy jednak dodać niewielką ilość czystej wody, aby ułatwić jej załadunek i przyspieszyć proces fermentacji. Obornik i odpady rozcieńcza się do konsystencji cienkiej kaszy manny.

Biogazownia dla domu

Dziś przemysł produkuje już instalacje do produkcji biogazu na skalę przemysłową. Ich zakup i instalacja jest kosztowna, a taki sprzęt w prywatnych gospodarstwach domowych zwraca się dopiero po 7-10 latach, pod warunkiem wykorzystania do przetwarzania dużych ilości materii organicznej. Doświadczenie pokazuje, że w razie potrzeby wykwalifikowany właściciel może własnymi rękami zbudować małą biogazownię do prywatnego domu i z najtańszych materiałów.

Przygotowanie bunkra przerobowego

Przede wszystkim będziesz potrzebować hermetycznie zamkniętego cylindrycznego pojemnika. Można oczywiście używać dużych garnków lub czyraków, ale ich mała objętość nie pozwoli na osiągnięcie wystarczającej produkcji gazu. Dlatego do tych celów najczęściej stosuje się beczki plastikowe o pojemności od 1 m3 do 10 m3.

Możesz zrobić taki sam. Arkusze PCV są dostępne na rynku, a przy wystarczającej wytrzymałości i odporności na agresywne środowisko można je łatwo wspawać w konstrukcję o pożądanej konfiguracji. Metalowa beczka o wystarczającej objętości może być również używana jako bunkier. To prawda, że ​​​​będziesz musiał zastosować środki antykorozyjne - przykryj je wewnątrz i na zewnątrz farbą odporną na wilgoć. Jeśli zbiornik jest wykonany ze stali nierdzewnej, nie jest to konieczne.

Układ wydechowy gazu

Rura wylotowa gazu montowana jest w górnej części lufy (zwykle w pokrywie) - to tam, zgodnie z prawami fizyki, gromadzi się gaz. Podłączoną rurą biogaz dostarczany jest do syfonu, następnie do zbiornika akumulacyjnego (opcjonalnie za pomocą kompresora w butli) i do urządzeń AGD. Zaleca się także zamontowanie zaworu upustowego obok wylotu gazu – jeżeli ciśnienie w zbiorniku stanie się zbyt wysokie, nastąpi wypuszczenie nadmiaru gazu.

System dostarczania i rozładunku surowców

Aby zapewnić ciągłość produkcji mieszanki gazowej, bakterie znajdujące się w podłożu muszą być stale (codziennie) „dokarmiane”, czyli dodawanym świeżym obornikiem lub inną materią organiczną. Z kolei przetworzone już surowce z bunkra należy usunąć, aby nie zajmowały przestrzeni użytkowej w bioreaktorze.

Aby to zrobić, w beczce wykonuje się dwa otwory - jeden (do rozładunku) prawie blisko dna, drugi (do załadunku) wyżej. W nie spawane (lutowane, klejone) są rury o średnicy co najmniej 300 mm. Rurociąg załadunkowy skierowany jest ku górze i wyposażony w lejek, a odpływ jest tak rozmieszczony, aby wygodnie było zbierać przetworzoną gnojowicę (można ją później wykorzystać jako nawóz). Połączenia są uszczelnione.

System grzewczy

Izolacja termiczna bunkra.

Jeżeli bioreaktor instalowany jest na zewnątrz lub w pomieszczeniu nieogrzewanym (co jest konieczne ze względów bezpieczeństwa), należy zapewnić mu izolację termiczną i ogrzewanie podłoża. Pierwszy warunek osiąga się poprzez „owinięcie” lufy dowolnym materiałem izolacyjnym lub zagłębienie jej w ziemi.

Jeśli chodzi o ogrzewanie, możesz rozważyć różne opcje. Niektórzy rzemieślnicy instalują wewnątrz rury, przez które przepływa woda z systemu grzewczego, i instalują je wzdłuż ścian beczki w postaci wężownicy. Inni umieszczają reaktor w większym zbiorniku z wodą w środku, ogrzewanym grzejnikami elektrycznymi. Pierwsza opcja jest wygodniejsza i znacznie bardziej ekonomiczna.

Aby zoptymalizować pracę reaktora, konieczne jest utrzymanie temperatury jego zawartości na określonym poziomie (co najmniej 38⁰C). Ale jeśli wzrośnie powyżej 55⁰C, bakterie tworzące gaz po prostu „ugotują się” i proces fermentacji zatrzyma się.

System mieszania

Jak pokazuje praktyka, w projektach mieszadło ręczne o dowolnej konfiguracji znacznie zwiększa wydajność bioreaktora. Oś, do której przyspawane są (przykręcone) łopatki „miksera”, jest usuwana przez pokrywę beczki. Następnie umieszcza się na nim klamkę, a otwór dokładnie uszczelnia. Jednak domowi rzemieślnicy nie zawsze wyposażają fermentory w takie urządzenia.

Produkcja biogazu

Po przygotowaniu instalacji ładuje się do niej biomasę rozcieńczoną wodą w stosunku około 2:3. Odpady duże należy rozdrobnić – maksymalna wielkość frakcji nie powinna przekraczać 10 mm. Następnie pokrywę zamykamy – wystarczy poczekać, aż mieszanina zacznie „fermentować” i uwolnić biogaz. W optymalnych warunkach pierwszą dostawę paliwa obserwuje się kilka dni po załadunku.

O tym, że gaz „ruszył” można rozpoznać po charakterystycznym bulgotaniu w syfonie wodnym. Jednocześnie należy sprawdzić lufę pod kątem wycieków. Odbywa się to za pomocą zwykłego roztworu mydła – nałóż go na wszystkie złącza i obserwuj, czy pojawiają się bąbelki.

Pierwsza aktualizacja biosurowców powinna zostać przeprowadzona za około dwa tygodnie. Po wsypaniu biomasy do lejka, z rury wylotowej wyleje się taka sama ilość odpadowej materii organicznej. Następnie tę procedurę wykonuje się codziennie lub co dwa dni.

Jak długo trwa powstały biogaz?

W małym gospodarstwie biogazownia nie będzie absolutną alternatywą dla gazu ziemnego i innych dostępnych źródeł energii. Przykładowo korzystając z urządzenia o pojemności 1 m3 można uzyskać opał jedynie na kilka godzin gotowania dla małej rodziny.

Ale za pomocą bioreaktora o pojemności 5 m3 można już ogrzać pomieszczenie o powierzchni 50 m², ale jego działanie będzie wymagało codziennego załadunku surowców o wadze co najmniej 300 kg. Aby to zrobić, musisz mieć na farmie około dziesięciu świń, pięć krów i kilkadziesiąt kurczaków.

Rzemieślnicy, którym udało się samodzielnie sprawić, że działające biogazownie udostępniają w Internecie filmy z kursami mistrzowskimi:

Wymagane materiały obowiązkowe:

• dwa pojemniki;
• rury łączące;
• zawory;
• filtr gazu;
• środki zapewniające szczelność (klej, żywica, uszczelniacz itp.);

Pożądany:

• mieszadło z silnikiem elektrycznym;
• czujnik temperatury;
• ciśnieniomierz;

Poniższa sekwencja jest odpowiednia dla regionów południowych. Do pracy w każdych warunkach należy dodać system ogrzewania reaktora, który zapewni nagrzanie statku do 40 stopni Celsjusza i zwiększy izolację termiczną, np. poprzez obudowę konstrukcji szklarnią. Wskazane jest pokrycie szklarni czarną folią. Zaleca się także dodanie do rurociągu urządzenia odprowadzającego kondensat.

Tworzenie prostej biogazowni:

1. Utwórz kontener do przechowywania. Wybieramy zbiornik, w którym będzie magazynowany powstały biogaz. Zbiornik jest zamocowany za pomocą zaworu i wyposażony w manometr. Jeśli zużycie gazu jest stałe, nie ma potrzeby stosowania zbiornika gazu.
2. Zaizoluj konstrukcję wewnątrz wykopu.
3. Zainstaluj rury. Ułóż rury w wykopie w celu załadunku surowców i rozładunku próchnicy kompostowej. W zbiorniku reaktora wykonany jest otwór wlotowy i wylotowy. Reaktor umieszcza się w studzience. Rury są połączone z otworami. Rury są szczelnie przymocowane za pomocą kleju lub innego odpowiedniego środka. Rury o średnicy mniejszej niż 30 cm będą przyczyniać się do ich zatykania. Miejsce załadunku należy wybrać po słonecznej stronie.
4. Zainstaluj właz. Rektor wyposażony w właz ułatwia prace naprawcze i konserwacyjne. Właz i zbiornik reaktora należy uszczelnić gumą. Można także zamontować czujniki temperatury, ciśnienia i poziomu surowca.
5. Wybierz pojemnik na bioreaktor. Wybrany pojemnik musi być trwały - ponieważ fermentacja uwalnia dużą ilość energii; mieć dobrą izolację termiczną; być przewiewny i wodoodporny. Najlepiej nadają się naczynia w kształcie jajka. Jeśli budowa takiego reaktora będzie problematyczna, dobrą alternatywą będzie cylindryczny zbiornik z zaokrąglonymi krawędziami. Pojemniki kwadratowe są mniej wydajne, ponieważ w rogach gromadzi się stwardniała biomasa, co utrudnia fermentację.
6. Przygotuj dół.
7. Wybierz miejsce montażu przyszłej instalacji. Wskazane jest, aby wybrać miejsce wystarczająco daleko od domu, aby można było wykopać dół. Umieszczenie go w wykopie pozwala znacznie zaoszczędzić na izolacji termicznej, stosując tanie materiały, takie jak glina.
8. Sprawdź szczelność powstałej konstrukcji.
9. Uruchom system.
10. Dodaj surowce. Czekamy około dwóch tygodni, aż zajdą wszystkie niezbędne procesy. Warunkiem koniecznym spalania gazu jest pozbycie się dwutlenku węgla. W tym celu wystarczy zwykły filtr ze sklepu z narzędziami. Domowy filtr wykonany jest z kawałka rury gazowej o długości 30 cm wypełnionej suchym drewnem i wiórami metalowymi.

Skład i rodzaje

Biogaz to gaz otrzymywany w wyniku trójfazowego procesu biochemicznego na biomasie, zachodzącego w szczelnych warunkach.

Proces rozkładu biomasy przebiega sekwencyjnie: najpierw ulega ona działaniu bakterii hydrolitycznych, następnie bakterii kwasotwórczych, a na końcu metanotwórczych. Materiał dla mikroorganizmów na każdym etapie jest produktem działania poprzedniego etapu.

Na wyjściu przybliżony skład biogazu wygląda następująco:

• metan (50 do 70%);
• dwutlenek węgla (30 do 40%);
• siarkowodór (~2%);
• wodór (~1%);
• amoniak (~1%);

Na dokładność proporcji wpływ mają użyte surowce oraz technologia produkcji gazu. Metan ma potencjał spalania, im wyższy jest jego udział, tym lepiej.

Starożytne kultury sięgające ponad trzech tysięcy lat wstecz (Indie, Persja czy Asyria) mają doświadczenie w używaniu łatwopalnego gazu bagiennego. Podstawy naukowe powstały znacznie później. Wzór chemiczny metanu CH 4 odkrył naukowiec John Dalton, a obecność metanu w gazie bagiennym odkrył Humphry Davy. Dużą rolę w rozwoju energetyki alternatywnej odegrała II wojna światowa, wymagając od walczących stron ogromnego zapotrzebowania na surowce energetyczne.

Posiadanie przez ZSRR ogromnych zasobów ropy naftowej i gazu ziemnego spowodowało brak zapotrzebowania na inne technologie wytwarzania energii, a badaniami nad biogazem zajmowała się głównie nauka akademicka. W tej chwili sytuacja zmieniła się na tyle, że poza przemysłową produkcją różnego rodzaju paliw, każdy może stworzyć biogazownię na własne potrzeby.

Urządzenie instalacyjne

– zespół urządzeń przeznaczony do produkcji biogazu z surowców organicznych.

Ze względu na rodzaj dostarczanego surowca wyróżnia się następujące typy biogazowni:

• z karmieniem porcjami;
• z ciągłym zasilaniem;

Bardziej wydajne są biogazownie posiadające stały dopływ surowca.

Według rodzaju przetwarzania surowca:

1. Brak automatycznego mieszania surowce i utrzymywanie wymaganej temperatury – kompleksy z minimalnym wyposażeniem, odpowiednie dla małych gospodarstw (schemat 1).
2. Z automatycznym mieszaniem, ale bez utrzymywania wymaganej temperatury - obsługuje również małe gospodarstwa, wydajniej niż poprzedni typ.
3. Ze wsparciem wymaganej temperatury, ale bez automatycznego mieszania.
4. Z automatycznym mieszaniem surowców i wspomaganiem temperatury.

Zasada działania

Proces przekształcania surowców organicznych w biogaz nazywa się fermentacją. Surowce ładowane są do specjalnego pojemnika, który zapewnia niezawodną ochronę biomasy przed tlenem. Zdarzenie zachodzące bez udziału tlenu nazywa się beztlenowym.

Pod wpływem specjalnych bakterii fermentacja zaczyna zachodzić w środowisku beztlenowym. W miarę postępu fermentacji surowiec pokrywa się skórką, którą należy regularnie niszczyć. Zniszczenie następuje poprzez dokładne wymieszanie.

Konieczne jest mieszanie zawartości co najmniej dwa razy dziennie, bez naruszania szczelności procesu. Mieszanie oprócz usunięcia skórki pozwala na równomierne rozprowadzenie kwasowości i temperatury wewnątrz masy organicznej. W wyniku tych manipulacji powstaje biogaz.

Powstały gaz gromadzony jest w zbiorniku gazu i stamtąd rurami dostarczany jest do odbiorcy. Bionawozy otrzymane po przetworzeniu surowca mogą być stosowane jako dodatek do żywności dla zwierząt lub dodawane do gleby. Nawóz ten nazywa się humusem kompostowym.

Biogazownia składa się z następujących elementów:

• zbiornik homogenizacyjny;
• reaktor;
• mieszadła;
• zbiornik magazynowy (pojemnik na gaz);
• kompleks grzewczy i mieszający wodę;
• kompleks gazowy;
• kompleks pompowy;
• separator;
• czujniki sterujące;
• Oprzyrządowanie i automatyka wraz z wizualizacją;
• system bezpieczeństwa;

Przykład biogazowni typu przemysłowego przedstawiono na schemacie 2.

Wykorzystane surowce

Rozkład jakiejkolwiek materii zwierzęcej lub roślinnej powoduje uwolnienie palnego gazu w różnym stopniu. Mieszanki o różnym składzie dobrze nadają się do surowców: obornika, słomy, trawy, różnych odpadów itp. Reakcja chemiczna wymaga wilgotności 70%, dlatego surowiec należy rozcieńczyć wodą.

Obecność środków czyszczących, chloru i proszków do prania w biomasie organicznej jest niedopuszczalna, gdyż zakłócają one reakcje chemiczne i mogą uszkodzić reaktor. Do reaktora nie nadają się także surowce zawierające trociny z drzew iglastych (zawierające żywice), o dużej zawartości ligniny i przekraczające próg wilgotności 94%.

Warzywo. Surowce roślinne doskonale nadają się do produkcji biogazu. Maksymalny uzysk paliwa daje świeża trawa – z tony surowca uzyskuje się około 250 m 3 gazu o 70% udziale metanu. Nieco mniejsza jest kiszonka z kukurydzy – 220 m3. Odsady buraczane – 180 m3.

Jako biomasę można wykorzystać prawie każdą roślinę, siano czy glony. Wadą aplikacji jest długość cyklu produkcyjnego. Proces pozyskiwania biogazu trwa do dwóch miesięcy. Surowce muszą być drobno zmielone.

Zwierzę. Odpady z zakładów przetwórczych, mleczarni, rzeźni itp. Nadaje się do biogazowni. Maksymalny uzysk paliwa zapewniają tłuszcze zwierzęce – 1500 m 3 biogazu z udziałem metanu wynoszącym 87%. Główną wadą jest niedobór. Surowce pochodzenia zwierzęcego również należy zmielić.

Odchody. Główną zaletą obornika jest jego taniość i łatwa dostępność. Wada – ilość i jakość biogazu jest mniejsza niż w przypadku innych surowców. Odchody końskie i krowie można natychmiast przetworzyć. Cykl produkcyjny potrwa około dwóch tygodni i pozwoli uzyskać uzysk 60 m3 przy 60% zawartości metanu.

Obornika kurzego i świńskiego nie można stosować bezpośrednio, ponieważ są toksyczne. Aby rozpocząć proces fermentacji należy je zmieszać z kiszonką. Można również stosować odpady ludzkie, ale ścieki nie są odpowiednie, ponieważ zawartość odchodów jest niska.

Schematy pracy

Schemat 1 – biogazownia bez automatycznego mieszania surowców:

Schemat 2 – biogazownia przemysłowa:

Na koniec zestawienie przydatnych informacji, które pozwolą uniknąć dodatkowych problemów przy budowie biogazowni:

1. Praktyka mówi, że aby ogrzać pomieszczenie mieszkalne o powierzchni 50 m2, należy zużyć 3,5 m3 gazu na godzinę.
2. Nie zaleca się używania biogazu bezpośrednio do gotowania, gdyż może to zmienić jego smak.
3. Należy unikać dostania się ciał stałych (nakrętek, śrub itp.) do surowców, ponieważ sprzęt może ulec zniszczeniu.

Aby biogaz palił się stabilnie, musi spełniać określone normy:

• zawartość metanu co najmniej 65% (optymalna zawartość od 90 do 95%);
• nie powinno być pary wodnej, wodoru i dwutlenku węgla;
• normalne ciśnienie zasilania gazem 12,5 bar;

Jeśli gaz wypłynie na skutek wzrostu ciśnienia lub z innych powodów, a jego dopływ będzie kontynuowany, może to prowadzić do tragicznych skutków. Dlatego należy stosować nowoczesny sprzęt wyposażony w czujniki monitorujące gaz.

Tanie źródło energii możesz pozyskać samodzielnie, w domu - wystarczy zmontować biogazownię. Jeśli rozumiesz zasadę jego działania i struktury, nie jest to trudne. Wytwarzana przez nią mieszanina zawiera dużą ilość metanu (w zależności od załadowanego surowca – aż do 70%), dzięki czemu ma szerokie zastosowanie.

Napełnianie butli samochodowych zasilanych gazem jako paliwem do kotłów grzewczych nie jest pełną listą wszystkich możliwych opcji wykorzystania gotowego produktu. Nasza historia dotyczy tego, jak zainstalować biogazownię własnymi rękami.

Istnieje kilka konstrukcji urządzenia. Wybierając konkretne rozwiązanie inżynieryjne, musisz zrozumieć, w jakim stopniu ta instalacja jest dostosowana do lokalnych warunków. Jest to główne kryterium oceny wykonalności instalacji. Ponadto masz własne możliwości, to znaczy, jakiego rodzaju surowców i w jakiej ilości możesz użyć, co możesz zrobić własnymi rękami.

Biogaz powstaje w wyniku rozkładu materii organicznej, jednak jego „wydajność” (w ujęciu objętościowym), a co za tym idzie i wydajność instalacji, zależy od tego, co dokładnie jest do niego ładowane. Tabela dostarcza istotnych informacji (danych orientacyjnych), które pomogą w podjęciu decyzji o wyborze konkretnego rozwiązania inżynierskiego. Przydałaby się również grafika objaśniająca.

Opcje projektowania

Z ręcznym załadunkiem surowców, bez podgrzewania i mieszania

Do użytku domowego ten model jest uważany za najwygodniejszy. Przy pojemności reaktora od 1 do 10 m3 dziennie potrzebne będzie około 50–220 kg obornika. Od tego należy się kierować przy podejmowaniu decyzji o wielkości pojemnika.

Instalacja jest instalowana w ziemi, więc będzie wymagała niewielkiego wykopu. Lokalizacja na stronie jest wybierana zgodnie z jej obliczonymi wymiarami. Skład i przeznaczenie wszystkich elementów obwodu nie jest trudne do zrozumienia.

Funkcja instalacji

Po zamontowaniu reaktora na miejscu należy sprawdzić jego szczelność. Następnie metal należy pomalować (najlepiej kompozycją mrozoodporną) i zaizolować.

• Usuwanie odpadów następuje w sposób naturalny – albo w trakcie dodawania nowej porcji, albo w przypadku nadmiaru gazu w reaktorze przy zamkniętym zaworze. Dlatego pojemność pojemnika na odpady nie powinna być mniejsza niż pojemność robocza.
• Pomimo prostoty urządzenia i atrakcyjności do samodzielnego montażu, ze względu na brak mieszania i podgrzewania masy, ta opcja instalacji jest wskazana do pracy w regionach o łagodnym klimacie, czyli głównie na południu Rosji. Chociaż przy wysokiej jakości izolacji termicznej, w warunkach głębokich warstw wód gruntowych, ten projekt jest całkiem odpowiedni dla strefy środkowej.

Bez podgrzewania, ale z mieszaniem

Prawie to samo, tylko niewielka modyfikacja, która znacznie zwiększa wydajność instalacji.

Jak zrobić mechanizm? Dla kogoś, kto na przykład złożył to własnoręcznie, nie stanowi to problemu. W reaktorze trzeba będzie zamontować wał z łopatkami. Dlatego konieczne jest zainstalowanie łożysk podporowych. Dobrze jest zastosować łańcuch jako ogniwo przekładniowe pomiędzy wałem a dźwignią.

Biogazownia może działać w prawie wszystkich regionach, z wyjątkiem regionów północnych. Jednak w przeciwieństwie do poprzedniego modelu wymaga nadzoru.

Mieszanie + ogrzewanie

Oddziaływanie termiczne na biomasę zwiększa intensywność zachodzących w niej procesów rozkładu i fermentacji. Instalacja biogazowa jest bardziej uniwersalna w zastosowaniu, gdyż może pracować w dwóch trybach – mezofilowym i termofilnym, czyli w zakresie temperatur (w przybliżeniu) 25 – 65 şС (patrz wykresy powyżej).

Na powyższym schemacie kocioł pracuje na powstałym gazie, chociaż nie jest to jedyna opcja. Ogrzewanie biomasy można przeprowadzić na różne sposoby, w zależności od tego, jak wygodniej jest właścicielowi ją zorganizować.

Opcje automatyczne

Różnica między tym schematem polega na tym, że jest on podłączony do instalacji. Pozwala to na gromadzenie zapasów gazu zamiast jego natychmiastowego wykorzystania zgodnie z przeznaczeniem. Łatwość użycia wynika również z faktu, że prawie każdy reżim temperaturowy nadaje się do intensywnej fermentacji.

Ta instalacja jest jeszcze bardziej produktywna. Przy podobnej objętości reaktora jest w stanie przerobić do 1,3 tony surowca dziennie. Załadunek, mieszanie – odpowiada za to pneumatyka. Kanał wylotowy umożliwia wyładunek odpadów do bunkra w celu krótkotrwałego składowania lub do przenośnych kontenerów w celu natychmiastowego usunięcia. Na przykład do nawożenia pól.

Te opcje instalacji biogazu raczej nie nadają się do użytku domowego. Instalacja ich, szczególnie własnymi rękami, jest znacznie trudniejsza. Ale dla małego gospodarstwa jest to dobre rozwiązanie.

Zmechanizowana biogazownia

Różnica w stosunku do poprzednich modeli polega na dodatkowym zbiorniku, w którym następuje wstępne przygotowanie masy surowca.

Sprężony biogaz wprowadzany jest do leja załadowczego, a następnie do reaktora. Wykorzystywany jest także do ogrzewania.

Jedyną rzeczą niezbędną przy montażu dowolnej instalacji własnymi rękami są dokładne obliczenia inżynieryjne. Być może konieczna będzie konsultacja ze specjalistą. W przeciwnym razie wszystko jest całkiem proste. Jeśli chociaż jeden z czytelników zainteresuje się biogazownią i sam ją zainstaluje, to znaczy, że autor nie na próżno pracował nad tym artykułem. Powodzenia!

Gospodarstwa potrzebują paliwa do systemów grzewczych, wytwarzania energii elektrycznej i innych codziennych potrzeb. Ponieważ ceny energii z roku na rok stale rosną, każdy właściciel domu lub małej firmy przynajmniej raz zastanawiał się, jak wyprodukować biogaz w domu.

W gospodarstwach rolnych coraz częściej wykorzystuje się biogazownie, które pozwalają zaoszczędzić na ogrzewaniu

Biogazownia do prywatnego domu pozwala na zorganizowanie produkcji biogazu bezpośrednio na podwórku, co rozwiązuje problem paliwa. Ponieważ znaczny odsetek mieszkańców wsi posiada umiejętności pracy z narzędziami spawalniczymi i hydraulicznymi, logiczna wydaje się kwestia samodzielnej produkcji wytwórni gazu. W ten sposób możesz zaoszczędzić nie tylko na pracy, ale także na materiałach, jeśli użyjesz improwizowanych środków.

Czym jest biogaz i jak powstaje: pozyskiwanie i produkcja

Biogaz to substancja powstająca podczas fermentacji odpadów organicznych, zawierająca metan w ilości wystarczającej do wykorzystania jako paliwo. Podczas spalania biogaz wydziela ciepło, które wystarczy do ogrzania domu lub zatankowania samochodu. źródłem energii jest obornik, który jest łatwo dostępny i tani, a nawet darmowy, jeśli mówimy o przedsiębiorstwie hodowlanym lub dużym prywatnym gospodarstwie rolnym.

Biogaz to przyjazne dla środowiska biopaliwo, które można wyprodukować własnymi rękami; gaz biologiczny jest spokrewniony z gazem ziemnym. Gaz powstaje w wyniku przetwarzania odpadów przez bakterie beztlenowe. Fermentacja odbywa się w pozbawionym powietrza pojemniku zwanym bioreaktorem. Szybkość produkcji biogazu uzależniona jest od ilości odpadów załadowanych do biogeneratora. Pod wpływem bakterii z surowca wydziela się mieszanina metanu i dwutlenku węgla z domieszkami innych substancji gazowych. Powstały gaz usuwany jest z bioreaktora, oczyszczany i wykorzystywany na własne potrzeby. Przetworzone surowce po zakończeniu procesu stają się nawozem, który służy do poprawy żyzności gleby. Produkcja biogazu jest korzystna dla gospodarstw hodowlanych, które mają dostęp do darmowego obornika i innych odpadów organicznych.

Korzyści ze spalania paliwa z obornika (nawozu rolniczego) do ogrzewania: prąd z metanu

Do zalet biogazu jako paliwa zalicza się:

• Efektywny i przyjazny dla środowiska recykling odpadów
• Dostępność surowców do produkcji gazu na obszarach wiejskich
• Możliwość zorganizowania zamkniętego cyklu bezodpadowej produkcji gazu i nawozów z obornika
• Niewyczerpane, samouzupełniające się źródło surowców

Jak zbudować bioreaktor (instalację) własnymi rękami

Instalacje biogazu wytwarzające gaz z obornika można łatwo zmontować własnymi rękami na własnej stronie. Przed montażem bioreaktora do przetwarzania obornika warto narysować rysunki i dokładnie przestudiować wszystkie niuanse, ponieważ pojemnik zawierający dużą ilość gazu wybuchowego może być źródłem dużego zagrożenia w przypadku jego nieprawidłowego użytkowania lub błędów w projekcie instalacji.

Schemat produkcji biogazu

Wydajność bioreaktora oblicza się na podstawie ilości surowca użytego do produkcji metanu. Aby warunki pracy były optymalne, pojemność reaktora jest wypełniona odpadami co najmniej w dwóch trzecich. Do tych celów stosuje się głęboki dół. Aby zapewnić wysoką szczelność, ściany wykopu są zbrojone betonem lub zbrojone tworzywem sztucznym, a czasami w wykopie instalowane są pierścienie betonowe. Powierzchnia ścian jest zabezpieczona roztworami odpornymi na wilgoć. Szczelność jest warunkiem koniecznym sprawnej pracy instalacji. Im lepiej izolowany jest pojemnik, tym wyższa jest jego jakość i ilość. Ponadto produkty rozkładu odpadów są trujące, a w przypadku wycieku mogą być szkodliwe dla zdrowia.

W pojemniku na odpady zamontowane jest mieszadło. Odpowiada za mieszanie odpadów podczas fermentacji, zapobiegając nierównomiernemu rozłożeniu surowców i tworzeniu się skorupy. Za mieszalnikiem montowana jest konstrukcja drenażowa obornika, która ułatwia odprowadzenie gazów do zbiornika magazynowego i zapobiega wyciekom. Ze względów bezpieczeństwa konieczne jest usunięcie gazu, a także poprawa jakości nawozów pozostających w reaktorze po przetworzeniu. W dnie reaktora wykonano otwór na. Otwór wyposażony jest w szczelną pokrywę, dzięki czemu sprzęt pozostaje szczelny.

Jak zapewnić aktywną fermentację biomasy w domu za pomocą generatora i innego sprzętu: przetwarzanie, składowanie i ekstrakcja odpadów

Aby proces przetwarzania w bioreaktorze przebiegał szybciej, konieczne jest ogrzewanie. Temperatura otoczenia jest wystarczająca, aby przetwarzanie obornika mogło nastąpić bez pomocy z zewnątrz. Jednak przy niesprzyjających warunkach pogodowych, zimą minibiogazownia potrzebuje dodatkowego źródła ciepła, w przeciwnym razie produkcja gazu staje się niemożliwa. Aby bakterie mogły przekształcić odpady w gaz, temperatura w reaktorze musi przekraczać 38 stopni Celsjusza. Uzyskanie biogazu własnymi rękami nie jest trudne, najważniejsze jest poznanie pewnych zasad produkcji.

Zbiornik ogrzewany jest za pomocą wężownicy umieszczonej pod reaktorem lub poprzez zainstalowanie grzałek elektrycznych bezpośrednio ogrzewających zbiornik. , które przetwarzają odpady na gaz, znajdują się już w surowcu. Aby aktywować mikroorganizmy i rozpocząć proces produkcji biogazu, temperatura w zbiorniku musi być wystarczająca do fermentacji. Aby ułatwić kontrolę przestrzegania warunków temperaturowych, do reaktora podłączone jest automatyczne ogrzewanie. Ogrzewa zbiornik po zasypaniu paliwa do żądanej temperatury i wyłącza ogrzewanie po osiągnięciu żądanego znaku na termometrze. Urządzenie do kontroli temperatury, które łatwo znaleźć w sklepie ze sprzętem gazowym, może pełnić rolę automatycznego grzejnika.

Moduł kontroli temperatury. Można go kupić w dowolnym sklepie ze sprzętem

Prawidłowe usuwanie gazów z bioreaktora: rysunki, zastosowanie technologii

Aby łatwo usunąć powstały gaz ze zbiornika, biogazownie wyposażane są w szereg urządzeń:

1. Pionowo ułożone rury z tworzywa sztucznego z dużą liczbą otworów ułatwiających oddzielanie gazu od surowca. Górna część rury powinna wystawać ponad masę odpadów, umożliwiając swobodne ulatnianie się gazu.
2. Na pojemnik nałożona jest folia tworząca rodzaj efektu cieplarnianego. Utrzymuje pożądaną temperaturę wewnątrz pojemnika, a także zapobiega mieszaniu się gazu z powietrzem.
   

   Czasami pojemnik przykrywa się kopułą wykonaną z betonu lub innego materiału. Aby zapobiec odlocie takiej kopuły pod ciśnieniem powstałego gazu, jest ona starannie przymocowana do konstrukcji i związana kablami.

3. Rura odprowadzająca gaz jest umieszczona w górnej części reaktora. Rura wyposażona jest w szczelny mechanizm blokujący, aby nie naruszyć szczelności konstrukcji. Nowo uwolniony biogaz wchodzący do rury wylotowej jest nasycony parą wodną i zawiera wiele zanieczyszczeń. zachodzi w wyniku kondensacji: po ochłodzeniu do temperatury otoczenia woda osadza się w postaci kondensacji na ściankach rury. Aby uniknąć korozji, rurę odprowadzającą montuje się w sposób ułatwiający usuwanie kondensatu przez separator.
4. Aby usunąć z biogazu zanieczyszczenia siarkowodorem, na drodze do magazynu instaluje się filtr wykonany ze specjalnie przetworzonego węgla aktywnego, w którym mieszanina utlenia się do siarki i osadza w sorbencie.

OBEJRZYJ WIDEO

Samodzielnie zmontowana biogazownia, przetwarzająca obornik na biogaz w domu, znacznie obniża koszty ogrzewania i prądu. Taka instalacja obniży koszty zaopatrzenia prywatnego domu w ciepło, obniży koszty produktów rolnych, zwiększając tym samym rentowność gospodarstwa. – możliwość przekształcenia odpadów w źródło energii i alternatywę dla gazu ziemnego. Biogaz jest ekologiczny i nowoczesny.

Wśród ważnych składników naszego życia ogromne znaczenie mają surowce energetyczne, których ceny rosną niemal z każdym miesiącem. Każda pora zimowa powoduje dziurę w budżetach rodzinnych, zmuszając ich do ponoszenia kosztów ogrzewania, a co za tym idzie – paliwa do pieców i kotłów grzewczych. Ale co zrobić, przecież prąd, gaz, węgiel czy drewno opałowe kosztują, a im dalej nasze domy są od głównych autostrad energetycznych, tym droższe będzie ogrzewanie... Tymczasem ogrzewanie alternatywne, niezależne od jakichkolwiek dostawców i taryf , można zbudować w oparciu o biogaz, którego produkcja nie wymaga badań geologicznych, wiercenia studni ani drogiego sprzętu pompującego.

Biogaz można pozyskać w warunkach niemal domowych, ponosząc przy tym minimalne, szybko zwracające się koszty – większość odpowiedzi na to pytanie znajduje się w tym artykule.

Ogrzewanie biogazem - historia

Zainteresowanie palnym gazem powstającym na bagnach w ciepłej porze roku pojawiło się wśród naszych odległych przodków - zaawansowane kultury Indii, Chin, Persji i Asyrii eksperymentowały z biogazem ponad 3 tysiące lat temu. W tych samych czasach starożytnych, w plemiennej Europie, Alemanni Szwabowie zauważyli, że gaz uwalniany na bagnach dobrze się pali - używali go do ogrzewania swoich chat, dostarczając im gaz skórzanymi rurami i spalając go w paleniskach. Szwabowie uważali biogaz za „tchnienie smoków”, które według nich żyły na bagnach.

Stulecia i tysiąclecia później biogaz doczekał się drugiego odkrycia – w XVII i XVIII wieku dwóch europejskich naukowców natychmiast zwróciło na to uwagę. Słynny chemik swoich czasów, Jan Baptista van Helmont, ustalił, że w wyniku rozkładu dowolnej biomasy powstaje palny gaz, a słynny fizyk i chemik Alessandro Volta ustalił bezpośredni związek pomiędzy ilością biomasy, w której zachodzą procesy rozkładu, a ilością uwolnionego biogazu. W 1804 roku angielski chemik John Dalton odkrył wzór na metan, a cztery lata później Anglik Humphry Davy odkrył go w składzie gazu bagiennego.Zainteresowanie praktycznym wykorzystaniem biogazu pojawiło się wraz z rozwojem gazowego oświetlenia ulicznego – pod koniec XIX w. w XIX wieku ulice jednej z dzielnic angielskiego miasta Exeter oświetlano gazem pozyskiwanym z kolektora ścieków.

W XX wieku zapotrzebowanie na energię spowodowane II wojną światową zmusiło Europejczyków do poszukiwania alternatywnych źródeł energii. Biogazownie, w których produkowano gaz z obornika, rozpowszechniły się w Niemczech i Francji, a częściowo w Europie Wschodniej. Jednak po zwycięstwie krajów koalicji antyhitlerowskiej zapomniano o biogazie - energia elektryczna, gaz ziemny i produkty naftowe całkowicie pokryły potrzeby przemysłu i ludności.

Dziś podejście do alternatywnych źródeł energii zmieniło się diametralnie – stały się one interesujące, gdyż koszt konwencjonalnych surowców energetycznych rośnie z roku na rok. W swojej istocie biogaz to realny sposób na uniknięcie ceł i kosztów klasycznych źródeł energii oraz uzyskanie własnego źródła paliwa, na dowolny cel i w wystarczającej ilości.

Najwięcej biogazowni powstało i funkcjonuje w Chinach: 40 milionów instalacji średniej i małej mocy, wolumen produkowanego metanu wynosi około 27 miliardów m3 rocznie.

Biogaz – co to jest

Jest to mieszanina gazów składająca się głównie z metanu (zawartość od 50 do 85%), dwutlenku węgla (zawartość od 15 do 50%) i innych gazów w znacznie mniejszych procentach. Biogaz wytwarzany jest przez zespół trzech rodzajów bakterii żywiących się biomasą – bakterie hydrolizujące, które wytwarzają pożywienie dla bakterii kwasotwórczych, które z kolei stanowią pożywienie dla bakterii wytwarzających metan, tworzących biogaz.

Fermentacja pierwotnego materiału organicznego (np. obornika), którego produktem będzie biogaz, odbywa się bez dostępu do atmosfery zewnętrznej i nazywana jest beztlenową. Inny produkt takiej fermentacji, zwany humusem kompostowym, jest dobrze znany mieszkańcom wsi, którzy wykorzystują go do nawożenia pól i ogrodów warzywnych, ale biogaz i energia cieplna powstająca na hałdach kompostowych zwykle nie są wykorzystywane – i to na próżno!

Jakie czynniki decydują o uzysku biogazu o wyższej zawartości metanu?

Przede wszystkim zależy to od temperatury. Im wyższa temperatura otoczenia, tym większa aktywność bakterii fermentujących materię organiczną, w temperaturach ujemnych fermentacja spowalnia lub całkowicie zatrzymuje się. Z tego powodu produkcja biogazu najczęściej spotykana jest w krajach Afryki i Azji, położonych w strefie subtropikalnej i tropikalnej. W klimacie rosyjskim produkcja biogazu i całkowite przejście na niego jako paliwo alternatywne będzie wymagało izolacji termicznej bioreaktora i wprowadzenia ciepłej wody do masy materii organicznej, gdy temperatura atmosfery zewnętrznej spadnie poniżej zera. materiał organiczny umieszczony w bioreaktorze musi ulegać biodegradacji, wymagane jest jego wprowadzenie, gdyż zawiera znaczną ilość wody – do 90% masy materii organicznej. Ważnym punktem będzie neutralność środowiska organicznego, brak w jego składzie składników zapobiegających rozwojowi bakterii, takich jak środki czyszczące i detergenty oraz wszelkie antybiotyki. Biogaz można uzyskać z niemal wszystkich odpadów pochodzenia gospodarczego i roślinnego, ścieków, obornika itp.

Proces fermentacji beztlenowej materii organicznej przebiega najlepiej, gdy wartość pH mieści się w przedziale 6,8-8,0 – wysoka kwasowość spowolni powstawanie biogazu, ponieważ bakterie będą zajęte zużywaniem kwasów i wytwarzaniem dwutlenku węgla, który neutralizuje kwasowość.

Stosunek azotu i węgla w bioreaktorze należy obliczyć jako 1 do 30 – w tym przypadku bakterie otrzymają taką ilość dwutlenku węgla, jakiej potrzebują, a zawartość metanu w biogazie będzie najwyższa.

Najlepszy uzysk biogazu o odpowiednio wysokiej zawartości metanu osiąga się, gdy temperatura w fermentującej materii organicznej mieści się w przedziale 32-35°C, przy niższych i wyższych temperaturach wzrasta zawartość dwutlenku węgla w biogazie i jego jakość maleje. Bakterie wytwarzające metan dzielą się na trzy grupy: psychrofilne, skuteczne w temperaturach od +5 do +20 ° C; mezofilne, ich zakres temperatur wynosi od +30 do +42 °C; termofilny, pracujący w trybie od +54 do +56°C. Dla odbiorcy biogazu największym zainteresowaniem cieszą się bakterie mezofilne i termofilne, które fermentują materię organiczną z większą wydajnością gazu.

Fermentacja mezofilna jest mniej wrażliwa na zmiany temperatury o kilka stopni od optymalnego zakresu temperatur i wymaga mniej energii do ogrzania materiału organicznego w bioreaktorze. Jej wadami w porównaniu do fermentacji termofilnej jest mniejsza wydajność gazów, dłuższy okres całkowitego przetworzenia substratu organicznego (ok. 25 dni), a powstały w wyniku rozkładu materiał organiczny może zawierać szkodliwą florę, gdyż niska temperatura w bioreaktorze nie zapewnia 100% sterylności.

Podniesienie i utrzymanie temperatury wewnątrz reaktora na poziomie akceptowalnym dla bakterii termofilnych zapewni największy uzysk biogazu, pełna fermentacja materii organicznej nastąpi w ciągu 12 dni, produkty rozkładu substratu organicznego są całkowicie sterylne. Negatywne cechy: zmiana temperatury o 2 stopnie poza zakresem akceptowalnym dla bakterii termofilnych spowoduje zmniejszenie uzysku gazu; w efekcie duże zapotrzebowanie na ogrzewanie – znaczne koszty energii.

Zawartość bioreaktora należy mieszać dwa razy dziennie, w przeciwnym razie na jego powierzchni utworzy się skorupa, tworząc barierę dla biogazu. Oprócz jego eliminacji, mieszanie pozwala na wyrównanie temperatury i poziomu kwasowości wewnątrz masy organicznej.W bioreaktorach o cyklu ciągłym najwyższy uzysk biogazu występuje przy jednoczesnym wyładunku materii organicznej, która uległa fermentacji oraz załadunku objętości biogazu. nową materię organiczną w ilości równej objętości wyładowanej. W bioreaktorach małoobjętościowych, jakie zwykle stosuje się w gospodarstwach wiejskich, codziennie konieczne jest odsysanie i wprowadzanie materii organicznej w objętości około 5% wewnętrznej objętości komory fermentacyjnej.

Uzysk biogazu zależy bezpośrednio od rodzaju substratu organicznego umieszczonego w bioreaktorze (poniżej podano średnie dane w przeliczeniu na kg masy suchego substratu):

1. z obornika końskiego uzyskuje się 0,27 m3 biogazu, zawartość metanu 57%;
2. z obornika bydlęcego powstaje 0,3 m3 biogazu, zawartość metanu 65%;
3. świeży obornik bydlęcy daje 0,05 m3 biogazu o zawartości metanu 68%;
4. obornik kurzy - 0,5 m3, zawartość metanu w nim wyniesie 60%;
5. obornik wieprzowy - 0,57 m3, udział metanu wyniesie 70%;
6. obornik owczy - 0,6 m3 o zawartości metanu 70%;
7. słoma pszenna – 0,27 m3, o zawartości metanu 58%;
8. słoma kukurydziana - 0,45 m3, zawartość metanu 58%;
9. trawa - 0,55 m3 o zawartości metanu 70%;
10. liście drzewne – 0,27 m3, udział metanu 58%;
11. tłuszcz - 1,3 m3, zawartość metanu 88%.

Biogazownie

Urządzenia te składają się z następujących głównych elementów – reaktora, leja załadunkowego substancji organicznych, wylotu biogazu oraz leja rozładowczego przefermentowanej materii organicznej.

W zależności od rodzaju konstrukcji biogazownie dzielą się na następujące typy:

• bez ogrzewania i bez mieszania przefermentowanej materii organicznej w reaktorze;
• bez ogrzewania, ale z mieszaniem masy organicznej;
• z ogrzewaniem i mieszaniem;
• z ogrzewaniem, mieszaniem i urządzeniami pozwalającymi kontrolować i zarządzać procesem fermentacji.

Biogazownia pierwszego typu przeznaczona jest dla małego gospodarstwa rolnego i jest przeznaczona dla bakterii psychrofilnych: wewnętrzna objętość bioreaktora wynosi 1-10 m3 (przerabianie 50-200 kg obornika dziennie), minimalne wyposażenie, powstały biogaz nie jest magazynowany – od razu trafia do urządzeń AGD, które go zużywają. Instalację tę można stosować tylko w regionach południowych, jest ona zaprojektowana na temperaturę wewnętrzną 5-20 ° C.

Usuwanie przefermentowanej (sfermentowanej) materii organicznej odbywa się jednocześnie z załadunkiem nowej partii, wysyłka odbywa się do pojemnika, którego objętość musi być równa lub większa od objętości wewnętrznej bioreaktora. Zawartość pojemnika przechowuje się w nim do czasu wprowadzenia do nawożonej gleby. Konstrukcja drugiego typu przeznaczona jest również dla małych gospodarstw, jej wydajność jest nieco wyższa niż biogazowni pierwszego typu – wyposażona jest w urządzenie mieszające z napędem ręcznym lub mechanicznym.

Biogazownie trzeciego typu wyposażone są oprócz urządzenia mieszającego w wymuszone ogrzewanie bioreaktora, a kocioł wodny zasilany jest paliwem alternatywnym wytwarzanym przez biogazownię. Produkcja metanu w takich instalacjach prowadzona jest przez bakterie mezofilne i termofilne, w zależności od intensywności ogrzewania i poziomu temperatury w reaktorze.

Ostatni typ biogazowni jest najbardziej skomplikowany i przeznaczony jest dla kilku odbiorców biogazu; w konstrukcji biogazowni zastosowano elektryczny manometr kontaktowy, zawór bezpieczeństwa, bojler na gorącą wodę, sprężarkę (pneumatyczne mieszanie materii organicznej), odbiornik, zbiornik gazu, reduktor gazu i wylot do załadunku biogazu do transportu. Instalacje te pracują w sposób ciągły, pozwalają na ustawienie dowolnego z trzech warunków temperaturowych dzięki precyzyjnie regulowanemu ogrzewaniu, a dobór biogazu odbywa się automatycznie.

Biogazownia DIY

Wartość opałowa biogazu produkowanego w biogazowniach wynosi około 5500 kcal/m3 i jest nieco niższa od wartości opałowej gazu ziemnego (7000 kcal/m3). Aby ogrzać 50 m2 budynku mieszkalnego i używać przez godzinę czteropalnikowej kuchenki gazowej, potrzeba średnio 4 m3 biogazu.

Przemysłowe instalacje do produkcji biogazu oferowane na rynku rosyjskim kosztują od 200 000 rubli. - pomimo pozornie wysokiego kosztu, warto zaznaczyć, że instalacje te są precyzyjnie wyliczane w zależności od objętości ładowanego substratu organicznego i objęte są gwarancją producentów.

Jeśli wolisz samodzielnie stworzyć biogazownię, dalsze informacje są dla Ciebie!

Forma bioreaktora

Najlepszym dla niego kształtem byłby owalny (jajowaty), jednak zbudowanie takiego reaktora jest niezwykle trudne. Łatwiej będzie zaprojektować bioreaktor cylindryczny, którego górna i dolna część są wykonane w kształcie stożka lub półkola. Reaktory kwadratowe lub prostokątne wykonane z cegły lub betonu będą nieskuteczne, ponieważ... Z biegiem czasu w ich narożach powstaną pęknięcia spowodowane naciskiem podłoża, w narożach będą gromadzić się stwardniałe fragmenty materii organicznej, zakłócając proces fermentacji.Zbiorniki stalowe bioreaktorów są szczelne, odporne na wysokie ciśnienie i nie są takie trudne w budowie. Ich wadą jest słaba odporność na rdzę, wymagają nałożenia na wewnętrzne ściany powłoki ochronnej, np. żywicy. Zewnętrzną część stalowego bioreaktora należy dokładnie oczyścić i pomalować w dwóch warstwach.

Zbiorniki bioreaktora wykonane z betonu, cegły lub kamienia muszą być starannie pokryte od wewnątrz warstwą żywicy, która zapewni im skuteczną nieprzepuszczalność wody i gazów, wytrzyma temperaturę około 60°C oraz agresję siarkowodoru i kwasów organicznych. Oprócz żywicy do zabezpieczenia wewnętrznych powierzchni reaktora można zastosować parafinę rozcieńczoną 4% olejem silnikowym (nowym) lub naftą i podgrzaną do temperatury 120-150°C – powierzchnie bioreaktora należy podgrzać palnikiem przed nałożeniem na nie warstwy parafiny.

Tworząc bioreaktor, można używać pojemników plastikowych, które nie są podatne na rdzę, a jedynie twardy plastik o wystarczająco mocnych ściankach. Miękkiego plastiku można używać tylko w ciepłym sezonie, ponieważ... Wraz z nadejściem chłodów trudno będzie przymocować do niego izolację, a jego ściany nie są wystarczająco mocne. Bioreaktory plastikowe można stosować wyłącznie do fermentacji psychrofilowej materii organicznej.

Lokalizacja bioreaktora

Jego umiejscowienie planuje się w zależności od dostępnej powierzchni na danym terenie, wystarczającej odległości od budynków mieszkalnych, odległości od składowiska odpadów, miejsc umieszczenia zwierząt itp. Planowanie bioreaktora naziemnego, całkowicie lub częściowo zanurzonego, zależy od poziomu wód gruntowych, wygody wprowadzania i usuwania substratu organicznego do zbiornika reaktora. Optymalne byłoby umieszczenie zbiornika reaktora poniżej poziomu gruntu - oszczędności uzyskuje się na sprzęcie do wprowadzania substratu organicznego do zbiornika reaktora, znacznie zwiększa się izolacja termiczna, do wykonania której można zastosować niedrogie materiały (słoma, glina).

Wyposażenie bioreaktora

Zbiornik reaktora musi być wyposażony w właz, za pomocą którego można przeprowadzać prace naprawcze i konserwacyjne. Konieczne jest ułożenie gumowej uszczelki lub warstwy szczeliwa pomiędzy korpusem bioreaktora a pokrywą włazu. Opcjonalne, ale niezwykle wygodne jest wyposażenie bioreaktora w czujnik temperatury, ciśnienia wewnętrznego i poziomu substratu organicznego.

Izolacja termiczna bioreaktora

Jej brak nie pozwoli na pracę biogazowni przez cały rok, jedynie w cieplejszych miesiącach. Do izolacji zakopanego lub częściowo zakopanego bioreaktora stosuje się glinę, słomę, suchy obornik i żużel. Izolację układa się warstwowo - przy montażu reaktora zakopanego dół przykrywa się warstwą folii PCV, co zapobiega bezpośredniemu kontaktowi materiału termoizolacyjnego z gruntem. Przed zainstalowaniem bioreaktora na dno studzienki wylewa się słomę z ułożoną folią PVC, na nią kładzie się warstwę gliny, po czym ustawia się bioreaktor. Następnie wszystkie wolne przestrzenie pomiędzy zbiornikiem reaktora a wykopem fundamentowym, wyłożone folią PVC, wypełnia się słomą prawie do końca zbiornika, a na warstwę o grubości 300 mm wylewa się warstwę gliny zmieszanej z żużlem.

Załadunek i rozładunek podłoża organicznego

Średnica rur do załadunku i rozładunku z bioreaktora musi wynosić co najmniej 300 mm, w przeciwnym razie będą się zatykać. W celu utrzymania warunków beztlenowych wewnątrz reaktora każda z tych rur powinna być wyposażona w zawory śrubowe lub półobrotowe. Objętość bunkra do podawania materii organicznej, w zależności od rodzaju biogazowni, powinna być równa dziennej objętości surowców wejściowych. Lej zasypowy powinien być umiejscowiony po słonecznej stronie bioreaktora, gdyż pomoże to podnieść temperaturę wprowadzonego substratu organicznego, przyspieszając procesy fermentacji. Jeżeli biogazownia jest podłączona bezpośrednio do gospodarstwa, wówczas bunkier należy umieścić pod jego konstrukcją tak, aby substrat organiczny przedostał się do niego pod wpływem grawitacji.

Rurociągi załadunku i rozładunku substratu organicznego powinny być zlokalizowane po przeciwnych stronach bioreaktora – w tym przypadku surowce wejściowe będą równomiernie rozłożone, a przefermentowana materia organiczna będzie łatwo usunięta pod wpływem sił grawitacji i masy świeżego podłoża. Otwory i montaż rurociągu do załadunku i rozładunku materii organicznej należy zakończyć przed zainstalowaniem bioreaktora w miejscu instalacji i przed położeniem na nim warstw izolacji termicznej. Szczelność wewnętrznej objętości bioreaktora uzyskana jest dzięki temu, że wejścia rur załadunku i rozładunku substratu usytuowane są pod ostrym kątem, a poziom cieczy wewnątrz reaktora jest wyższy niż punkty wejścia rur – uszczelnienie hydrauliczne blokuje dostęp powietrza.

Najłatwiej jest wprowadzić nowy i usunąć przefermentowany materiał organiczny, stosując zasadę przelewu, tj. wzrost poziomu materii organicznej wewnątrz reaktora po wprowadzeniu nowej porcji spowoduje usunięcie substratu przez rurę rozładunkową w objętości równej objętości wprowadzonego materiału.