что нужно для его получения, монтаж и запуск реактора, правила безопасности, рентабельность

Постоянное повышение стоимости традиционных энергоносителей подталкивает домашних мастеров на создание самодельного оборудования, позволяющего получать из отходов биогаз своими руками. При таком подходе к ведению хозяйства удается не только получить дешевую энергию для отопления дома и других нужд, но и наладить процесс утилизации органических отходов и получения бесплатных удобрений для последующего внесения в почву.

Излишки произведенного биогаза, как и удобрений, можно реализовать по рыночной стоимости заинтересованным потребителям, превратив в деньги то, что буквально «валяется под ногами». Крупные фермеры могут позволить себе купить готовые станции по выработке биогаза, собранные в заводских условиях. Стоимость такого оборудования довольно высока. Однако и отдача от его эксплуатации соответствует сделанным вложениям. Менее мощные установки, работающие по тому же принципу, можно собрать своими силами из доступных материалов и деталей.

Что такое биогаз и как он образуется

В результате переработки биомассы получается биогаз

Биогаз относят к экологически чистым видам топлива. По своим характеристикам биогах во многом сходится с природным газом, добываемым в промышленных масштабах. Представить технологию получения биогаза можно следующим образом:

• в специальной емкости, называемой биореактором, происходит процесс переработки биомассы с участием анаэробных бактерий в условиях безвоздушного брожения в течение определенного периода, длительность которого зависит от объема загруженного сырья;
• в результате происходит выделение смеси газов, состоящей на 60 % из метана, на 35 % — из углекислого газа, на 5 % — из других газообразных веществ, среди которых есть и сероводород в небольшом количестве;
• получаемый газ постоянно отводится из биореактора и после очистки отправляется на использование по назначению;
• переработанные отходы, ставшие высококачественными удобрениями, периодически удаляются из биореактора и вывозятся на поля.

Наглядная схема процесса выработки биотоплива

Чтобы производство биогаза наладить в домашних условиях в непрерывном режиме, надо владеть или иметь доступ к сельскохозяйственным и животноводческим предприятиям. Экономически выгодно заниматься получением биогаза только в том случае, если есть источник бесплатной поставки навоза и иных органических отходов животноводства.

Отопление газом по прежнему остаётся самым надёжным способом обогрева. Подробнее узнать об автономной газификации можно в следующем материале: https://aqua-rmnt.com/gazosnabzhenie/avtonomnoe-gazosnabzhenie-chastnogo-doma.html

Типы биореакторов

Установки для производства биогаза различаются по типу загрузки сырья, сбору полученного газа, размещению реактора относительно поверхности земли, материала изготовления. Бетон, кирпич и сталь являются наиболее подходящими материалами для строительства биореакторов.

По типу загрузки различают биоустановки, в которые загружается заданная порция сырья и проходит цикл переработки, а затем полностью выгружается. Выработка газа в этих установках нестабильна, зато в них можно загружать любые виды сырья. Как правило они имеют вертикальное расположение и занимают мало места.

В систему второго типа ежедневно подгружается порция органических отходов и выгружается равная ей по объему порция готовых ферментированных удобрений. В реакторе всегда остается рабочая смесь. Установка так называемой непрерывной загрузки стабильно вырабатывает больше биогаза и пользуется большой популярностью у фермеров. В основном эти реакторы расположены горизонтально и удобны при наличии свободного места на участке.

Выбранный тип сбора биогаза определяет конструктивные особенности реактора.

• баллонные системы состоят из резинового или пластикового термостойкого баллона, в котором совмещены реактор и газгольдер. Преимущества этого вида реакторов – простота конструкции, загрузки и выгрузки сырья, легкость очистки и транспортировки, малая стоимость. К минусам можно отнести небольшой срок службы, 2-5 лет, возможность повреждения в результате внешних воздействий. К баллонным реакторам относятся и установки канального типа, которые широко используются в Европе для переработки жидких отходов и сточных вод. Такой резиновый верх эффективен при высокой температуре окружающей среды и отсутствии риска повреждений баллона. У конструкции с фиксированным куполом полностью закрытый реактор и компенсирующая емкость для выгрузки шлама. Газ скапливается в куполе, при загрузке очередной порции сырья переработанная масса выталкивается в компенсационную емкость.
• Биосистемы с плавающим куполом состоят из монолитного биореактора, расположенного под землей и подвижного газгольдера, который плавает в специальном водяном кармане или прямо в сырье и поднимается под действием давления газа. Преимуществом плавающего купола является легкость эксплуатации и возможность определения давления газа по высоте поднятия купола. Это отличное решение для крупной фермы.
• При выборе подземного или расположения установки над поверхностью, нужно учитывать уклон рельефа, что облегчает загрузку и выгрузку сырья, усиленную теплоизоляцию подземных конструкций, которая защищает биомассу от суточных колебаний температуры и делает процесс брожения более стабильным.

Конструкция может оснащаться дополнительными устройствами для подогрева и перемешивания сырья.

Рентабельно ли делать реактор и пользоваться биогазом

Строительство биогазовой установки преследует следующие цели:

• производство дешевой энергии;
• выработка легкоусваиваемых удобрений;
• экономия на подключении к дорогостоящей канализации;
• переработка отходов хозяйства;
• возможная прибыль от продажи газа;
• снижение интенсивности неприятного запаха и улучшение экологической обстановки на территории.

График рентабельности выработки и использования биогаза

Для оценки выгоды строительства биореактора рачительному хозяину следует учесть следующие аспекты:

• затраты на биоустановку относятся к долгосрочным капиталовложениям;
• самодельное биогазовое оборудование и установка реактора без привлечения сторонних специалистов обойдется гораздо дешевле, но и его эффективность ниже, чем у дорогого заводского;
• для поддержания стабильного давления газа, у фермера должен быть доступ к отходам животноводческого производства в достаточном количестве и на длительный срок. В случае высоких цен на электроэнергию и природный газ или отсутствие возможности газификации, использование установки становится не только выгодным, но и необходимым;
• для крупных хозяйств с собственной сырьевой базой, выгодным решением будет включение биореактора в систему теплиц и ферм КРС;
• для небольших ферм повысить эффективность можно путем монтажа нескольких небольших реакторов и загружать сырье в разные промежутки времени. Это позволит избежать перебоев с газом при недостатке исходного сырья.

Узнать о том, как обустроить отопление в частном доме без газа, можно здесь: https://aqua-rmnt.com/otoplenie/alt_otoplenie/otoplenie-chastnogo-doma-bez-gaza.html

Как построить биореактор своими силами

Решение о строительстве принято, теперь нужно спроектировать установку и рассчитать необходимые материалы, инструменты и оборудование.

Важно! Стойкость к агрессивным кислым и щелочным средам – основное требование к материалу биореактора.

Если в наличии есть металлическая цистерна – ее можно использовать при условии защитного покрытия от коррозии. При выборе емкости из металла обратите внимание на наличие сварных швов и их прочность.

Прочный и удобный вариант – емкость из полимера. Этот материал не гниет и не ржавеет. Прекрасно выдержит нагрузку бочка с толстыми жесткими стенками или армированная.

Самый дешевый способ – выкладка емкости из кирпича или камня, бетонных блоков. Для увеличения прочности стены армируют и покрывают внутри и снаружи многослойным гидроизоляционным и газонепроницаемым покрытием. Штукатурка должна содержать присадки, обеспечивающие заданные свойства. Наилучшая форма, которая позволит выдержать все нагрузки давления – овальная или цилиндрическая.

В основании этой емкости предусматривают наличие отверстия, через которое будет удаляться отработанное сырье. Данное отверстие должно плотно закрываться, ведь система эффективно работает лишь в герметичных условиях.

Расчёт необходимых инструментов и материалов

Для выкладки кирпичной емкости и устройства всей системы понадобятся следующие инструменты и материалы:

• ёмкость для замешивания цементного раствора или бетономешалка;
• дрель с насадкой миксер;
• щебень и песок для устройства дренажной подушки;
• лопата, рулетка, мастерок, шпатель;
• кирпич, цемент, вода, мелкофракционный песок, арматура, пластификатор и другие необходимые присадки;
• сварочный аппарат и крепеж для монтажа металлических труб и комплектующих;
• водяной фильтр и ёмкость с металлической стружкой для очистки газа;
• баллоны от шин или стандартные пропановые баллоны для хранения газа.

Размер бетонного резервуара определяется из количества органических отходов, появляющихся ежесуточно в частном подворье или фермерском хозяйстве. Полноценная работа биореактора возможно в случае его заполнения на две трети от имеющегося объема.

Определим объем реактора для небольшого частного хозяйства: если в наличии есть 5 коров, 10 свиней и 40 кур, то за сутки их жизнедеятельности образуется помета 5 х 55 кг + 10 х 4,5 кг + 40 х 0,17 кг = 275 кг + 45 кг + 6,8 кг = 326,8 кг. Чтобы довести куриный помет до необходимой влажности 85% необходимо долить 5 литров воды. Общая масса = 331,8 кг.  Для переработки за 20 дней необходимо: 331,8 кг х 20 = 6636 кг — около 7 кубов только под субстрат. Это две трети нужного объема. Чтобы получить результат, нужно 7х1,5= 10,5 куб. Полученная величина и есть необходимый объём биореактора.

Помните, что добыть большое количество биогаза в маленьких емкостях не получится. Выход напрямую зависит от массы перерабатываемых в реакторе органических отходов. Так, чтобы получить 100 кубических метров биогаза, надо переработать тонну органических отходов.

Подготовка места для устройства биореактора

Для получения бесплатного биотоплива на участке необходимо выбрать место для строительства армированной бетонной емкости, которая будет служить биореактором.

Оптимальное расположение выбирают вдали от жилых помещений, мест размещения животных. Склад хранения сырья может быть недалеко. Следует учесть уровень грунтовых вод и удобство загрузки и выгрузки биомасс. Желательно место для подвоза сырья.

Экономичным размещением емкости реактора является строительство его ниже уровня земли. Уклон рельефа также очень удобен. Это удешевит теплоизоляцию и облегчит загрузку органического субстрата.

Надежность конструкции и долговечность работы реактора напрямую зависит от подготовки дна и стенок ямы для емкости. Укрепление стен и их герметизацию производят с помощью пластика, бетона, используют полимерные кольца. Важно и тщательное утепление. В качестве дешевого утеплителя используют солому, глину, сухой навоз и шлак, подручные материалы.

Сборка и монтаж установки

Для экономии бюджета оптимально смонтировать простую и надёжную конструкцию без наворотов, а потом, в процессе эксплуатации и при появлении финансовых возможностей, добавлять дополнительные элементы для подогрева, автоматизации, управления.

Наглядная схема устройства биореактора

Пошаговая инструкция по сборке и установке биореактора поможет смонтировать установку своими силами.

1. Выкопать котлован, на дно насыпать выравнивающий слой песка, проложить весь котлован ПВХ пленкой, затем насыпать теплоизоляционный слой керамзита, соломы, выровнять в горизонт. Смонтировать трубы для загрузки и выгрузки субстрата. Диаметр труб для сырья должен иметь диаметр не менее 300 мм, иначе они забьются.
2. Выложить кирпичную емкость или установить готовую. Утеплить боковые стенки реактора, обмазав глиной и соломой в несколько слоёв или применив современные утеплители, например, пенополистирол, вспененный пенополиуретан.
3. Сделать систему газового дренажа, состоящую из вертикальных труб с многочисленными отверстиями по корпусу. Такая система заменит мешалки.
4. Накрыть внешний слой загруженного биосырья специальной пленкой для создания небольшого избыточного давления и скапливания биогаза под куполом. Установить купол, который должен быть герметичным и газоотводящую трубу наверху, фильтры для очистки герметичный люк, гидрозатвор. Газ накапливается и хранится в специальных мешках-газгольдерах.

Запуск биореактора

1. Для эффективной работы биореактора необходима его загрузка сырьем на 2/3 объема, необходимая для работы бактерий температура, поэтому бункер для подачи биомассы следует расположить на солнечной стороне, чтобы он прогревался.
2. Загрузку нового и вывод отработанного органического субстрата дешевле и легче проводить по принципу перелива, т.е. подъем уровня органики внутри реактора при вводе новой порции выведет через трубу выгрузки субстрат в объеме, равном объему вводимого материала.
3. Загрузить партию бактерий. При необходимости подогреть.

Правильный отвод газа из биореактора

Получаемый в процессе брожения органики газ отводят через специальное отверстие, предусмотренное в конструкции верхней части крышки, которой плотно закрывают резервуар. Чтобы исключить вероятность смешивания биогаза с воздухом, надо обеспечить его отвод через водяной затвор (гидрозатвор).

Контролировать давление газовой смеси внутри биореактора можно с помощью крышки, которая должна при избытке газа приподниматься, то есть играть роль спускового клапана. В качестве противовеса можно использовать обычную гирю. Если давление в норме, то выработанный газ будет поступать по отводящей трубе в газгольдер, по пути подвергаясь очистке в воде.

Получаемый газ отводят через специальное отверстие, расположенное в конструкции крышки

Правила эксплуатации и безопасности

Постоянная подгрузка очередных партий и выгрузка готовых удобрений, контроль условий брожения, обеспечат правильную работу биогазовой установки.

Специализированные фирмы продают партии ферментирующих органику бактерий для выработки биогаза.

Существуют мезофильные, термофильные и психрофильные бактерии. Полная ферментация органики с участием термофильных бактерий произойдет за 12 дней. Мезофильные бактерии работают медленнее, они переработают сырье за 20 дней.

Биомассу в реакторе нужно перемешивать как минимум два раза в день, иначе на поверхности образуется корка, препятствующая свободному выходу биогаза. В холодное время года реактор следует подогревать, поддерживая оптимальную температуру для наибольшей выработки продукта.

Изготовить камин для квартиры на экологически чистом топливе не составляет труда при наличии должного желания и соответствующих инструкций. Подробности: https://aqua-rmnt.com/otoplenie/biokamin-svoimi-rukami.html

Органическая смесь, загружаемая в реактор не должна содержать антисептиков, моющих средств, химических веществ, вредных для жизнедеятельности бактерий и замедляющих выработку биогаза.

Важно! Биогаз является воспламеняющимся и взрывоопасным.

Для правильной работы биореактора необходимо соблюдать те же правила, что и для любых газовых установок. Если оборудование герметично, биогаз своевременно отводится в газгольдер, то проблем не возникнет.

Если же давление газа превысит норму или будет травить при нарушении герметичности, возникает риск взрыва, поэтому рекомендуется установить датчики температуры и давления в реакторе. Вдыхание биогаза также опасно для здоровья человека.

Как обеспечить активность биомассы

Ускорить процесс брожения биомассы можно с помощью ее подогрева. Как правило, в южных регионах такой проблемы не возникает. Температуры окружающего воздуха хватает для естественной активации процессов брожения. В регионах с суровыми климатическими условиями в зимнее время без подогрева вообще невозможна эксплуатация установки по производству биогаза. Ведь процесс брожения запускается при температуре, превышающей отметку в 38 градусов по Цельсию.

Организовать подогрев резервуара с биомассой можно несколькими способами:

• подключить к системе отопления змеевик, расположенный под реактором;
• установить в основании емкости электрические нагревательные элементы;
• обеспечить прямой нагрев резервуара путем использования электрических отопительных приборов.

Бактерии, влияющие на выработку метана, находятся в спящем состоянии в самом сырье. Их активность повышается при определенном уровне температуры. Обеспечить нормальное течение процесса позволит установка автоматизированной системы подогрева.  Автоматика включит обогревательное оборудование при поступлении в биореактор очередной холодной партии, а затем выключит, когда биомасса прогреется до заданного уровня температуры.

Подобные системы контроля температуры устанавливаются в водогрейных котлах, поэтому их можно приобрести в магазинах, специализирующихся на продаже газового оборудования.

На схеме показан весь цикл, начиная от загрузки твердого и жидкого сырья, и заканчивая отводом биогаза к потребителям

Важно заметить, что активизировать выработку биогаза в домашних условиях можно с помощью перемешивания биомассы в реакторе. Для этого изготавливают устройство, конструктивно похожее на бытовой миксер. Привести устройство в движение может вал, который выводят через отверстие, расположенное в крышке или стенках резервуара.

Какие специальные разрешения требуются на установку и использование биогаза

Чтобы построить и эксплуатировать биореактор, а также использовать полученный газ, нужно еще на стадии проектирования озаботиться получением необходимых разрешений. Согласование нужно пройти с газовой службой, пожарниками и Ростехнадзором. В целом правила установки и эксплуатации аналогичны правилам пользования обычным газовым оборудованием. Строительство должно производиться строго по СНИПам, все трубопроводы должны быть желтого цвета и иметь соответствующую маркировку. Готовые системы, изготовленные на заводе, стоят в разы дороже, но имеют все сопроводительные документы, соответствуют всем техническим требованиям. Производители дают на оборудование гарантию и производят обслуживание и ремонт своей продукции.

Самодельная установка для получения биогаза может позволить экономить на оплате энергоносителей, занимающих большую долю в определении себестоимости сельскохозяйственной продукции. Снижение расходов на выпуск продукции скажется на увеличении рентабельности фермерского хозяйства или частного подворья. Теперь, когда вы знаете, как получить из имеющихся отходов биогаз, остается лишь реализовать идею на практике. Многие фермеры уже давно научились из навоза делать деньги.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

МОЖНО ЛИ ПОЛУЧАТЬ БИОГАЗ ИЗ ЛИСТЬЕВ

25.02.2020

Биогаз — это возобновляемая энергия, которую производят из доступного в данной местности сырья. В ход идут любые органические остатки, от пищевых отходов до осадков сточных вод. В сельской местности утилизируют растительные остатки — солому, силос, жом, шелуху, а также экскременты скота. В городах сырьевой базой выступают свалки, предприятия пищевой промышленности, бытовые отходы.

Получение биогаза позволяет улучшить экологическую обстановку, избавиться от проблемы складирования, утилизации и захоронения отходов, снизить выбросы парниковых газов, а также получить постоянный поток возобновляемого энергетического сырья для ТЭЦ, транспорта и электроэнергетики.

Из всех видов возобновляемого транспортного топлива биометан обладает наименьшим эффектом парникового газа и наилучшей производственной эффективностью, учитывая всю производственную цепочку. В процессе производства биогаза не только углерод, но и питательные вещества рециркулируются, когда конечный продукт используется в качестве удобрения. Это означает, что в результате хозяйственной деятельности меньше искусственных удобрений попадают в грунтовые воды. Биогаз необходим для перехода на экономику, независимую от ископаемого топлива.

Как происходит утилизация листьев

В каждом городе осенью мы наблюдаем одинаковую картину: десятки рабочих коммунального хозяйства сгребают опавшую листву, затем грузят ее на машины и увозят в неизвестном направлении. Что происходит дальше с собранными листьями? Да ничего, их вывозят на полигон твердых бытовых отходов и оставляют там гнить. Жечь листья с деревьев запрещено Законом Украины, за это полагается административное наказание в виде штрафа.

В процессе роста листья накапливают в себе большое количество токсических веществ, попадающих в воздух с выхлопными газами. При сжигании листвы выделяется угарный и углекислый газ, бензапирен, обладающий канцерогенными свойствами, диоксины. Из одной тонны сожженных листьев в воздух попадает до 30 кг токсичных соединений.

Чтобы представить себе масштаб вопроса, приведем данные Киевской городской администрации. Ежегодно осенью в Киеве собирают и вывозят 120 тысяч тонн опавших листьев. Эта цифра заставила задуматься городские власти, и в июне 2019 года было заявлено о планах строительства биогазового комплекса. Такая установка позволит решить сразу несколько вопросов:

• утилизировать листья с деревьев;
• освободить место на полигоне ТБО, которое раньше занимали собранные листья;
• получить биогаз из отходов и использовать его на нужды города;
• избежать выброса в атмосферу вредных веществ.

Получение биогаза из отходов городского хозяйства — идея, безусловно, отличная и заслуживающая всяческого одобрения. Рассмотрим, как этот процесс может выглядеть в реальности.

Как получают биогаз из листьев

Процесс переработки листьев, как и любого другого органического сырья, происходит методом анаэробного сбраживания в специальных герметичных емкостях — метантенках. Чтобы листья стали полноценным субстратом, их нужно очистить от посторонних примесей (мусора, пластика, камня, крупных веток), затем измельчить, добавить воды и загрузить в бродильную установку. Чтобы процесс протекал активнее, субстрат должен иметь определенные параметры по составу. Для его оптимизации в смесь добавляют другие компоненты. Ими могут быть пищевые отходы, другие растительные остатки.

Субстрат слегка подогревают и выдерживают в течение заданного времени. В процессе брожения выделяется биогазовая смесь, содержащая от 50% до 70% метана. Она поступает в накопители — газгольдеры, откуда затем подается либо в отопительный котел, либо на дальнейшую очистку. После обогащения газ можно использовать в когенерационных установках, подавать в общую газотранспортную сеть, продавать на газовых заправках для автомобилей.

 В бродильном бункере остается дигестат, который можно использовать в качестве удобрения. Он не имеет вредных примесей и является достаточно концентрированным. Подробно процесс получения биогаза описан в нашей статье.

Как используют биогаз из листьев?

Биогазовая смесь, которая поступает в накопители, содержит ценный энергетический компонент — метан. Без дополнительных очисток такой газ можно использовать в отопительных котлах ТЭЦ, и таким образом снизить потребление природного газа.

Обогащение биогаза до уровня, близкого к природному, дает гораздо более широкие возможности его использования. Для этого содержание метана в биогазе должно составлять не менее 95-97%. Существуют технологии, которые позволяют добиться такого результата. Прежде всего, газ очищают от воды, сероводорода и углекислого газа.

Очищенным газом (его принято называть биометан) можно заправлять автомобили, оснащенные газовым оборудованием. Биометан можно использовать в газогенераторных установках и таким образом получать электроэнергию из листьев.

Как видим, опавшие листья могут принести немалую пользу и сэкономить средства на бензин, природный газ и другие энергоресурсы. Но самое важное, что утилизация листьев по технологии анаэробного брожения способна улучшить экологическую ситуацию в городе. 

Какие сложности могут быть при получении биогаза из листьев?

Организация любого предприятия предполагает оценку рисков. В нашем случае таких моментов несколько, мы расскажем о них ниже.

1. Опадающие листья с деревьев бывают только осенью, их не хватит для круглогодичной работы биогазовой установки. Для получения биогаза в течение всего года нужно предусмотреть возможность работы на другом субстрате.
2. Листья как сырье нуждаются в дополнительной очистке от мусора. При сборе в массу листьев попадают мелкие камни, песок, ветки, пластик, бумага и пр. Эти предметы могут вызвать поломку дробильного оборудования, а также снизить качество субстрата. Поэтому их нужно удалять.
3. Как самостоятельное сырье листья малоэффективны, они имеют низкий уровень переработки бактериями. Необходимо использовать ко-субстрат для улучшения свойств исходной смеси.

Эти вопросы носят не только технический, но и экономический характер. Использование дополнительного оборудования, довоз ко-субстрата и перенастройка станции на работу с другим сырьем приводят к увеличению стоимости проекта. Поэтому нужно очень тщательно рассчитать все данные до начала строительства.

Сколько биогаза можно получить из листьев?

Этот вопрос достаточно сложный, так как выход биогаза зависит от многих параметров. К ним относятся:

• состав субстрата;
• применяемый вид технологии и оборудования;
• соблюдение технологических режимов (подогрев и т.д.).

Каждый из факторов играет значимую роль. Для предварительной оценки можно воспользоваться приближенными расчетами.

По имеющимся данным, выход биогаза из 1 тонны листьев составляет 2,85 — 3 кубических метра. Следовательно, из 120 тыс. тонн (берем данные по Киеву) можно получить 342 тыс. куб.м газа. Речь идет о газовой смеси с содержанием метана до 60%. В пересчете на природный газ это составляет около 210 тыс. м³.

Много это или мало?

Норма расхода природного газа на отопление 1 кв.м. площади в жилых домах составляет 11м³. Значит, полученным биометаном можно обогреть примерно 20 тыс. кв. метров жилья. Если учесть, что в субстрат буду добавляться другие ингредиенты, то количество может существенно вырасти.

Выводы

Биогаз из отходов — нужная, полезная и перспективная технология. Опавшие листья тоже могут быть сырьем для такого производства наряду с органическими бытовыми и промышленными отходами.

Постройка утилизационного комплекса потребует точных предварительных расчетов и проведения дополнительных исследований для оценки стоимости проекта.

Главная задача любой биогазовой установки — это утилизация отходов и выработка возобновляемого источника энергии — биометана.

 

Поделиться в социальных сетях

Производство биогаза в домашних условиях стало еще проще (видео)

Израильская компания HomeBiogas, специализирующаяся на разработке решений для производства чистой энергии, запустила вторую кампанию на Kickstarter по сбору средств на биогазовую установку HomeBiogas 2.0, которая превращает отходы продуктов питания, навоз и другую органику в «чистый» газ, причем делает это в два раза быстрее первой версии.

Как заявляют авторы проекта, одна такая домашняя биогазовая установка способна каждый день вырабатывать газ для питания кухонной плиты (которая идет в комплекте системы) на протяжении трех часов, чего достаточно для ежедневного приготовления пищи для среднестатистической семьи.

«Компостирование – это, безусловно, хорошее направление, но с HomeBiogas вы можете получить больше от своих отходов. Система позаботится обо всех остатках с вашего стола и обеспечит выработку газа и жидких удобрений на ежедневной основе, — говорит Ошик Эфрати, генеральный директор и соучредитель HomeBiogas. — Жидкое удобрение можно безопасно использовать для питания огорода, цветников, фруктовых деревьев или гидропонных мини-ферм. Такой продукт также может служить водно-азотной добавкой для компостной кучи и, несомненно, ускорит процесс компостирования».

Свою первую модель компания представила два года назад. Это также была компактная биогазовая станция, которая перерабатывала бытовые органические отходы и продукты жизнедеятельности домашних животных в газ, но делала это менее эффективно и представляла собой более громоздкое устройство.

Новая установка HomeBioGas 2.0 поставляется в собранном виде в коробке относительно не больших размеров и оснащена водонепроницаемым наружным слоем. Чтобы установить ее, достаточно заполнить рабочую емкость водой, вложить в газовый контейнер мешки с песком и добавить пищевых отходов.

Читайте также: Как Швеция перерабатывает 99% своего мусора

Внутри установки отходы разлагаются естественным образом с помощью анаэробных бактерий, которые выделяют биогаз в процессе жизнедеятельности. Специальный бак, объемом 700 литров, со временем наполняется готовым газом. Благодаря запатентованному механическому прессу, газ с постоянным давлением и равномерной скоростью поступает к кухонной печи.

«HomeBiogas 2.0 на 50% более продуктивен, чем предыдущая модель. Он обеспечивает более высокое газоснабжение и может одновременно поддерживать до четырех горелок», — говорит Эфрати.

Биоустановка не распространяет неприятны запахи, поскольку снабжено клапанной крышкой, изолирующей внутренние компоненты.

«Это означает, что любые запахи остаются внутри системы и, в отличие от систем компостирования, никакие вредители не привлекаются», — объясняет Эфрати. — Наконец, в системе установлен фильтр, чтобы устранить любые неприятные запахи, такие как h3S, чтобы продукт, попавший на вашу кухню, был чистым, безопасным и без запаха».

По словам компании, большинство биогазовых установок на современном рынке являются достаточно масштабными и сложными системами, которые ограничиваются определенными областями или созданы специально для коммерческого использования, но Homebiogas лишена таких недостатков.

Израильский девайс для переработки домашних отходов всего за несколько дней собрал более 208 тысяч долларов, тогда как первоначальная цель составляет 75 тысяч. Заказать одну биогазовую установку на Kickstarter можно по цене 460 долларов, а первые поставки устройства планируются на март 2018 года.

Читайте также: Самые экологичные в мире писсуары появились в Париже (видео)

А вы что думаете по этому поводу? Дайте нам знать – напишите в комментариях!

Понравилась статья? Поделитесь ею и будет вам счастье!

Биогазовая установка своими руками

Рост цен на энергоносители заставляет задуматься о возможности обеспечить себя ими самостоятельно. Один из вариантов — биогазовая установка. С ее помощью из  навоза, помета и растительных остатков получают биогаз, который после очистки можно использовать для газовых приборов (плиты, котла), закачивать в баллоны и использовать его как топливо для автомобилей или электрогенераторов. В общем — переработка навоза в биогаз может обеспечить все потребности дома или фермы в энергоносителях. 

Постройка биогазовой установки — способ самостоятельного обеспечения энергоресурсами

Содержание статьи

Общие принципы

Биогаз — продукт, который получается при разложении органических веществ. В процессе гниения/брожения выделяются газы, собрав которые, можно обеспечить нужды собственного хозяйства. Оборудование, в котором происходит данный процесс называю «биогазовая установка».

В некоторых случаях выход газа чрезмерный, тогда его запасают в газгольдерах — для использования в период его недостаточного количества. При грамотной организации процесса газа может быть слишком много, тогда его излишки можно продавать. Еще один источник дохода — перебродившие остатки. Это высокоэффективное и безопасное удобрение — в процессе сбраживания погибает большинство микроорганизмов, семена растений теряют свою всхожесть, яйца паразитов становятся нежизнеспособными. Вывоз на поля таких удобрений положительно влияет на урожайность.

Условия для выработки газа

Процесс образования биогаза происходит за счет жизнедеятельности разного рода бактерий, которые содержатся в самих отходах. Но для того чтобы они активно «работали» необходимо им создать определенные условия: влажность и температуру. Для их создания строятся биогазовая установка. Это комплекс устройств, основа которого — биореактор, в котором и происходит разложение отходов, который сопровождается газообразованием.

Организация цикла переработки навоза и растительных отходов в биогаз

Различают три режима переработки навоза в биогаз:

• Психофильный режим. Температура в биогазовой установке от +5°C до +20°C. При таких условиях процесс разложения идет медленно,газа образуется намного, его качество низкое.
• Мезофильный. На этот режим установка выходит при температуре от +30°C до +40°C. В этом случае активно размножаются мезофильные бактерии. Газа при этом образуется больше, процесс переработки занимает меньше времени — от 10 до 20 дней.
• Термофильный. Эти бактерии размножаются при температуре от +50°C. Процесс идет быстрее всего (3-5 дней), выход газа — самый большой (при идеальных условиях с 1 кг завоза можно получить до 4,5 литров газа). Большинство справочных таблиц по выходу газа от переработки даны именно для этого режима, так что при использовании других режимов стоит делать корректировку в меньшую сторону.

Сложнее всего в биогазовых установках реализуется термофильный режим. Тут требуется качественная теплоизоляция биогазовой установки, подогрев и система контроля за температурой. Зато на выходе получаем максимальное количество биогаза. Еще одна особенность термофильной переработки — невозможность дозагрузки. Остальные два режима — психофильный и мезофильный — позволяют ежедневно добавлять свежую порцию подготовленного сырья. Но, при термофильном режиме, малый срок переработки позволяет разделить биореактор на зоны, в которых будет перерабатываться своя доля сырья с разными сроками загрузки.

Схема биогазовой установки

Основа биогазовой установки — биореактор или бункер. В нем происходит процесс брожения, в нем же скапливается полученный газ. Также есть бункер загрузки и выгрузки, выработанный газ выводится через вставленную в верхнюю часть трубу. Далее идет система доработки газа — ее очистка и повышение давления в газопроводе до рабочего.

Схема установки для переработки навоза в биогаз

Для мезофильных и термофильных режимов необходима также система подогрева биореактора — для выхода на требуемые режимы. Для этого обычно используются газовые котлы, работающие на произведенном топливе. От него система трубопроводов идет в биореактор. Обычно это полимерные трубы, так как они лучше всего переносят нахождение в агрессивной среде.

Еще биогазовая установка нуждается в системе для перемешивания субстанции. При брожении вверху образуется твердая корка, тяжелые частицы оседают вниз. Все это вместе ухудшает процесс газообразования. Для поддержания однородного состояния перерабатываемой массы и необходимы мешалки. Они могут быть механическими и даже ручными. Могут запускаться по таймеру или вручную. Все зависит от того, как сделана биогазовая установка. Автоматизированная система более дорога при монтаже, но требует минимума внимания при эксплуатации.

Простейшая биогазовая установка из пластиковой бочки

Биогазовая установка по типу расположения может быть:

• Надземной.
• Полузаглубленной.
• Заглубленной.

Более затратны в установке заглубленные — требуется большой объем земельных работ. Но при эксплуатации в наших условиях они лучше — проще организовать утепление, меньше расходы на подогрев.

Что можно перерабатывать

Биогазовая установка по сути всеядна — перерабатываться может любая органика. Подходит любой навоз и моча, растительные остатки. Негативно влияют на процесс моющие вещества, антибиотики, химия. Их поступление желательно минимизировать, так как они убивают флору, которая занимается переработкой.

Сколько можно получить биогаза из различных отходов

Идеальным считается навоз КРС, так как в нем содержатся микроорганизмы в большом количестве. Если в хозяйстве нет коров, при загрузке биореактора желательно добавить некоторую часть помета, для заселения субстрата требуемой микрофлорой. Растительные остатки предварительно измельчаются, разводятся с водой. В биореакторе смешиваются растительное сырье и экскременты. Такая «заправка» перерабатывается дольше, но на выходе при правильном режиме, имеем наибольший выход продукта.

Определение местоположения

Чтобы минимизировать затраты на организацию процесса, имеет смысл расположить биогазовую установку неподалеку от источника отходов — возле построек, где содержится птица или животные. Разработать конструкцию желательно так, чтобы загрузка происходила самотеком. Из коровника или свинарника можно проложить под уклоном трубопровод, по которому навоз будет самотеком поступать в бункер. Это существенно облегчает задачу по обслуживанию реактора, да и уборку навоза тоже.

Наиболее целесообразно расположить биогазовую установку так, чтобы отходы с фермы могли поступать самотеком

Обычно строения с животными находятся на некотором отдалении от жилого дома. Потому выработанный газ нужно будет передавать к потребителям. Но протянуть одну газовую трубу дешевле и проще, чем организовывать линию по транспортировке и загрузке навоза.

Биореактор

К емкости для переработки навоза предъявляются довольно жесткие требования:

Все эти требования по строительству биогазовой установки должны выполняться, так как они обеспечивают безопасность и создают нормальные условия для переработки навоза в биогаз.

Из каких материалов можно сделать

Стойкость к агрессивных средам — это основное требование к материалам, из которых можно сделать емкость. Субстрат в биореакторе может иметь кислую или щелочную реакцию. Соответственно материал, из которого изготавливают емкость, должен хорошо переносить различные среды.

Этим запросам отвечают не так много материалов. Первое что приходит на ум — металл. Он прочен, из него можно сделать емкость любой формы. Что хорошо, что использовать можно готовую емкость — какую-то старую цистерну. В этом случае строительство биогазовой установки займет совсем немного времени. Недостаток металла — он вступает в реакцию с химически активными веществами и начинает разрушаться. Для нейтрализации данного минуса металл покрывается защитным покрытием.

Отличный вариант — емкость биореактора из полимера. Пластик химически нейтрален, не гниет, не ржавеет. Только надо выбирать из таких материалов, которые выносят заморозку и нагрев до достаточно высоких температур. Стенки реактора должны быть толстыми, желательно армированными стекловолокном. Такие емкости недешевы, зато они служат долго.

Построить биореактор для выработки биогаза можно и из кирпича, но его надо хорошо заштукатурить с использованием присадок, обеспечивающих гидро- и газо- непроницаемость

Более дешевый вариант — биогазовая установка с емкостью из кирпича, бетонных блоков, камня. Для того чтобы кладка выдерживала высокие нагрузки, необходимо армирование кладки ( в каждом 3-5 ряду в зависимости от толщины стены и материала).  После завершения процесса возведения стен для обеспечения водо- и газо- непроницаемости необходима последующая многослойная обработка стен как изнутри, так и снаружи. Стены штукатурят цементно-песчаным составом с добавками (присадками), обеспечивающими требуемые свойства.

Определение размеров реактора

Объем реактора зависит от выбранной температуры переработки навоза в биогаз. Чаще всего выбирается мезофильная — ее легче поддерживать и она предполагает возможность ежедневной дозагрузки реактора. Выработка биогаза после выхода на нормальный режим (порядка 2 дней) идет стабильно, без всплесков и провалов (при создании нормальных условий). В этом случае имеет смысл рассчитать объем биогазовой установки в зависимости от количества навоза, образующегося в хозяйстве за сутки. Все легко подсчитывается, исходя из среднестатистических данных.

Порода животных	Объем экскрементов за сутки	Исходная влажность
КРС	55 кг	86%
Свинья	4,5 кг	86%
Куры	0,17 кг	75%

Разложение навоза при мезофильных температурах идет от 10 до 20 дней. Соответственно, объем рассчитывается умножением на 10 или 20. При расчете необходимо учитывать количество воды, которое необходимо для приведения субстрата к идеальному состоянию — его влажность должна быть 85-90%. Найденный объем увеличивают на 50%, так как максимальная загрузка не должна превышать 2/3 по объему резервуара — под потолком должен скапливаться газ.

Например, в хозяйстве 5 коров, 10 свиней и 40 кур. За сути образуется 5 * 55 кг + 10 * 4,5 кг + 40 * 0,17 кг = 275 кг + 45 кг + 6,8 кг = 326,8 кг. Чтобы привести куриный помет к влажности 85% необходимо добавить чуть больше 5 литров воды (это еще 5 кг). Итого общая масса получается 331,8 кг.  Для переработки за 20 дней необходимо: 331,8 кг * 20 = 6636 кг — около 7 кубов только под субстрат. Найденную цифру умножаем на 1,5  (увеличиваем на 50%), получаем 10,5 куб. Это и будет расчетная величина объема реактора биогазовой установки.

Загрузка и выгрузка

Люки загрузки и разгрузки ведут непосредственно в емкость биореактора. Для того чтобы субстрат равномерно распределялся по всей площади, делают их в противоположных концах емкости.

Схема биогазового реактора без пологрева

При заглубленном способе установки биогазовой установки, загрузочные и разгрузочные трубы подходят к корпусу под острым углом. Причем нижний конец трубы должен находится ниже уровня жидкости в реакторе. Таким образом исключается попадание воздуха в емкость. Также на трубах ставят поворотные или отсечные задвижки, которые в нормальном положении закрыты. Открываются они только на время загрузки или выгрузки.

Так как в навозе могут содержаться крупные фрагменты (элементы подстилки, стебли травы и т.д.), трубы малого диаметра будут часто забиваться. Потому для загрузки-выгрузки они должны быть диаметром 20-30 см. Монтировать их необходимо до начала работ по утеплению биогазовой установки, но после того, как емкость установлена на место.

Формы биореакторов и варианты расположения люков загрузки и разгрузки

Наиболее удобный режим работы биогазовой установки — с регулярной загрузкой и выгрузкой субстрата. Данная операция может проводится раз в сутки или раз в двое суток. Навоз и другие компоненты предварительно собираются в накопительной емкости, где доводятся до требуемого состояний — измельчаются, при необходимости увлажняются и перемешиваются. Для удобства в данной емкости может быть механическая мешалка. Подготовленный субстрат выливается в приемный люк. Если расположить приемную емкость на солнце, субстрат будет предварительно нагреваться, что уменьшит затраты на поддержание требуемой температуры.

Глубину установки приемного бункера желательно рассчитать так, чтобы отходы стекали в него самотеком. То же касается выгрузки в биореактор. Лучший случай, если подготовленный субстрат будет двигаться самотеком. А отгораживать его на время подготовки будет заслонка.

Биогазовая установка с мешалкой и подогревом

Для обеспечения герметичности биогазовой установки, люки на приемном бункере и в зоне выгрузки должны иметь герметизирующий резиновый уплотнитель. Чем меньше будет в емкости воздуха, тем чище будет газ на выходе.

Сбор и отвод биогаза

Отведение биогаза из реактора происходит через трубу, один конец которой находится под крышей, второй обычно опущен в гидрозатвор. Это емкость с водой, в которую выводится полученный биогаз. В гидрозатворе есть вторая труба — она находится выше уровня жидкости. В нее выходит уже более чистый биогаз. На выходе их биореактора устанавливается отсечной газовый кран. Лучший вариант — шаровый.

Какие материалы можно использовать для системы передачи газа? Гальванизированные металлические трубы и газовые трубы из ПНД или ППР. Они должны обеспечивать герметичность, швы и стыки проверяются при помощи мыльной пены. Весь трубопровод собирается из труб и арматуры одного диаметра. Без сужений и расширений.

Очищение от примесей

Примерный состав получаемого биогаза такой:

Примерный состав биогаза

• метан — до 60%;
• углекислый газ — 35%;
• другие газообразные вещества (в том числе и сероводород, придающий газу неприятный запах) — 5%.

Для того чтобы биогаз не имел запаха и хорошо горел, необходимо удалить из него углекислый газ, сероводород, пары воды. Удаление углекислого газа происходит в гидрозатворе, если на дно установки добавить гашеную известь. Такую закладку придется периодически менять (как станет газ гореть хуже — пора менять).

Осушение газа можно сделать двумя способами — сделав в газопроводе гидрозатворы — вставив в трубу изогнутые участки под гидрозатворы, в которых будет скапливаться конденсат. Недостаток такого способа — необходимость регулярного опорожнения гидрозатвора — при большом количестве собранной воды она может заблокировать проход газа.

Второй способ — поставить фильтр с силикагелем. Принцип тот же, что и в гидрозатворе — газ подается в силикагель, отводится осушенный из-под крышки. При таком способе осушения биогаза, силикагель приходится периодически осушать. Для этого его требуется прогреть некоторое время в микроволновке. Он нагревается, влага испаряется. Можно засыпать и снова использовать.

Фильтр для очистки биогаза от сероводорода

Для удаления сероводорода используется фильтр с загрузкой из металлической стружки. Можно в емкость загрузить старые металлические мочалки. Очищение происходит точно также: газ подается в нижнюю часть заполненной металлом емкости. Проходя, он очищается от сероводорода, собирается в верхней свободной части фильтра, откуда выводится по через другую трубу/шланг.

Газгольдер и компрессор

Прошедший очистку биогаз поступает в емкость для хранения — газгольдер. Это может быть герметичный полиэтиленовый мешок, пластиковая емкость. Основное условие — газонепроницаемость, форма и материал не имеют значения. В газгольдере хранится запас биогаза. Из него, при помощи компрессора, газ под определенным давлением (задается компрессором) поступает уже к потребителю — на газовую плиту или котел. Этот газ также может использоваться для выработки электроэнергии при помощи генератора.

Один из вариантов газгольдеров

Для создания стабильного давления в системе после компрессора желательно установить ресивер — небольшое устройство для нивелирования скачков давления.

Устройства для перемешивания

Чтобы биогазовая установка работала в нормальном режиме, необходимо регулярное перемешивание жидкости в биореакторе. Этот несложный процесс решает множество задач:

• перемешивает свежую порцию загрузки с колонией бактерий;
• способствует высвобождению выработанного газа;
• выравнивает температуру жидкости, исключая более прогретые и более холодные участки;
• поддерживает однородность субстрата, предотвращая оседание или всплытие некоторых составляющих.

Обычно небольшая самодельная биогазовая установка имеет механические мешалки, которые приводятся в движение при помощи мускульной силы. В системах с большим объемом приводить в движение мешалки могут моторы, которые включаются таймером.

Виды мешалок для биореакторов

Второй способ — перемешивать жидкость, пропуская через нее част выработанного газа. Для этого после выхода из метатенка ставится тройник и часть газа полается в нижнюю часть реактора, где через трубку с дырками выходит. Эту часть газа нельзя считать расходом, так как он все равно снова попадает в систему и, в результате, оказывается в газгольдере.

Третий способ перемешивания — при помощи фекальных насосов перекачивать субстрат их нижней части, выливать его вверху. Недостаток этого способа — зависимость от наличия электроэнергии.

Система подогрева и теплоизоляция

Без подогрева перерабатываемой жижи размножаться будут психофильные бактерии. Процесс переработки в этом случае займет от 30 дней, а выход газа будет небольшим. Летом, при наличии теплоизоляции и предварительном подогреве загрузки возможен выход на температуры до 40 градусов, когда начинается развитие мезофильных бактерий, но зимой такая установка практически неработоспособна — процессы протекают очень вяло. При температуре ниже +5°C они практически замирают.

Зависимость сроков переработки навоза в биогаз от температуры

Чем греть и где расположить

Для получения лучших результатов используют подогрев. Наиболее рациональный — водяной подогрев от котла. Работать котел может на электричестве, твердом или жидком топливе, также можно запустить его на вырабатываемом биогазе. Максимальная температура, до которой требуется греть воду — +60°C. Более горячие трубы могут вызвать налипание на поверхность частиц, что приведет к снижению эффективности обогрева.

Можно использовать и прямой подогрев — вставить ТЭНы, но во-первых, сложно организовать перемешивание, во-вторых, на поверхности будет налипать субстрат, снижая теплоотдачу, ТЭНы будут быстро перегорать

Обогреваться биогазовая установка может с использованием стандартных радиаторов отопления, просто трубами, закрученными в змеевик, сварными регистрами. Трубы использовать лучше полимерные — металлопластиковые или полипропиленовые. Подходят также трубы из гофрированной нержавейки, их проще укладывать, особенно в цилиндрических вертикальных биореакторах, но гофрированная поверхность провоцирует налипание осадка, что не очень хорошо для теплоотдачи.

Чтобы снизить возможность осаждения частиц на греющих элементах, их располагают в зоне мешалки. Только при этом надо все спроектировать так, чтобы мешалка не могла задеть трубы. Часто кажется, что лучше нагреватели расположить снизу, но практика показала, что из-за осадка на дне такой обогрев неэффективен. Так что более рационально располагать нагреватели на стенках метатэнка биогазовой установки.

Способы водяного обогрева

По способу расположения труб обогрев может быть наружным или внутренним. При внутреннем расположении обогрев эффективен, но ремонт и обслуживание нагревателей невозможны без останова и откачки системы. Потому подбору материалов и качеству выполнения соединений уделяют особое внимание.

Обогрев повышает производительность биогазовой установки и сокращает сроки переработки сырья

При наружном расположении обогревателей, требуется больше тепла (затраты на подогрев содержимого биогазовой установки намного выше), так как много тепла уходит на обогрев стенок. Зато система всегда доступна для ремонта, а прогрев более равномерный, так как греется среда от стенок. Еще один плюс такого решения — мешалки не могут повредить систему обогрева.

Чем утеплять

На дно котлована насыпается сначала выравнивающий слой песка, затем теплоизоляционный слой. Это может быть глина, перемешанная с соломой и керамзитом, шлаком. Все эти компоненты можно смешать, можно насыпать отдельными слоями. Их выравнивают в горизонт, устанавливают емкость биогазовой установки.

Бока биореактора можно утеплять современными материалами или классическими дедовскими методами. Из дедовских методов — обмазка глиной с соломой. Наносится в несколько слоев.

Для утепления биореакторов используют современные материалы

Из современных материалов можно использовать экструдированный пенополистирол высокой плотности, газобетонные блоки малой плотности, вспененный пенополиуретан. Наиболее технологичен в данном случае пенополиуретан (ППУ), но услуги по его нанесению недешевы. Зато получается бесшовная теплоизоляция, которая минимизирует затраты на обогрев. Есть еще один теплоизоляционный материал — вспененное стекло. В плитах он очень дорог, но его бой или крошка стоит совсем немного, а по характеристикам он почти идеален: не впитывает влагу, не боится замерзания, хорошо переносит статические нагрузки, имеет низкую теплопроводность.

Биогаз из навоза: технология производства, переработка

Многие фермерские хозяйства сталкиваются с проблемой утилизации навоза, требующей немалых затрат. Чтобы обернуть это в свою пользу, нужно использовать навоз для получения биогаза. Современные технологии позволят получить и использовать в качестве топлива биогаз из навоза.

Как из органики образуется биогаз

Биогаз не имеет цвета и запаха, это летучее вещество на 70 % состоит из метана. Если сравнивать его с природным газом, то качественные показатели биогаза очень близки.

Одним из главных преимуществ является хорошая теплотворная способность. Выделение тепла 1 куб. м биогаза равно количеству выделяемого тепла при сгорании 1,5 кг угля.

Благодаря анаэробным бактериям, которые способствуют разложению органического сырья, и получается биогаз. Этим сырьем могут быть отходы крупного рогатого скота, свиней, птиц, растений.

Самое высокое содержание метана в курином помете в сочетании с травой и листьями. На втором месте свиной навоз с органическими добавками, тройку замыкает куриный помет и бумажная масса.

Чтобы активировать процесс, создаются благоприятные условия для жизнедеятельности бактерий. Такие условия должны быть приближены к естественным, как в желудке животного, где нет кислорода и тепло.

Создав такие условия, можно превратить навозную массу в ценное удобрение и экологическое топливо.

Получить биогаз можно с помощью герметичного редактора, куда не будет поступать воздух. В таких условиях навозная масса будет бродить и разлагаться на метан, углекислый газ и другие газообразные вещества.

Биогаз из навоза можно получить с помощью герметичного редактора

Образовавшийся в результате газ поднимается к верху установки, после чего его выкачивают. Внизу остается органическое удобрение высокого качества со всеми ценными веществами, но без патогенных микроорганизмов.

Немаловажный фактор при получении биогаза – соблюдение определенного температурного режима. Активация бактерий, которые принимают участие в процессе, происходит при температуре не ниже +30° С.

В навозе имеются мезофильные и термофильные бактерии. Для жизнедеятельности мезофильных бактерий требуется температура от +30° до +40° С. Чтобы поддерживать размножение термофильных бактерий, температура должна быть от +50° до +60° С.

Состав смеси и тип установки являются главными определяющими времени переработки сырья. При использовании установки первого типа, процесс длится от 12 до 30 суток.

В данном случае вырабатывается 2 л биотоплива на 1 л полезной площади реактора. Второй тип установки более дорогостоящий, но при его использовании выработка конечного продукта происходит в течение 72 часов и превышает по количеству в 2 раза.

Хотя термофильные установки намного эффективнее, но для поддержания высокой температуры в реакторе потребуются большие расходы. Из-за этого, большая часть фермеров предпочитают мезофильную установку.

Плюсы и сфера применения биогаза

Биогаз из навоза является перспективным источником возобновляемой энергии. Просматривается экологическая, экономическая и энергетическая выгода.

В Российской Федерации биогазовые установки пока не нашли массового применения, в то время как европейские страны с каждым годом все больше развивают эту отрасль.

Выделяют главные преимущества:

• эффективная и экологическая сырьевая переработка;
• предотвращение эрозии почвы;
• получение на выходе полезных веществ, которые пригодятся в сельском хозяйстве;
• доступность сырья в сельской местности;
• беспрерывное пополнение сырьевой базы;
• получение дополнительного источника энергии.

На фермерских угодьях всегда остро стоит вопрос об утилизации отходов. Больше всего этот вопрос волнует у тех, кто имеет большое хозяйство.

Ни одна установка по утилизации мусора не может превзойти биогазовую. Такая установка не просто утилизирует мусор, но и использует его для получения чистого и высокоэффективного удобрения, производит биологическое топливо и энергию.

Наибольшей популярностью биогазовые установки пользуются среди жителей сельской местности. Также их можно использовать и в городе.

Работа устройства для получения биогаза

Основной принцип работы установки по производству биогаза – брожение. В результате полученный биогаз, используется, как и природный. К примеру, с его помощью можно обогреть помещение или выработать электроэнергию.

Таким газом можно заправить автомобиль, естественно, сначала его потребуется сжать.

Сам процесс выработки биогаза в биогазовой установке происходит в несколько этапов. На первом этапе загружается сырье. Для обеспечения максимальной эффективности, придерживаются определенной влажности сырья. Наилучший вариант – использование функции добавления воды.

После загрузки сырья в емкость, из расчета 1 к 8 к сырьевой базе добавляют воду и включают насос, с помощью которого все тщательно перемешивается и становится однородным.

Процесс выработки биогаза из навоза

Далее сырьевая масса, попадает в биореактор, при этом, продолжая перемешиваться. Перемешивание автоматически отключится после полной выгрузки сырья из емкости.

Однородная, смешанная с водой биомасса, попадает в биореактор через открывающийся технологический люк. Такой же герметичный люк имеется и в верхней части биореактора. На нем расположены приборы, отслеживающие уровень биомассы, измеряющие давление биогаза и осуществляющие его отбор.

Чтобы не случился разрыв емкости, специальный компресс автоматически может включаться или выключаться при повышении давления. Также компрессор способствует откачке газа из биореактора в газгольдер.

Биореактор также оснащен нагревательным элементом, который поддерживает нужную для брожения температуру.

Затем биомасса попадает во вторую часть биореактора, где проходит химическая реакция. Все процессы происходят с постоянным перемешиванием биомассы, что исключает возможность образования плавающей корки, которая препятствует выходу биогаза. После того как биомасса окончательно перебродила, она попадает в выгрузочный сектор, где отделяется жидкое удобрение и остатки газа.

Как достичь максимальной эффективности биогенератора

Чтобы добиться максимальной эффективности работы биогенератора, брожение органической смеси должно быть равномерным. Субстрат должен постоянно двигаться, так удастся получить максимум газа.

Благодаря мешалкам погружного или наклонного вида, которые оборудованы электроприводом, обеспечивается постоянное перемешивание биомассы. Эти мешалки расположены вверху или сбоку типового реактора.

В кустарных установках используется механическое устройство перемешивания по типу бытового миксера. Он может быть ручным или работать от электропривода.

Самое главное условие для эффективной добычи биогаза – соблюдение температурного режима. Обогрев может осуществляться:

• с помощью автоматизированных систем подогрева. Они используются в стационарных установках. Если температура в реакторе падает ниже заданной, система автоматически включается. При достижении нужной температуры система самостоятельно отключается;
• с помощью газовых котлов – осуществляется прямой нагрев с использованием электроотопительных приборов или встроенных нагревательных элементов.

Слой стекловаты может стать отличным каркасом для реактора. Для теплоизоляции также подойдут пенополистирол. Эти материалы помогут уменьшить потери тепла.

Биогазовая установка

Перед тем, как начать делать биогазовую установку, следует провести расчеты. Когда скота не много, то лучше отдать предпочтение самой простой установке. Ее не так уж сложно сделать собственными руками.

Для крупного сельскохозяйственного объекта подойдет промышленная автоматизированная биогазовая установка. Чтобы ее сделать, нужно привлечь специалистов для разработки проекта и монтажа установки.

На сегодняшний день существует много компаний, предлагающих готовый вариант биогазовой установки, или разработку индивидуального проекта. Некоторые в целях экономии объединяются, покупая одну установку на несколько хозяйств.

Перед постройкой даже небольшой биогазовой установки потребуется собрать документацию:

• технологическая схема;
• пройти пожарную и газовую инспекцию;
• разрешение от санэпидемстанции;
• план размещения оборудования и вентиляции.

При желании и возможностях, можно соорудить оборудование для производства биогаза самостоятельно. В качестве основы подойдет устройство, выпущенное промышленностью.

Строительство сооружения для добычи биогаза под землей

В домашних условиях можно соорудить простейшую установку для добычи биогаза, минимизируя при этом затраты. Самый подходящий вариант – подземная установка.

Строительство сооружения для добычи биогаза из навоза под землей

Для начала нужно вырыть яму, чтобы залить ее основание и стены применяют армированный керамзитобетон. Затем необходимо вывести входной и выходной проход с противоположных сторон камеры. Чтобы производить подачу биомассы и откачку отработанной массы, в проходы вставляются наклонные трубы.

Выходную наклонную трубу располагают практически у дна бункера. Для откачки отходов производится монтаж конца этой трубы в компенсирующую емкость. Эта емкость должна быть прямоугольной формы, а диаметр самой трубы 70 мм.

Труба диаметром 25-35 см, с помощью которой осуществляется подача субстрата, монтируется в 50 см от дна. Ее верхняя часть входит в отсек, где осуществляется прием сырья.

Не стоит забывать и о герметичности реактора. Во избежание попадания воздуха, производится битумная гидроизоляция.

Для изготовления верхней части бункера (газгольдера) используют металлические листы или кровельное железо. Обычно, газгольдер купольной или конусной формы.

В завершении, не будет лишним осуществить кирпичную кладку установки. Далее производится обивка стальной сеткой и штукатурка.

Верхушку газгольдера можно оборудовать герметичным люком. Затем вывести газоотводную трубу, которая проходит через гидрозатвор. Далее производится установка клапана, с помощью которого осуществляется сброс давления.

Дренажная система (принцип барботажа) устанавливается для перемешивания биомассы. Для ее оборудования потребуется закрепить пластиковые трубы в вертикальном положении. Верхний край этих труб должен находиться выше слоя субстрата. Затем в трубах нужно сделать много дырок.

Из-за давления газ будет опускаться и подниматься. Благодаря подъему газа вверх, пузырьками газа будет осуществляться перемешивание биомассы.

При нежелании самостоятельно делать бетонную конструкцию, можно приобрести готовую из поливинилхлорида. Далее необходимо позаботиться об обеспечении теплоизоляции установки. Самый подходящий для этих целей материал – пенополистирол.

Днище ямы (10 см) заливается армированным бетоном. При объеме реактора менее чем 3*3 м, допускается использование ПВХ резервуаров.

При желании, можно сделать и эффективно использовать устройство для производства биогаза из навоза. В сети можно найти подробные инструкции изготовления таких устройств. Также немалой популярностью пользуются видеоролики на видеохостингах.

Там наглядно показаны этапы производства биогаза из навоза.

Хотя на государственном уровне добыча газа из органического сырья пока не нашла широкого использования, все же, среди простых фермеров с каждым годом появляется все больше поклонников устройств для получения биогаза.

Возможно уже спустя несколько лет, производство биогаза выйдет на новый уровень и заинтересует большую аудиторию граждан. Благодаря переработке навоза в биогаз можно не только получать полезные удобрения и заправить автомобиль, но и построить выгодный бизнес, без вреда для экологии.

Нефтяные ресурсы не бесконечны, а значит, в будущем люди, так или иначе, обратят свое внимание на добычу биогаза и придут к тому, чтобы сделать такое производство массовым.

Деньги не пахнут: как сделать бизнес на фекалиях

• Кэти Хоуп
• Бизнес-корреспондент Би-би-си

16 ноября 2016

Автор фото, Thinkstock

Может, это не очень приятно обсуждать, но экскременты — это то, что все мы производим в огромном количестве. Можно ли извлечь прибыль из этого процесса?

В среднем человек производит от 135 до 180 литров отходов в день — это не только фекалии и моча, но и та вода, которую мы расходуем, когда пользуемся ванной, раковиной и стиральной машиной.

При этом утилизация человеческих отходов — дорогой и довольно трудоемкий бизнес. Но некоторые фирмы не стараются избавиться от человеческих экскрементов, а видят в них возможность извлечь выгоду.

Британская Northumbrian Water успела зарекомендовать себя как эксперта в «энергетике экскрементов» — использовании человеческих отходов для получения газа и электричества.

Эта водопроводная компания стала первой в Великобритании использовать все отходы — в том числе осадок, остающийся после обработки сточных вод — в качестве возобновляемого источника энергии.

По словам Ричарда Мюррея, главы отдела очистки сточных вод Northumbrian Water, переработка отходов мало кого волновала в 1990-х годах.

«Тогда мы просто хотели полностью избавиться от всех отбросов», — говорит он.

К новому взгляду на проблему их подтолкнула случайная встреча в 1996 году с представителями норвежской фирмы, которая занималась переработкой отходов для получения альтернативной энергии.

Как объясняет Мюррей, по сути речь шла о том, чтобы превратить «затраты на переработку остающихся отбросов в прибыль». «Это изменило наш взгляд на отходы», — признается он.

Автор фото, Northumbrian Water

Подпись к фото,

Строительство двух установок для анаэробного сбраживания стоило Northumbrian Water около 70 млн фунтов (87 млн долларов)

Теперь Northumbrian Water использует метод анаэробного сбраживания — это процесс получения биогаза (метана и углекислого газа из бактерий), переваривающих отходы. Биогаз затем используется для производства электричества.

Счета компании за электричество, ранее составлявшие около 40 млн фунтов (50 млн долларов) в год, сократились на 20%, благодаря использованию двух установок для получения биогаза.

Таким образом, по словам Мюррея, в общей сложности компания экономит до 15 млн фунтов (18 млн долларов) в год.

Конкурирующие с Northumbrian Water британские водопроводные компании, такие как Severn Trent и Wessex Water, также занимаются переработкой отходов.

Кроме того, производство биогаза очень популярно в таких странах как Китай, Швеция и Германия.

«Глубоко культурный характер»

В глобальной перспективе такие проекты имеют огромный потенциал.

По подсчетам ООН, если бы все отходы жизнедеятельности людей в мире перерабатывались для извлечения биогаза, потенциальная ценность полученной энергии составила бы 9,5 млрд долларов.

Этого было бы достаточно, чтобы обеспечить электричеством 138 млн домов — или Индонезию, Бразилию и Эфиопию вместе взятые.

Несмотря на очевидные финансовые и экологические преимущества этого процесса, их может быть недостаточно, чтобы преодолеть общественное предубеждение против использования человеческих отходов.

Сара Джюитт, доцент на кафедре географии в университете Ноттингема, изучила различные точки зрения на вопрос переработки остатков жизнедеятельности человека по всему миру.

Автор фото, Janicki Bioenergy

Подпись к фото,

Вода, полученная через аппарат для переработки отходов жизнедеятельности человека в Дакаре, оказалась «очень вкусной»

«Барьеры в этом вопросе носят глубоко культурный характер. Экскременты — это неприятно в любом обществе, и существуют устоявшиеся мнения о том, что допустимо, а что нет», — объясняет она.

Кроме того, она отмечает, что жители Великобритании редко задумываются о том, какую угрозу для здоровья человека могут представлять его собственные отходы.

Но дела обстоят сильно иначе в развивающихся странах, где антисанитария становится причиной смерти 700 тысяч детей ежегодно.

Именно желание изменить эту ситуацию легло в основу создания аппарата под названием Janicki Omni Processor.

Этот аппарат, созданный американской инженерной компанией Janicki Bioenergy, перерабатывает сточные отходы в питьевую воду и электричество, создавая в качестве побочного продукта золу.

Экспериментальный проект фирмы был запущен в Дакаре, столице Сенегала, где таким образом перерабатываются отходы жизнедеятельности множества жителей — от 50 до 100 тысяч человек.

По словам Билла Гейтса, финансировавшего проект через свой фонд, полученная в результате вода оказалось «очень вкусной».

«Что-то новое»

Несмотря на очевидные опасения людей пить полученную таким образом воду, представители Janicki Bioenergy утверждают, что их местным работникам «не терпелось попробовать», что получилось.

«Они совершенно добровольно пили такую воду, и это стало очень популярным занятием», — заявили в компании.

По словам Сары ван Тассел, президента Janicki Bioenergy, работники компании «в процессе тестирования аппарата учатся чему-то новому каждый месяц». Они занимаются поиском запчастей, техническим обслуживанием и учатся, как справляться с песчаными бурями.

Благодаря полученному в ходе этого эксперимента опыту, компания сможет отправить первый коммерческий аппарат на запад Африки уже в следующем году.

В планах Janicki Bioenergy — разместить несколько аппаратов в разных точках мира. По подсчетам компании, каждый из них сможет перерабатывать отходы жизнедеятельности примерно 200 тысяч человек, что, в свою очередь, обеспечит водой 35 тысяч нуждающихся.

Автор фото, PA

Подпись к фото,

Такой биоавтобус может проехать 60 километров на топливе, полученном из переработанных отходов годовой жизнедеятельности одного пассажира

Но экспериментальные проекты не всегда идут по плану.

Инициатором проекта была компания GENeco, занимающаяся возобновляемыми источниками энергии совместно с водопроводными службами Уэльса.

Целью проекта было продемонстрировать, как биометан, получаемый в процессе переработки человеческих и пищевых отходов, можно использовать в качестве экологически чистой и неисчерпаемой альтернативы традиционным источникам энергии.

Несмотря на то, что запуск автобуса был положительно воспринят пассажирами и экологическими организациями, занимающаяся его обслуживанием транспортная компания заявила, что правительство отклонило расширение проекта.

Биогаз, получаемый службами очистки сточных вод Бристоля, теперь внедряется в национальную газовую сеть.

Автор фото, Heather Lowers

Подпись к фото,

Так выглядят драгоценные элементы, обнаруженные в отходах жизнедеятекльности

В любом случае, не стоит забывать и про возможность извлекать из экскрементов полезные ископаемые.

В прошлом году отчаянные ученые из США обнаружили в отходах американских очистных сооружений золото — в таких объемах, что, по стандартам горнодобывающей промышленности, этого было бы достаточно для начала разработки месторождения.

Помимо золота ученые обнаружили в человеческих отходах серебро, а также такие редкие элементы как палладий и ванадий.

Что ж, не стоит недооценивать силу экскрементов.

Как сделать биогазовую установку своими руками: назначение, принцип работы, изготовление

В условиях кризиса каждый владелец дома стремится к минимуму свести свои затраты на обогрев. Для этого используются альтернативные источники энергии. Одним из новых является получение биогаза, для производства которого используется обычный навоз. Биогазовая установка позволяет получать его, не прилагая особых усилий.

Установки для производства биогаза можно приобрести в специализированных фирмах. Однако если у вас возникнет желание, то вы можете создать ее своими силами. Использование такого оборудования позволит сэкономить на энергоносителях, стоимость которых год от года только возрастает. Когда у вас появится такая установка, то вы сможете получать и использовать в своих целях дешевую энергию, которая может применяться, в частности, для отопления вашего дома.

Кому нужны установки?

Это оборудование используется для получения из биологического сырья горючих газов. Нужны они повсеместно, где для выработки тепловой и электрической энергии используется такой вид топлива. Прежде всего, потребность в них есть в хозяйствах, где имеется большое количество биоотходов. Использование подобных установок позволяет сделать производство безотходным, а кроме этого значительно увеличить его рентабельность.

В этом случае исключаются затраты на покупку тепловой и электрической энергии. Используя оборудование для получения биогаза, животноводческие предприятия могут утилизировать отходы и получать электрическую энергию. Тепловая энергия, получаемая за счет биогаза, может использоваться для обогрева помещений — не только жилых, но и подсобных. Также этот вид топлива может применяться для выработки электроэнергии.

Выгодное использование

Используя биогазовую установку, можно получать электроэнергию, излишки которой можно продавать по рыночной стоимости, тем самым, превращая навоз в прибыль. Особенно выгодно использовать такое оборудование фермерам, которые содержат крупное хозяйство. Они могут приобрести готовую станцию, которая при работе будет вырабатывать биогаз. Однако стоимость такого оборудования, которое произведено на заводах, достаточно высокая. Но платя большие деньги, вы получаете надежную станцию, которая при соблюдении условий эксплуатации будет служить продолжительное время.

Если же вы не хотите тратить большие деньги на приобретение заводской станции, то можете потратить свое время и силы и построить такую установку своими руками. Для ее создания необходимы подручные материалы, что обеспечивает приемлемую стоимость оборудования станции, созданной своими силами. Работа самодельной установки ничем не будет отличаться от оборудования, которое изготовлено на заводе. Плюсом самостоятельного создания установки является еще и то, что при работах не придется тратиться на специальный инструмент. Можно вполне обойтись обычным, который есть у любого мастера.

Принцип образования биогаза

Тем, кто решил создать установку для производства биогаза, необходимо знать о технологии возникновения этого источника энергии. Процесс переработки биологических масс происходит в специальной емкости. Активное участие в нем принимают анаэробные бактерии.

Чтобы был запущен процесс производства биогаза, необходимо создать в нем определенные условия. Самое главное – в нем должен отсутствовать воздух. В этом случае возникает процесс брожения биомассы. Его продолжительность во многом зависит от количества сырья, которое используется для производства этого топлива.

Во время процесса брожения образуется газовая смесь. В её составе входят:

• метан – 60%;
• кислый газ – 35%.

На остальные компоненты газообразного вида, присутствующие в составе смеси, приходится 5%.

Именно так происходит образование газа, который потом отводится из реактора, подвергается процессу очистки. По ее завершении он может использоваться по назначению.

Особенности обслуживания

Отходы, подвергнутые такой переработке, потом могут использоваться в качестве хороших удобрений. Занимаясь производством биогаза, их необходимо периодически удалять из биореактора. Закладывать переработанное сырье можно на поля с овощными культурами. Создать биогазовую установку своими руками можно без особых проблем, если вы являетесь фермером или имеете доступ к предприятиям животноводства. Выгодным производство биогаза будет лишь в том случае, если у вас имеется источник поставки навоза или других отходов животноводческих предприятий.

Создание биореактора

Правильное создание биореактора возможно лишь в том случае, если вы знаете, из каких частей он состоит.

Устройство биореактора

За основу берут самую простую его конструкцию. Ею не предусмотрено наличие таких составляющих, как:

• подогрев;
• устройство для перемешивания биомассы.

В составе конструкции присутствует реактор, который известен еще и как метантенк. Благодаря ему происходит переработка навоза. Кроме этого, в составе биореактора присутствует бункер. Его посредством происходит загрузка органических отходов в реактор. Чтобы было удобно добавлять навоз, следует обустроить в конструкции этого оборудования входной люк. Также не помешает устройство гидрозатвора. А чтобы была возможность для выгрузки отработанного сырья, необходимо добавить в конструкцию трубу. Она также будет использоваться для отвода биогаза из установки.

Основные работы

Изготовить своими руками такую конструкцию довольно просто. Прежде чем заниматься работами, необходимо подобрать место на участке, где вы будете заниматься созданием биореактора. Там будет изготавливаться армированная емкость, основой для размещения которой будет выступать бетонная поверхность.

Сосуд, который будет создан впоследствии, и будет выступать в роли биореактора. В основании установки необходимо предусмотреть отверстия, через которые будет удаляться сырье, прошедшее процесс обработки. Отверстие должно быть сделано таким, чтобы иметь возможность для его плотного закрытия. Необходимость в этом связана с тем, что эффективность работы биореактора по переработке навоза обеспечивается только в условиях абсолютной герметичности.

Для того чтобы правильно рассчитать габариты бетонного цеха, необходимо учитывать количество одновременно используемых для переработки органических отходов. Для этого нужно еще до начала работы узнать, какое количество сырья на фермерском хозяйстве или в частном подворье будет появляться каждый день. Однако не стоит экономить на резервуаре, поскольку для полноценной работы биореактора необходимо, чтобы емкость была заполнена на две трети от имеющегося объема.

Для изготовления биореактора самый простой вариант — использование обычной бочки. В этом случае установка будет работать по следующему принципу:

Когда в резервуар биореактора, который находится на глубине в земле, попадают органические отходы, начинается процесс брожения. Это приводит к выделению биогаза.

Особенности изготовления емкостей

Биогазовые установки можно сделать небольшого объема для переработки органических отходов в незначительном количестве. Отличным вариантом будет использование не резервуара из железобетона, а стальной емкости, в качестве которой может выступать бочка.

Если вы решили использовать именно такой вариант, то при выборе металлического изделия необходимо учесть следующие моменты.

Прежде всего, внимание следует обратить на сварные швы. Они должны быть прочными и обеспечивать герметичность изделий. Если вы выбрали для создания биореактора бочку небольшой емкости, то не стоит рассчитывать на то, что в процессе ее работы количество полученного газа будет большим. Выход энергии будет во многом зависеть от массы одновременно перерабатываемых в реакторе органических отходов. Таким образом, для того чтобы получить 100 куб. м. биогаза, необходимо подвергнуть переработке навоз в количестве 1т.

Система подогрева в биогазовой установке своими руками

Изготовленная своими руками биогазовая установка будет наиболее эффективной в деле производства биогаза, если вы оборудуете ее подогревом. Это позволит ускорить процесс брожения биомассы. Если оборудование используется в южных районах, то необходимости в подогреве нет. Активацию процессов брожения обеспечивает температура наружного воздуха.

Однако если вы проживаете в районе с холодным климатом, тогда в зимнее время использование подогрева позволит вырабатывать достаточно большое количество газа. Следует знать о том, что при температуре брожения от 38 градусов Цельсия начинается этот процесс. Поэтому необходимо обеспечить, чтобы температура в бункере была не ниже этой отметки. В этом случае в биореакторе будет происходить процесс производства биогаза.

Способы оборудования установки подогревом

Установить подогрев в биореакторе можно несколькими методами.

• Один из них предполагает подключение станции к системе отопления. Осуществляют это по типу змеевика. Его монтаж должен производиться под реактором.
• Другой способ предусматривает установку электрического нагревательного элемента в основание резервуара.
• Еще один метод организации подогрева предполагает применение электрических отопительных систем для нагрева резервуара.

Если для организации подогрева вы будете использовать автоматизированные системы, то включение устройства будет происходить без вашей помощи при поступлении в реактор холодной биомассы. Когда сырье прогреется до установленной температуры, то система нагрева отключится.

Чтобы качественно изготовить биогазовую установку своими руками, необходимо еще до начала работы подготовить чертежи, на которые необходимо ориентироваться при проведении работ. Элементы подогрева могут быть смонтированы в водогрейных котлах, поэтому необходимо позаботиться о приобретении необходимого газового оборудования.

Для того чтобы повысить количество вырабатываемого биогаза, можно кроме подогрева оснастить свою установку еще и устройством для перемешивания биомассы. Для этого придется потратить некоторое время и создать устройство, которое будет работать так же, как и обычный бытовой миксер. При помощи вала он будет приводиться в движение. Последний должен быть выведен сквозь отверстия в крышке.

Устройство системы вывода

Когда вы строите самостоятельно биогазовую установку, то не обойтись без создания системы отвода биогаза. Для этого необходимо в конструкции оборудования встроить специальное отверстие. Лучше всего сделать его в верхней части крышки. Последняя должна хорошо закрывать резервуар. Чтобы не произошло смешивания произведенного биогаза с воздухом, необходимо отводить готовый газ через гидрозатвор.

Заключение

Если вы владелец фермерского хозяйства, то у вас постоянно возникает большое количество органических отходов. Многие используют их в качестве удобрения на полях. Однако их можно применять с большей пользой для себя. Навоз можно использовать для производства тепловой и электроэнергии. Для этого необходимо установить биогазовую установку. Она перерабатывает навоз и производит биогаз. В специализированных компаниях можно приобрести её без особых проблем. Однако стоимость таких станций довольно высокая. Чтобы снизить свои расходы, можно устроить её своими руками.

Перерабатывая с её помощью навоз и другие органические отходы, вы можете получать топливо, которое можно использовать для обогрева своего жилища, а также помещений, где содержатся животные. Это позволит свести затраты на их содержание к минимуму и сделать производство более рентабельным.

Как сделать биогаз за 5 простых шагов

Многие люди пытались сделать биогаз своими руками и впали в отчаяние после того, как не смогли произвести горючий газ. С моей первой записью в блоге я хотел бы начать с самого начала. В этой статье не рассматриваются выходы газа или то, для чего можно использовать биогаз, это базовое введение в пять необходимых условий для создания легковоспламеняющегося биогаза в первую очередь и, надеюсь, побуждает тех, кто раньше не смог, попробовать еще раз.

Я могу гарантировать читателю, что биогаз у меня в жизни работает, и работает отлично.Древние ассирийцы использовали биогаз для обогрева своих ванн в 3000 году до нашей эры, знаменитые газовые лампы викторианской Англии заправлялись биогазом, Швеция использует биогаз во всех своих городских автобусах, а сегодня в Китае биогаз используют около 50 миллионов домашних хозяйств. Нет никаких технических причин, по которым каждый дом в мире уже не использует биогаз для приготовления пищи и немного электричества. Провал любого большого или малого биогазового проекта является результатом нарушения одного или нескольких из этих пяти легко запоминающихся шагов.

Микроскопические организмы, производящие биогаз, известные как архей , являются одними из самых старых форм жизни на Земле. Они появились на планете раньше, чем кислородная атмосфера планеты — а тем более дышащая кислородом и поглощающая CO ₂ растительная жизнь — на 3,5 миллиарда лет. Это миллиард с буквой «B». Археи — не бактерии, они генетически ближе к человеку и другим животным (эукариотам) и образуют собственное царство животных. Когда около 500 миллионов лет назад атмосфера Земли стала преимущественно кислородной, археи оказались изолированными в немногих оставшихся безвоздушных местах, таких как застойные болота, глубокие океаны, пещеры и горячие источники и, конечно же, в желудках позвоночных.Чтобы создать биогаз, мы должны воссоздать условия, в которых Archaea процветает в природе.

5 шагов к созданию домашнего биогаза

В следующей таблице описаны пять этапов создания легковоспламеняющегося биогаза, и я более подробно остановлюсь на каждом из них. Биогаз воспроизводится в специальном герметичном резервуаре, который называется анаэробным варочным котлом. Конструкция анаэробного варочного котла определяет первые три этапа.

Шаг 1. Герметичная среда.Мешочек Ziploc можно использовать для анаэробного варочного котла. Сложность возникает из-за попытки добавить свежий материал, не допуская попадания кислорода в систему. Наиболее распространенным методом создания варочного котла с непрерывным потоком является форма «чайник» или «P-ловушка». Большинство биогазовых реакторов представляют собой вариации этой формы чайника.

Шаг 2. Археи любят воду. При загрузке варочного котла следует учитывать содержание воды в загружаемом в него материале. Кочан салата, например, кажется нам очень твердым, но на 98% состоит из воды.Сушеный рис состоит всего на 14% из воды. Независимо от размера варочного котла, «правило 40-50-10» — это простое практическое правило, которому нужно следовать, чтобы получить правильный объем: на сорок процентов материала, заполните остальную часть варочного котла водой, за исключением 10% свободного пространства.

Шаг 3. Хорошая аналогия, о которой можно подумать относительно температуры и анаэробного пищеварения, — это ваша температура, как педаль газа в вашей машине. Чем больше вы наступаете на нее, тем быстрее ваш варочный котел превращает отходы в газ.Однако, как и нажатие на педаль газа, есть и последствия. Чем теплее ваш варочный котел, тем более хрупкими становятся археи, разлагающие ваши отходы, и подвержены неожиданным сбоям.

Температуру можно контролировать несколькими способами. В Китае варочные котлы обычно закапывают под землей и строят намного больше, чем нужно. Таким образом, они могут быть перегружены в зимние месяцы для поддержания стабильной добычи газа. В других конструкциях используются теплицы или навесы над ними.Более продвинутые системы включают в себя какой-то теплообменник, который можно обогревать с помощью солнечных коллекторов. Независимо от вашей конструкции, избегайте использования биогаза или любого другого топлива для нагрева варочного котла. Убедитесь, что энергия, которую вы используете, — это лишняя энергия, которая тратится впустую.

Шаг 4. Нейтральный pH — важный параметр в анаэробном сбраживании, так же как и в аэробном компостировании. Если pH измеряется на входе, он будет немного ниже нейтрального — обычно около 5.5 — поскольку свежий материал превращается в кислоты. PH будет нейтрализован, поскольку эти кислоты превращаются в газообразный метан. К тому времени, как жидкое биоудобрение выйдет из варочного котла, оно должно быть 7. Если pH биоудобрения ниже этого значения, это означает, что варочный котел был переполнен и может «закиснуть» или перестать работать. из-за низкого pH. Если pH на входе опускается ниже 5,5, необходимо добавить немного древесной золы или извести для буферизации варочного котла. Закисший варочный котел не имеет пузырьков и вместо газа втягивает в себя воздух.Верхняя часть будет плотно прижата к поверхности жидкости, и если используется воздушный шлюз пивоваренного завода, вода из воздушного шлюза будет всасываться в варочный котел. Перезапуск закисшего варочного котла занимает много времени, и в большинстве случаев проще выгрузить его и начать заново.

Шаг 5. Производство биогаза лучше всего при таком же соотношении C: N 25: 1, что и при аэробном компостировании. Причина, по которой навоз крупного рогатого скота является самым распространенным сырьем для биогаза, заключается в том, что навоз крупного рогатого скота, естественно, имеет идеальное соотношение углерода и азота 25: 1.Навоз крупного рогатого скота — отличное сырье для экспериментов с биогазом. Остальные отходы необходимо объединять в компостную кучу.

После этих пяти шагов важно знать, что в течение первых 48 часов для небольшого варочного котла или до пары недель для более крупной системы варочный котел будет производить только диоксид углерода (CO ₂ ). Углекислый газ, конечно, используется в огнетушителях. Когда вы поднесете к газу спичку для проверки на воспламеняемость, она будет задуть со слышимым «шипением» и струйкой черного дыма.Когда начнет поступать биогаз, шипение и черный дым исчезнут, и вы почувствуете отчетливый запах «тухлых яиц» сероводорода (H ₂ S). Этот запах является сигналом к ​​улавливанию вашего газа, так как он либо воспламеняется, либо скоро станет горючим. Эта «Фаза CO ₂ » заставила многих людей отказаться от проектов «сделай сам», которые могли бы оказаться легковоспламеняющимися, если бы они подождали немного дольше.

Ресурсы

Для получения дополнительной информации, потрясающий вводный текст по теме биогаза — это A Chinese Biogas Manual , доступный на Amazon и других розничных продавцах.Это руководство представляет собой английскую версию того же буклета, который раздавали китайским сельским жителям, которые строили у себя дома и в деревне биогазовые установки. Наша компания Hestia Home Biogas предлагает научный комплект по биогазу, который включает в себя все необходимое для производства небольшого, но полезного количества горючего биогаза для демонстраций в классе. Подобно тому, как домашний пивовар варит пиво или вино, чтобы добиться нужного вкуса, лучший способ научиться делать биогаз — это практика. Награды перевесят трудности, когда вы впервые зажжете голубое пламя биогаза.С помощью этой волшебной формулы вы можете создавать чистые возобновляемые источники энергии, где бы вы ни находились.

---

Все блоггеры сообщества MOTHER EARTH NEWS согласились следовать нашим Правилам ведения блогов и несут ответственность за точность своих сообщений. Чтобы узнать больше об авторе этого сообщения, нажмите на его авторскую ссылку вверху страницы.

---

Первоначально опубликовано: 14.10.2014 10:49:00

Как сделать домашний биогазовый котел (возможно) — зернистость

1/3

Экологи обращаются к биогазу как к средству, чтобы помочь фермерам остановить сток рек и производить электроэнергию и удобрения экологически чистыми способами.

iStockphoto.com/Bob Ingelhart

2/3

Планы установки для биогаза: кислотная фаза рассчитана на три дня, а метановая фаза — на девять дней — около 7,5 галлонов в день. (Стрелки показывают путь отходов.)

Нейт Скоу

3/3

Блоки перегородки и крышки крепятся отдельно. Крышка настроена на снятие для будущих регулировок.

Нейт Скоу

❮ ❯

Получение метана из отходов и компоста не новость.Рабочие в удаленных местах и ​​на фермах по всему миру уже много лет используют биогаз с разной степенью успеха. Добываемого природного газа может хватить на топливо для приготовления пищи, тепло, горячую воду и даже газ для специально модифицированных транспортных средств. Если вы сами можете сделать домашний биогазовый реактор, вы, возможно, будете держать мир за хвост.

Экологи обращаются к биогазу как к средству помощи фермерам в остановке стока рек и в экологически чистом производстве электроэнергии и удобрений.Но хотя ролики на YouTube изобилуют видеороликами об успехах в биогазе, лишь немногие из них происходят из Соединенных Штатов.

Производство биогаза — сложный бизнес, зависящий от поддержания жизнеспособности темпераментных микроорганизмов и идеального баланса для поддержания потока газа. Кроме того, нормы США по хранению и очистке газа строже для таких мер. Для многих американцев этот процесс просто недостаточно рентабелен, чтобы окупить его.

Но для любителей в душе биогаз может стать хорошей проблемой, — говорит Боб Кросби, консультант по исследованиям и управлению энергопотреблением из Уиллоу, Аляска.

«Это практичная вещь для людей, у которых может быть пара животных или которые хотят сделать это из любви к ним», — говорит он. «Чтобы создать работающую систему, действительно требуется определенная самоотдача».

В домашнем биогазовом реакторе анаэробные бактерии (бактерии, которые процветают в бескислородной среде) разлагают органические вещества на метан, углекислый газ и ил. На первом этапе ацидогены (бактерии, продуцирующие кислоту) расщепляют сырые отходы на простые жирные кислоты. На втором этапе метаногены (метанопродуцирующие бактерии) потребляют кислоты и производят биогаз в качестве побочного продукта.Ацидогены — более выносливые существа, чем метаногены, поэтому производство биогаза никогда не бывает гарантированным. Уловка заключается в том, что два организма должны находиться в равновесии, иначе баланс pH системы убьет животных.

Кросби — один из немногих энтузиастов биогаза, которые тратят свое время на совершенствование конструкции реакторов и обсуждение усовершенствований в Интернете. Он считает, что потенциальные конструкторы домашних биогазовых варочных котлов должны построить крошечную модель кувшина в галлонах, прежде чем выкладываться на полную с мелкой или крупной варочной установкой.

«Это может быть сложнее, чем вы думаете», — говорит он.

Большинство ветеранов биогазовых реакторов, включая Кросби, скажут, что нет никаких гарантий в отношении конструкции биогазовых реакторов. Температурные переменные и здоровье микроорганизмов — два врага для операторов варочного котла.

«Это очень хрупкие, привередливые маленькие жуки», — говорит Кросби.

Но для тех, кто не может устоять перед вызовом, Кросби делится с Grit основами проекта небольшого домашнего биогазового реактора, предназначенного для промывки семьи из шести человек.Информацию об этих планах и живое обсуждение строительства биогаза ищите на сайте www.Biorealis.com.

Домашний биогазовый реактор можно использовать для переработки кухонных отходов, навоза или человеческих отходов (если это разрешено местными санитарными правилами). Они могут быть спроектированы либо как ведро с ручной загрузкой во дворе, либо как часть интегрированной системы удаления отходов, подключенной к ферме или домашней канализационной системе.

Уловка с запуском любого варочного котла заключается в том, что системе необходимо уделять особое внимание вначале и постоянно уделять внимание всему.Материал следует измельчить до суспензии и подать в варочный котел при температуре, близкой к 95 градусам по Фаренгейту, насколько это возможно.

Произведенный газ можно использовать как непосредственно для приготовления топлива, так и для нагрева воды. Газ можно хранить несколькими способами, включая газовые баллоны низкого давления (например, шину грузовика или камеру) и жесткие резервуары. Однако помните, что вы имеете дело с легковоспламеняющимся продуктом. Самая безопасная ставка — как можно скорее сжечь газ, а не хранить его долгое время.

Кросби построил несколько биогазовых реакторов, хотя он работает над новым прототипом для будущей книги.В своей новой модели он надеется поддерживать более постоянную температуру и ускорить время, в течение которого микроорганизмы начинают производить биогаз, что может занять больше месяца.

Кросби предлагает эти инструкции в рамках концепции открытого авторского права, что означает, что другие могут свободно использовать и изменять его дизайн, но он предлагает дизайн без каких-либо гарантий.

Репортер и редактор Крейг Айдлбрук уделяет внимание вопросам устойчивости и воспитания детей. Он живет в Сомервилле, штат Массачусетс, и с ним можно связаться по электронной почте craigidlebrook2 @ yahoo.com.

---

Перечень материалов для домашнего биогазового котла

Резервуар из полиуретана высокой плотности (HDPE) (для этих планов резервуар на 90 галлонов с открытым верхом, 24 дюйма на 48 дюймов)
Трубка HDPE диаметром 76 дюймов ¾ дюйма
1 24 дюйма на 24-дюймовый лист ¼ -дюймовый HDPE
-дюймовый гибкий шланг
2-дюймовая труба из ПВХ
3 2-дюймовые переборочные фитинги
1 ¾-дюймовый переходной фитинг с наружной трубной резьбой и зазубриной для шланга
Саморез из нержавеющей стали 20 ¾ дюйма стальные винты
Силиконовый колпачок
1 Лист размером 24 дюйма на 24 дюйма из полиэтилена высокой плотности размером 3–8 дюймов (или больше, чтобы соответствовать фланцу на вашем резервуаре)
1 4-дюймовая заглушка из АБС-пластика
1 4 на 4- санитарный тройник из АБС на 2 дюйма
1 4-дюймовая муфта из ПВХ
4 фута 4-дюймовая сотовая сердцевина из АБС трубы, обрезанная по размеру
Тепловая лента
Алюминиевая лента
Reflectix 1-дюймовая жесткая отражающая изоляция
Резина для прокладки
20 нейлоновые винты и гайки с шестигранной головкой
Специальный инструмент Crosby Используется: аппарат для сварки пластмасс, небольшой воздушный компрессор, сварочный стержень из полиэтилена высокой плотности.

Шаг 1 : Перед покупкой резервуара из полиуретана высокой плотности (HDPE) рассчитайте, насколько большим должен быть ваш резервуар, с помощью калькулятора резервуаров Crosby (доступно на www.Biorealis.com/wwwroot/digester_revised.html). Для этих инструкций Кросби использовал 90-галлонный бак из полиэтилена высокой плотности с открытым верхом, который имел 24 дюйма в диаметре и 48 дюймов в высоту.

Шаг 2 : Внутрь резервуара вставьте ¾-дюймовую трубку из полиэтилена высокой плотности, согнутую в обруч. Приварите трубку к резервуару на расстоянии 12 дюймов от дна, чтобы она действовала как блокировка для перегородки, разделяющей две области резервуара.

Шаг 3 : Соберите перегородку. Вырежьте диск из ¼-дюймового полиэтилена высокой плотности, чтобы он поместился внутри бака. После того, как диск отрезан, прорежьте три отверстия для различных трубок. Вам понадобятся отверстия для установки-дюймового пластикового вентиляционного отверстия гибкого шланга, 2-дюймовой перекачивающей трубы из ПВХ в центре и 2-дюймовой впускной трубы для сточных вод.

Шаг 4 : Прикрепите фитинги перегородки к перегородке, перегородки ¾ дюйма для гибкой трубы и 2-дюймовые перегородки для труб из ПВХ. Затем прикрепите шланги к насадкам.Приклейте соответствующие шланги к соответствующим переборкам. Установите только трубу из ПВХ; не клеить. Дайте высохнуть.

Шаг 5 : Когда перегородка готова к установке, прикрепите ее к блокирующей трубе самонарезающими винтами из нержавеющей стали. Закройте винты силиконовым герметиком.

Шаг 6 : Вырежьте крышку резервуара варочного котла из 3-8-дюймового листа HDPE, чтобы она подошла к внутреннему фланцу открытого верха резервуара HDPE. (Фактический диаметр вашей крышки будет зависеть от того, какую конструкцию резервуара вы используете.Вырежьте отверстия в крышке бака, чтобы они подходили к теплообменнику, который скоро будет собираться, трубке отвода биогаза, трубке рециркуляции биогаза и вентиляционному отверстию для газа.

Шаг 7 : Приклейте соответствующие фитинги к нижней стороне крышки резервуара. Перед сборкой теплообменника заделайте нижнюю часть отверстия вокруг теплообменника.

Шаг 8 : Сделайте простой теплообменник из 4-дюймовой трубы из АБС-пластика с 2-дюймовой трубкой из ПВХ, установленной внутри. В верхней части теплообменника должна быть 2-дюймовая перегородка из ПВХ, вставленная в просверленное отверстие в центре 4-дюймовой крышки из АБС-пластика.Присоедините теплообменник к соответствующему отверстию. Присоединить к муфте из ПВХ. Затем подсоедините муфту к трубе из АБС-пластика с ячеистым сердечником.

Шаг 9 : Оберните варочный котел тепловой лентой. Прикрепите тепловую ленту алюминиевой лентой.

Шаг 10 : Оберните варочный котел двумя слоями жесткой светоотражающей изоляции Reflectix 1 дюйм, согнутой вокруг резервуара и закрепленной ремнями.

Шаг 11 : Установите крышку так, чтобы она была плотно закрыта и легко снималась. Крышка должна быть закрыта прокладками и прикручена к фланцу бака.Накройте 2 дюйма изоляцией из жесткого пенопласта, плотно обрезанной вокруг труб для плотного прилегания.

После того, как вы построите основной биогазовый реактор, вам нужно будет подумать о том, как его можно подключить к системе. Для многих вход будет размещен вручную, а выхода может хватить, чтобы зажечь газовую плиту-барбекю. Другие могут направить отходы прямо на свою кухню или добавить их в свою систему горячего водоснабжения. Хотя это может создать целый ряд новых проблем при проектировании, наличие бесплатного газа — это забавная проблема.

Опубликовано 7 октября 2011 г.

СТАТЬИ ПО ТЕМЕ

Узнайте, как затачивать ножи с зазубринами и без зубцов, какими инструментами их затачивать, а также о технике, используемой для получения самых тонких кромок.

ОСНОВНАЯ ИСТОРИЯ Оставшиеся рецепты Станьте лучшим другом повара Оставшийся ростбиф — это быстрое и простое решение: сытный и полезный рецепт обертывания из ростбифа с грибами, когда у вас мало времени или вы просто не хотите готовить.

Из этой статьи о домашнем вялении мяса вы узнаете, как приготовить летнюю колбасу, палочки для закусок, домашнюю салями и даже высокотемпературный сыр.

Сделайте свой собственный биогазовый реактор

Когда мы опубликовали сообщение о строительстве нескольких заводов по производству «зеленого газа» в Великобритании, было легко увлечься красивыми макетами высокотехнологичных биогазовых установок.

Помещение биогазового реактора

В конечном счете, однако, технология, лежащая в основе анаэробных биогазовых реакторов, чертовски проста.

По крайней мере, это то, во что нас хотят убедить разработчики этого увлекательного учебника Solar CITIES по созданию собственного биогазового реактора. Указывая на то, что это, по сути, всего лишь искусственный желудок, в руководстве предлагается представить биогазовый реактор как младенца или, возможно, огнедышащего дракона:

Пища входит, а твердые и жидкие отходы выходят.Как и горючий газ. (Я не уверен, что захочу зажечь пердуны своего ребенка, но я понимаю их аналогию.)

Создайте собственный биогазовый реактор

Как и руководство The Urban Farming Guys по биогазу своими руками, специалисты Solar CITIES используют промежуточные контейнеры для массовых грузов (IBC), которые часто можно найти на многих предприятиях пищевой промышленности и других промышленных предприятиях. По сути, им просто нужно измерить и отрезать три разные трубы — одну для подачи, одну для выхода газа и одну для вытесненных жидких удобрений — вставить их в резервуар в соответствующих местах через универсальное уплотнение, а затем подключить их и начать катиться.

Да, это сокращенная версия того, как это делается. Но все видео занимает восемь минут, так что вы сами можете убедиться, насколько просто это выглядит. Между прочим, Solar CITIES (или, возможно, Solar C3ities — оба варианта написания используются на их веб-сайтах) — это международная некоммерческая организация, занимающаяся созданием «виртуального пространства для взлома с открытым исходным кодом для изобретателей и практиков в области биогаза». Что кажется стоящей целью. Теперь мне просто нужно убедить жену залить в подвал большую цистерну ила и газа…

Как всегда, большое спасибо журналу Permaculture Magazine, где я нашел этот драгоценный камень.

Сделать биогаз просто — Научно-исследовательский институт пермакультуры

Метан — это универсальный экологически чистый газ, который можно использовать для выполнения повседневных задач, таких как нагрев воды и приготовление пищи, с удивительной простотой.

К сожалению, изготовление и использование в домашних условиях может показаться беспорядочным, но ниже у нас есть простая инструкция по изготовлению биогазового реактора своими руками.

У всех пасущихся животных есть бактерии, которые необходимы для образования метана в кишечнике, причем коровы являются наиболее эффективными создателями газа.Для тех из вас, кто не может получать коровий навоз на регулярной основе, есть другие варианты, так как конский или овечий навоз также могут эффективно работать.

При этом навоз необходим для запуска процесса и поддержания этого особого метода производства метана. Однако использование только навоза — не самый эффективный метод непрерывного производства метана. Добавление измельченного растительного материала, который пасущиеся животные естественным образом превращают в метан, например травы, дает большой урожай. Листья и гниющие овощи также являются вариантами питания биогазового реактора и создания метана после того, как система будет установлена.

Еще одним преимуществом этого является то, что тщательное создание и управление биогазовым котлом позволяет выполнять функции штабелирования. После того, как биодигестер создан для создания метана, оставшееся полужидкое вещество становится прекрасным удобрением.

Создание базового биорезервуара не должно быть дорогостоящим мероприятием.

Требуется всего несколько элементов, а концепция создания одного из них проста.

При этом производимый газ не будет чистым метаном.Из коровьего навоза выделяется около 60% метана, а остальное — это углекислый газ с примесью сероводорода. Есть способы извлечь это, но это гораздо более сложная конструкция, требующая очистки биогазом. В качестве новичка лучше всего попробовать сделать биогазовый варочный котел своими руками, используя следующие материалы.

● Два барабана — Один барабан должен быть немного меньше другого, чтобы меньший можно было вставить в больший.

● Навоз, подходящий для создания необходимой культуры анаэробных бактерий.

● Входной патрубок и воронка для пересыпания пищевых отходов.

● Выходной патрубок для слива отходов удобрений.

● 3 универсала.

● Клапан для регулирования выхода газа.

● Трубка для подключения выпускного клапана к горелке Газовая горелка

● Куриная проволока и кабельные стяжки для изготовления клетки для биопереработчика.

● Для холодного климата и зимы — черная аэрозольная краска (если бочки не черные) и / или алюминиевая лента или другие наружные изоляционные материалы.

Шаг 1

Убедитесь, что бочки установлены достаточно плотно, чтобы предотвратить попадание кислорода и выход метана, но не слишком плотно, чтобы меньшая бочка не скользила. Меньший барабан должен по-прежнему скользить вниз сам по себе из-за собственного веса, так что здесь создается давление от меньшего барабана на создаваемый газ.

Шаг 2

В двух барабанах нужно прорезать три отверстия. Входная труба твердого вещества и выпускной газовый клапан должны быть прорезаны в верхней части меньшего барабана, в то время как выходная труба для оставшейся переваренной массы необходима в нижней части большего барабана, чтобы слить излишки материала для удобрений.Вырежьте отверстия, соответствующие размеру трех отверстий, и вставьте унисекс подходящего размера. Эти отверстия необходимо будет закрыть, чтобы исключить утечку газа и проникновение кислорода, что нарушит процесс пищеварения.

Как показывает опыт, входная труба будет намного больше, чем выпускной клапан, так как входящие продукты будут занимать больший объем, а меньшее пространство для выпускной трубы будет увеличивать давление, необходимое для эффективного использования биогаза. Убедитесь, что они надежно закрыты, поместив барабан в немного воды.Если он просочится через барабан, значит, он плохо запечатан, и будет потеряно много газа. Наконец, входная труба должна иметь герметичную заглушку, чтобы она не оставалась открытой после добавления навоза или растительности.

Шаг 3

Создайте для своих барабанов клетку, которая предотвратит отрывание крышки. Куриная проволока такой формы, чтобы дать достаточно места, чтобы маленький барабан мог подняться, подойдет. Однако не сверлите отверстия в большом барабане, чтобы закрепить его. Это позволит проникнуть внутрь кислороду.Помните, что клетка должна обеспечивать доступ ко входным и выходным трубам.

Шаг 4

Навоз необходимо разбавить водой в соотношении 1: 1 и размешать до состояния суспензии. Затем осторожно вылейте его на дно большей бочки.

Шаг 5

Вставьте бочку меньшего размера в бочку большего размера и дайте бактериям некоторое время. Примерно через три недели или месяц добавление немного скошенной травы — хороший способ укрепить систему. Не добавляйте слишком много растительных веществ с высоким содержанием сахара, таких как зерна, фрукты и овощи.Сначала позвольте бактериям закрепиться и установить правильный уровень pH в растительном веществе, которое пасущиеся животные очень эффективно превращают в метан. Через некоторое время можно добавить оставшиеся овощи вместе со скошенной травой. Время от времени требуется навоз, чтобы поддерживать количество бактерий.

Шаг 6

Поддерживайте температуру. Если вы живете в холодном климате, вам может потребоваться дополнительная изоляция вашей системы биогазового реактора. Температура, необходимая бактериям, колеблется от 32 до 37 градусов по Цельсию или от 90 до 99 градусов по Фаренгейту.Если она упадет ниже 15 градусов по Цельсию или 60 градусов по Фаренгейту, бактерии перестанут быть активными.
Несколько советов по сохранению контейнера в изоляции:

● Покрасьте контейнер распылением в черный цвет, чтобы он притягивал как можно больше тепла от солнца.

● Закопайте контейнер, чтобы земля могла изолировать тепло, выделяемое бактериями.

● Накройте контейнер алюминиевой лентой или другим доступным изоляционным материалом, подходящим для работы на открытом воздухе.

Шаг 7

Подключите горелку к трубе, которую вы прикрепили к выпускному клапану, и получите выгоду от добычи газа.

Вот серия отличных иллюстративных видеороликов, любезно предоставленных Томом Кендаллом, https://diyfoodandhealth.com/.

Следующая ступень биокомпенсации на PRI Sunshine Coast

Игра с коровьим пометом: процедуры для биоревока, часть 1

Доение — Порядок работы биокомбината, часть 2

Игра с коровьим пометом — процедуры для биокомпенсации, часть 3

Игра с коровьим пометом — процедуры для биокомпенсации, часть 4

Упаковка с биодигестером и создание соломы

Автор иллюстрации: Aerialist Joe Art

Как производится биогаз? | Gasum

Биогаз производится путем переработки различных видов органических отходов.Это возобновляемое и экологически чистое топливо, изготовленное из 100% местного сырья, которое подходит для различных целей, включая топливо для транспортных средств и промышленное использование. Влияние производства биогаза на экономику замкнутого цикла еще больше усиливается за счет органических питательных веществ, восстанавливаемых в процессе производства.

Биогаз можно производить из самых разных сырьевых материалов (исходных материалов). Наибольшую роль в процессе производства биогаза играют микробы, питающиеся биомассой.

При переваривании, осуществляемом этими микроорганизмами, образуется метан, который можно использовать в том виде, в каком он используется на месте, или преобразовать его в биогаз, эквивалентный по качеству природному газу, что позволяет транспортировать биогаз на большие расстояния.В процессе также производится материал, содержащий органические питательные вещества, и его можно использовать в таких целях, как сельское хозяйство.

Этапы производства биогаза

Биогаз производится с использованием отработанной технологии в несколько этапов:

1. Биологические отходы измельчают на более мелкие кусочки и суспендируют, чтобы подготовить их к анаэробному процессу разложения. Под суспендированием подразумевается добавление жидкости к биоотходам для облегчения их переработки.

2. Микробам необходимы теплые условия, поэтому биологические отходы нагревают примерно до 37 ° C.

3. Фактическое производство биогаза происходит путем анаэробного сбраживания в больших резервуарах в течение примерно трех недель.

4. На заключительном этапе газ очищается (повышается) за счет удаления примесей и диоксида углерода.

После этого биогаз готов к использованию предприятиями и потребителями, например в сжиженном виде или после закачки в газопроводную сеть.

Превращение разнообразных материалов в газ

Производство биогаза начинается с момента поступления сырья на биогазовую установку.Можно использовать широкий спектр твердого, а также шламообразного сырья.

Материалы, подходящие для производства биогаза, включают:

• биоразлагаемые отходы предприятий и промышленных объектов, такие как излишки лактозы от производства безлактозных молочных продуктов

• испорченные продукты из магазинов

• Биоотходы потребителей

• ил очистных сооружений сточных вод

• навоз и полевая биомасса от сельского хозяйства

Материал обычно доставляется в приемную яму биогазовой установки грузовиком или транспортным средством для утилизации отходов.

Поставка твердых веществ, таких как биологические отходы, затем подвергается измельчению, чтобы сделать ее консистенцию как можно более однородной. На этом этапе вода, содержащая питательные вещества, полученная на следующем этапе производственного процесса, также смешивается с сырьем, чтобы снизить количество твердых веществ до примерно одной десятой от общего объема.

Это также происходит, когда любые нежелательные не поддающиеся биологическому разложению отходы, такие как упаковочный пластик устаревших пищевых отходов из магазинов, отделяются от смеси.Эти отходы отправляются на очистные сооружения, где используются для выработки тепла и электроэнергии. Биомасса, прошедшая суспензию, объединяется с биомассой, доставляемой в виде суспензии на биогазовую установку, и перекачивается в резервуар предварительного варочного котла, где ферменты, выделяемые бактериями, разрушают биомассу до еще более тонкой консистенции.

Затем биомасса дезинфицируется перед подачей в собственно биогазовый реактор (варочный котел). При санитарной обработке любые вредные бактерии, обнаруженные в материале, удаляются путем нагревания смеси до температуры выше 70 ° C в течение одного часа.После дезинфекции масса перекачивается в главный реактор, где происходит производство биогаза. Санитарная обработка позволяет использовать удобрения в сельском хозяйстве.

Биомасса превращается в газ микробами

В биогазовом реакторе начинается микробное действие, и биомасса вступает в постепенный процесс ферментации.

На практике это означает, что микробы питаются органическими веществами, такими как белки, углеводы и липиды, и их переваривание превращает их в метан и углекислый газ.

Большая часть органического вещества распадается на биогаз — смесь метана и углекислого газа — примерно за три недели. Биогаз собирается в сферическом газгольдере сверху биогазовых реакторов.

Дигестат, используемый в качестве удобрений или садовой почвы

Остаточные твердые частицы и жидкости, образующиеся при производстве биогаза, называются дигестатом. Этот дигестат поступает в реактор пост-варочного котла, а оттуда далее в резервуары для хранения. Дигестаты хорошо подходят для таких целей, как удобрение полей.

Дигестаты также можно центрифугировать для разделения твердой и жидкой частей.

Твердые дигестаты используются в качестве удобрений в сельском хозяйстве или ландшафтном дизайне, а также могут быть превращены в садовую почву в процессе созревания, включающего компостирование.

Дигестаты центрифугируют, чтобы получить достаточно технологической воды для суспендирования биоотходов в начале процесса. Это помогает сократить потребление чистой воды. Центрифугированная жидкость богата питательными веществами, в частности азотом, которые можно дополнительно отделить с помощью таких методов, как технология очистки, и использовать в качестве удобрений или источников питательных веществ в промышленных процессах.

Чистый биогаз помогает двигаться к низкоуглеродному обществу

Газ уже будет готов для нескольких применений прямо из газгольдера биогазовой установки. Однако перед закачкой в ​​газопроводную сеть или использованием в качестве топлива для транспортных средств он все равно будет подвергаться очистке.

В этом процессе модернизации газ фильтруется и направляется в колонны, где он очищается каскадной водой при очень определенных давлении и температуре. Вода эффективно поглощает углекислый газ и соединения серы, содержащиеся в газе.

Биогаз также можно очищать другими методами, например, пропуская его через фильтры с активированным углем для удаления примесей.

Конечный объем биогаза, закачиваемого в газовую сеть, составляет не менее 95% и обычно около 98% метана. Модернизированный биогаз по-прежнему содержит пару процентов диоксида углерода, поскольку его дальнейшее отделение от метана нерентабельно, не говоря уже о целесообразности использования газа. Перед закачкой в ​​газовую сеть биогаз тщательно осушается, чтобы предотвратить конденсацию в зимних минусовых условиях.

Произведенный биогаз можно использовать в таких целях, как топливо для транспортных средств, занимающихся утилизацией бытовых отходов, городских автобусов или частных автомобилей. В то же время газ служит свидетельством тех практических действий, которые ведут нас к низкоуглеродному обществу будущего.

превращение пищевых отходов в возобновляемые источники энергии

Вчера вечером я приготовил для своей семьи вкусный ужин из макарон, используя энергию биогаза. Сегодня утром у всех нас были яйца, приготовленные на биогазе. Не знаю, что на ужин сегодня, но знаю, что даст энергию для приготовления пищи: биогаз.

И не просто биогаз — это домашний биогаз, производимый на заднем дворе нашего пригорода в рамках моих текущих «практических исследований» в области устойчивой энергетики.

---

Прочитайте больше: Биогаз: пахнет решением наших проблем с энергией и отходами

---

В эпоху тревожных климатических изменений и надвигающегося сокращения ископаемого топлива преимущества биогаза очевидны. Это возобновляемый источник энергии с нулевыми чистыми выбросами парниковых газов.И все же его потенциал в значительной степени остался неиспользованным, по крайней мере, в развитом мире.

Основываясь на своих исследованиях и опыте, я утверждаю, что биогаз собственного производства — чрезвычайно многообещающая технология, время которой пришло. Фактически, я считаю, что это могло бы спровоцировать внутреннюю революцию в области зеленой энергетики, если бы мы только позволили этому.

Что такое биогаз?

Биогаз образуется, когда органическое вещество разлагается в анаэробных условиях (то есть в отсутствие кислорода). В результате этого процесса образуется смесь газов — в основном метана, немного углекислого газа и крошечных порций других газов, таких как сероводород.

Когда биогаз фильтруют для удаления сероводорода, полученную смесь можно сжигать в качестве источника энергии для приготовления пищи, освещения или нагрева воды или помещений. В сжатом состоянии может использоваться в качестве топлива для транспортных средств. В промышленных масштабах биогаз может использоваться для выработки электроэнергии или даже очищаться и подаваться в газовую сеть.

Типы органических веществ, используемых для производства биогаза, включают пищевые отходы, животный навоз и побочные продукты сельского хозяйства. Некоторые коммерческие системы используют сточные воды для производства и улавливания биогаза.

Преимущества биогаза

Основное преимущество биогаза — его возобновляемость. В то время как производство нефти и других ископаемых видов топлива в конечном итоге достигнет пика и снизится, мы всегда сможем производить биогаз, пока светит солнце и растения могут расти.

Биогаз имеет нулевые чистые выбросы парниковых газов, потому что CO₂, который выбрасывается в атмосферу при его сгорании, не превышает того количества, которое было извлечено из атмосферы при первом выращивании органического вещества.

Как уже отмечалось, когда органическое вещество разлагается в анаэробных условиях, образуется метан.Было подсчитано, что ежегодно в атмосферу выбрасывается от 590 до 800 миллионов тонн метана. Это плохие новости для климата — фунт за фунт, метан — гораздо более мощный парниковый газ, чем CO₂.

Но в биогазовой системе этот метан улавливается и в конечном итоге превращается в CO₂ при сжигании топлива. Поскольку CO₂ в любом случае должен был попасть в атмосферу в результате естественного разложения, чистые выбросы биогаза нулевые.

Есть и другие преимущества.Органические вещества, используемые в варочных котлах биогаза, обычно являются отходами. Используя биогаз, мы можем уменьшить количество пищевых отходов и других органических материалов, отправляемых на свалки.

Кроме того, биогазовые системы производят богатый питательными веществами отстой, который можно разбавить водой и превратить в удобрение для садов или ферм. Все это может помочь повысить энергетическую независимость, повысить устойчивость и сэкономить деньги.

Мой эксперимент с биогазом

В духе научных исследований я установил одну из немногих доступных в настоящее время домашних биогазовых систем по цене чуть более 1000 австралийских долларов, и был впечатлен ее простотой и функциональностью.(Обратите внимание, что у меня нет никаких коммерческих или иных аффилированных отношений с производителем.)

На практике я выбрасываю около 2 кг пищевых отходов каждый день, и до сих пор у меня было достаточно газа, чтобы готовить, иногда два раза в день. Если бы мне когда-нибудь понадобилось больше газа, я мог бы добавить больше органических веществ. Я буду продолжать следить за системой в рамках своих исследований и в свое время опубликую обновления. Если интересно, посмотрите это пространство.

Моя личная мотивация к изучению биогаза (связанная с моими исследованиями) возникает в первую очередь из желания обезуглерожить использование энергии в моем доме.Все идет нормально. Мы отключились от обычной газовой сети, и теперь у нас есть больше денег, чтобы потратить их на такие проекты, как расширение нашей солнечной батареи.

Учитывая вызывающий тревогу уровень пищевых отходов в Австралии, мне также нравится идея превратить эти отходы в экологически чистую энергию. Мои соседи любезно жертвуют свои органические вещества в дополнение к нашему собственному вкладу, повышая вовлеченность сообщества. При необходимости я езжу на свой местный овощной рынок и с энтузиазмом прыгаю в их большую корзину для пищевых отходов, чтобы взять то, что мне нужно, с разрешения.

Они думают, что я злой. Но я думаю, что использование ископаемого топлива — это безумие.

Препятствия и надежды

Домашний биогаз широко производится в развивающихся регионах мира. Всемирный банк и Организация Объединенных Наций активно поощряют его использование в качестве дешевого экологически чистого источника энергии. В Китае 27 миллионов биогазовых установок.

Но развитые регионы, включая Австралию, не спешат использовать этот огромный потенциал. Учитывая, что Австралия — одна из самых углеродоемких стран на Земле, это прискорбно.

Отказ от использования домашнего биогаза частично объясняется отсутствием четких правил его использования. Где Закон о домашнем биогазе? Практически на каждом заднем дворе Австралии есть отдельный газовый баллон для вездесущего барбекю, поэтому очевидно, что хранить газ на заднем дворе не проблема. Моя биогазовая система поставляется с надежными сертификатами безопасности, гарантиями и страховкой, и в этих системах нет газовых труб высокого давления.

---

Прочитайте больше: Сохранение истинного богатства австралийских отходов

---

Производство домашнего биогаза необычно.Но я считаю, что правительства штатов должны разработать законодательство, учитывающее его, и что местные советы должны предлагать советы и помощь домовладельцам, которые заинтересованы в его принятии. Надеясь на прогресс в этом отношении, я недавно сделал представление правительству Виктории в рамках его консультаций по отходам для энергетики.

Мой собственный тщательно управляемый эксперимент демонстрирует, как можно безопасно и успешно использовать домашний биогаз. Тем не менее, биогаз — горючее топливо, и его необходимо фильтровать от ядовитого сероводорода.Как и любое топливо, его следует уважать и использовать ответственно. Но опасаться биогаза не стоит. В любом случае ископаемый газ намного опаснее.

Что такое биогаз? Руководство для начинающих | Домашний биогаз

Биогаз — это вид биотоплива, который производится естественным путем при разложении органических отходов. Когда органические вещества, такие как пищевые отходы и отходы животных, распадаются в анаэробной среде (среде, в которой отсутствует кислород), они выделяют смесь газов, в первую очередь метана и диоксида углерода.Поскольку это разложение происходит в анаэробной среде, процесс производства биогаза также известен как анаэробное сбраживание.

Анаэробное сбраживание — это естественная форма преобразования отходов в энергию, которая использует процесс ферментации для разложения органических веществ. Навоз, пищевые отходы, сточные воды и сточные воды — все это примеры органических веществ, которые могут производить биогаз путем анаэробного сбраживания. Из-за высокого содержания метана в биогазе (обычно 50-75%) биогаз легко воспламеняется, поэтому производит темно-синее пламя и может использоваться в качестве источника энергии.

Экология биогаза

Биогаз известен как экологически чистый источник энергии, поскольку он одновременно решает две основные экологические проблемы:

1. Глобальная эпидемия отходов, при которой каждый день выделяется опасный уровень газообразного метана.

2. Использование ископаемых видов топлива для удовлетворения глобального спроса на энергию.

Преобразовывая органические отходы в энергию, биогаз использует элегантную тенденцию природы перерабатывать вещества в производственные ресурсы.Производство биогаза восстанавливает отходы, которые в противном случае загрязнили бы свалки; предотвращает использование токсичных химикатов на очистных сооружениях и экономит деньги, энергию и материалы за счет обработки отходов на месте. Более того, использование биогаза не требует добычи ископаемого топлива для производства энергии.

Вместо этого биогаз превращает проблемный газ в более безопасную форму. Более конкретно, метан, содержащийся в разлагающихся отходах, превращается в диоксид углерода. Газообразный метан примерно в 20–30 раз больше улавливает тепло, чем углекислый газ.Это означает, что когда гниющая буханка хлеба превращается в биогаз, ее воздействие на окружающую среду будет примерно в 10 раз меньше, чем если бы ее оставили гнить на свалке.

Биогазовые котлы

В отличие от выпуска газа метана в атмосферу, биогазовые варочные котлы представляют собой системы, которые перерабатывают отходы в биогаз, а затем направляют этот биогаз, чтобы можно было продуктивно использовать энергию. Существует несколько типов биогазовых систем и установок, которые были разработаны для эффективного использования биогаза.Хотя каждая модель отличается в зависимости от входа, выхода, размера и типа, биологический процесс преобразования органических отходов в биогаз является единообразным. Биогазовые дигестеры получают органические вещества, которые разлагаются в варочной камере. Камера для разложения полностью погружена в воду, что делает ее анаэробной (бескислородной) средой. Анаэробная среда позволяет микроорганизмам разрушать органический материал и превращать его в биогаз.

Натуральные удобрения

Поскольку органический материал разлагается в жидкой среде, питательные вещества, содержащиеся в отходах, растворяются в воде и образуют богатый питательными веществами отстой, обычно используемый в качестве удобрения для растений.Эти удобрения производятся ежедневно и, следовательно, являются высокопродуктивным побочным продуктом анаэробного сбраживания.

Биологический распад

Для производства биогаза органические вещества ферментируются с помощью бактериальных сообществ. Четыре стадии ферментации переводят органический материал из исходного состава в состояние биогаза.

1. Первой стадией процесса разложения является стадия гидролиза. На стадии гидролиза нерастворимые органические полимеры (например, углеводы) расщепляются, что делает их доступными для следующей стадии бактерий, называемых ацидогенными бактериями.

2. Ацидогенные бактерии превращают сахара и аминокислоты в диоксид углерода, водород, аммиак и органические кислоты.

3. На третьем этапе ацетогенные бактерии превращают органические кислоты в уксусную кислоту, водород, аммиак и углекислый газ, а на последней стадии — метаногены.

4. Метаногены преобразуют эти конечные компоненты в метан и двуокись углерода, которые затем можно использовать в качестве горючей зеленой энергии.

История биогаза

Этот анаэробный процесс разложения (или ферментации) органических веществ происходит повсюду вокруг нас в природе и продолжается очень давно. Фактически, бактерии, которые расщепляют органический материал до биогаза, являются одними из самых старых многоклеточных организмов на планете. Использование биогаза человеком, конечно, не уходит так далеко назад, однако некоторые анекдотические свидетельства прослеживают первое использование биогаза ассирийцами в 10 веке и персами в 16 веке.Совсем недавно 20-й век привел к возрождению как промышленных, так и малых биогазовых систем.

В 18 веке фламандскому химику Яну Баптизу ван Гельмонту стало ясно, что при разложении органических веществ образуется горючий газ. Вскоре после этого Джон Далтон и Хамфри Дэви пояснили, что этим горючим газом был метан. Первый крупный завод по анаэробному сбраживанию был построен в 1859 году в Бомбее. Вскоре после этого, в 1898 году, Великобритания применила анаэробное сбраживание для преобразования сточных вод в биогаз, который затем использовался для освещения уличных фонарей.В следующем столетии анаэробное сбраживание в основном использовалось как средство очистки городских сточных вод. Когда в 1970-х годах цены на ископаемое топливо выросли, популярность и эффективность промышленных установок для анаэробного сбраживания возросли.

И Индия, и Китай начали разработку небольших биогазовых реакторов для фермеров примерно в 1960-х годах. Цель состояла в том, чтобы уменьшить энергетическую бедность в сельских районах и сделать более чистые виды топлива для приготовления пищи более доступными в отдаленных районах. Около одной трети мирового населения по-прежнему использует дрова и другую биомассу для получения энергии, вызывая разрушительные проблемы для здоровья и окружающей среды.(Ссылка на сообщение в блоге о развивающихся странах).

В Индии популярная модель известна как варочный котел с плавающим барабаном, а предпочтительная модель биогаза в Китае называется варочный котел с фиксированным куполом.

С тех пор биогазовые установки для семейного отдыха приобретают все большее внимание и популярность как средство сокращения бытовых отходов и как средство обеспечения чистой возобновляемой энергией семьи во всем мире. За последние 15 лет страны по всему миру принимают программы по биогазу, чтобы сделать как бытовые биогазовые системы, так и более крупные установки для анаэробного сбраживания доступными, эффективными и удобными.Поскольку свалки незаконно перегружаются и выброс метана создает все более тревожные проблемы, преимущества использования биогазовых систем для преобразования отходов в энергию становятся все более актуальными и важными.

Многие виды использования биогаза:

Многочисленные варианты использования биогаза: Биогаз можно производить из различных типов органических веществ, поэтому существует несколько типов моделей для биогазовых реакторов. Некоторые промышленные системы предназначены для очистки: городских сточных вод, промышленных сточных вод, твердых бытовых отходов и сельскохозяйственных отходов.

Мелкомасштабные системы обычно используются для переваривания отходов животноводства. А новые системы для семейного отдыха предназначены для переваривания пищевых отходов. Полученный биогаз можно использовать несколькими способами, в том числе: газ, электричество, тепло и транспортное топливо.

Например, в Швеции сотни автомобилей и автобусов работают на очищенном биогазе. Биогаз в Швеции производится в основном на очистных сооружениях и на свалках.

Еще один пример разнообразного использования биогаза — завод First Milk.Один из крупнейших производителей сыра в Великобритании строит завод по анаэробному сбраживанию, который будет перерабатывать остатки молочных продуктов и превращать их в биометан для газовой сети. Новые заводы по анаэробному пищеварению, подобные этим, с увлекательными историями появляются каждый день!

Малые биогазовые системы

Мелкомасштабные или семейные биогазовые установки чаще всего встречаются в Индии и Китае. Однако спрос на такие устройства стремительно растет во всем мире благодаря более продвинутым и удобным технологиям, таким как HomeBiogas.Поскольку современный мир производит все больше и больше отходов, люди стремятся найти экологически безопасные способы обращения с мусором.

Традиционные системы, обычно используемые в Индии и Китае, ориентированы на отходы животноводства. Из-за нехватки энергии в сельской местности в сочетании с избытком навоза биогазовые установки очень популярны, полезны и даже меняют жизнь. Во многих развивающихся странах биогазовые установки даже субсидируются и поддерживаются правительством и местными министерствами, которые видят разнообразие выгод, получаемых от использования биогаза.Помимо получения газа на кухне из экологически чистых возобновляемых источников энергии, многие семьи широко используют побочные продукты удобрений, производимые биогазовыми метантенками.

В африканских странах некоторые пользователи биогаза даже получают прибыль, продавая побочный продукт биогазовых суспензий, производимых биогазовыми системами. Этот био-суспензия отличается от жидких удобрений, которые производятся ежедневно. Биологическая суспензия относится к наиболее разложившейся стадии органического вещества после того, как оно было расщеплено в системе.Биошлам опускается на дно биогазовой системы и с помощью современных устройств, таких как HomeBiogas, легко сливается после накопления (обычно это ежегодный процесс). Этот биошлам на самом деле представляет собой насыщенный питательными веществами ил, который приносит много пользы почве и может повысить продуктивность огородов.

Биогаз — это технология, которая имитирует способность природы отдавать. Биогазовые установки промышленного и семейного размера становятся невероятно популярными и актуальными в современном мире.По мере роста сферы применения и повышения эффективности биогаз может существенно повлиять на сокращение выбросов парниковых газов.