Как получить биогаз в домашних условиях

Получить альтернативный источник энергии, биогаз, могут люди, которые занимаются разведением и содержанием домашних животных, птицы. Обычно в подобных хозяйствах скапливается много органических отходов, используемых в качестве сырья для переработки на топливо.

В нашей статье будет описана технология получения биогаза в домашних условиях.

Основные ведомости о биогазе

Сырьём для получения рассматриваемого вида топлива считается птичий помёт и навоз от свиней, коров и других животных. Как утверждают эксперты, газ биологического происхождения состоит из метана и других компонентов, причём количество основного вещества может колебаться от 50 до 80% в зависимости от вида используемых отходов. Метан также используется в наших системах отопления, и за него мы платим большие деньги.

Многочисленные исследования показали, что больше всего природного газа содержится в навозе свиней – до 0,58м3 на килограмм, а также в помёте индеек – не больше 0,64м3/кг.

Минимальное количество альтернативного топлива получают из отходов, взятых от коров – около 0,2м3/кг. Как мы уже говорили, из всего объёма получаемого газа количество метана колеблется от 50 до 80%, остальное приходится на сероводород – не более 1% и углекислый газ. Доля последнего компонента не превышает 42%.

При сжигании 1м3 описываемого вещества выделяется около 7 киловатт энергии. Как отмечают эксперты, на обогрев одного квадратного метра загородного дома в течение отопительного сезона уходит до 45м3 биогаза. Рассматриваемое топливо образуется из навозной кучи самопроизвольно не зависимо от наших желаний и предпочтений. Куча навоза стандартного объёма (тракторный прицеп) перегнивает в течение года, причём выделение топлива происходит даже при отрицательных температурах, но этот процесс сильно растянут. Для ускорения процесса получения биогаза используются специальные технологии, об этом поговорим далее.

Как устроена биогазовая установка

При получении топлива в собственном приусадебном хозяйстве невозможно создать идеальные условия, которые применяются в промышленном производстве. Особенно это касается подачи тепла для подогрева генератора. Такой процесс нуждается в определённых затратах тепловой энергии, что в конечном итоге приведёт к подорожанию горючего.

А теперь разберёмся с материалами и технологией устройства биогазовой установки в домашних условиях. Для этого нам понадобится:

• большая ёмкость с минимальным объёмом в один кубический метр. Маленькие бачки и бочечки также могут использоваться в качестве основного резервуара, но в них будет выделяться мало горючего, через небольшое количество закладываемого сырья;
• при добыче альтернативного топлива у себя дома хозяин установки вряд ли будет подогревать ёмкость, но утеплить её нужно в обязательном порядке. Одним из вариантов решения подобной проблемы считается заглубления ёмкости в землю, при этом верхняя часть должна покрываться слоем теплоизоляции;
• в реакторе устанавливают ручную мешалку для ускорения процесса гниения отходов, причём участок, где закрепляется ручка устройства нужно герметизировать;
• предусматривают патрубки для подачи и вывода субстрата, получения готового топлива.

Технология получения биогаза в домашних условиях

Для начала необходимо тщательно измельчить сырьё, частицы навоза не должны превышать 1 сантиметра. При соблюдении описанной рекомендации бактерии будут быстрее перерабатывать субстрат. Полученную массу тщательно перемешивают с водой из расчёта 7 литров чистой жидкости на 10 килограммов сырья. Теперь необходимо заполнить смесью ёмкость и закрыть реактор.

К ёмкости наведываются по несколько раз за день для перемешивания содержимого. Первый газ появится на поверхности реактора примерно на пятый день после засыпания субстрата. Топливо откачивают в специальную ёмкость при помощи компрессора. Если откачку не делать вовремя, то давление внутри ёмкости возрастёт, и процесс брожения замедлится. Отработанный субстрат заменяют новым через каждые две недели.

 

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!

технология получения газа и преимущества использования

На чтение 7 мин Просмотров 104 Опубликовано 03.04.2020 Обновлено 30.03.2020

С необходимостью решать вопросы по утилизации продуктов жизнедеятельности животных приходится сталкиваться каждому фермеру, независимо от его статуса. Чтобы погрузить, вывезти и захоронить отходы требуются немалые вложения. Существует эффективное и относительное решение, позволяющее превратить экскременты в деньги. Переработка навоза в биогаз — это технология, которой уже давно пользуются в развитых странах.

Общие сведения о биогазе

Из навоза можно получать газ, так как на 70% летучие выделения состоят из метана

Навоз содержит в себе множество питательных веществ и минералов. В малом количестве его можно реализовать в небольшом хозяйстве, где есть грядки и огороды. Для средних и крупных фермеров утилизация отходов является настоящей головной болью. Скапливающиеся кучи издают нестерпимый запах, являются источниками инфекции, их содержимое постепенно теряет свои полезные свойства.

Биогаз из навоза имеет практически одинаковый состав с природным газом, который используется в коммунальных системах. Образование горючих летучих соединений происходит благодаря деятельности анаэробных бактерий, для которых органическое сырье является источником пищи. Выделяемое ими вещество на 70% состоит из метана и на 30% из углекислого газа. Первый компонент легче воздуха, второй тяжелее, что способствует их естественному разделению без использования механики и электроники. Остается собрать газ из навоза и направить его к потребителям.

На этом преимущества добычи биотоплива в домашних условиях не заканчиваются. В бункере остается высококачественное удобрение, насыщенное фосфором и азотом, утратившее большую часть патогенных микроорганизмов, погибших в условиях отсутствия кислорода. Полученный газ по своим свойствам практически не уступает природным аналогам. По степени теплоотдачи 1 м³ сопоставим с 1,5 кг каменного угля.

Условия для образования газа из навоза

В реакторе нужно поддерживать температуру от 30 до 50 градусов для жизнедеятельности бактерий

Горючее вещество является продуктом жизнедеятельности миллиардов бактерий перерабатывающих органические остатки, которые производят домашние животные и птицы. Чтобы этот процесс происходил интенсивно и непрерывно, должны быть созданы соответствующие условия. Метан природного происхождения образовался в недрах земли, на территории с теплым климатом.

Чтобы получить газ из навоза необходимо следующее:

• Герметичный резервуар. Находящийся в воздухе кислород угнетающе действует на анаэробных бактерий. От этого их активность снижается, выработка горючих соединений уменьшается до минимума. Кроме этого, наличие кислорода способствует развитию болезнетворных организмов, вредных и опасных для здоровья человека. Не следует забывать и о специфических ароматах, которые издают фекалии.
• Температурный режим. Участвующие в процессе разложения навоза бактерии активизируются и отлично себя чувствуют при температуре + 30-50 ºС. Чтобы этого достичь, потребуется создать надежную и эффективную теплоизоляцию для емкости с навозом.
• Оборудование для сбора, хранения и транспортировки добытого сырья в дом. Установку нужного типа можно купить или сделать ее самостоятельно из подручных материалов. Второй способ дешевле, но требует больше времени и сил.

При правильном подходе к делу несложно получать до 4 л биотоплива на 1 л полезного объема емкости.

Технология получения биогаза из навоза

Полученный газ необходимо осушить, чтобы он мог гореть

Добыча газа из отходов и последующее его использование в качестве топлива позволяет сэкономить на коммунальных услугах и снизить нагрузку на окружающую среду. При большом объеме получаемого сырья его можно использовать для нагрева воды и выработки электроэнергии.

В качестве сырья для производства метана в домашних условиях применяются экскременты птиц, пушных животных, мелкого, среднего и крупного домашнего скота. Допускается включать в смесь ботву, опилки, траву, листву, животные жиры и субпродукты, оставшиеся после забоя.

Получение топлива происходит следующим образом:

1. Создание конструкции, которая по своему устройству напоминают место, где обитают анаэробные бактерии — желудок. Там тепло, темно и нет кислорода.
2. Приготовление смеси для брожения. Она на 90% должна состоять из воды без хлора. Раствор заливается и практически сразу начинается процесс брожения. При грамотно созданных условиях он длится около 12 дней.
3. Отработанный материал откачивается, вместо него заливается новый. Подсаживать свежих бактерий не нужно, так как они уже есть в помете.
4. Осушение биогаза. В нем содержится большое количество влаги, если продукт не переработать, гореть он не будет.
5. Сбор полученного топлива. Для этого используются цистерны, бочки, пластиковые резервуары или полимерные мешки.

Газодобывающие установки могут быть индивидуальными, для одного дома, или общими, снабжающими топливом несколько фермерских хозяйств, специализирующихся на животноводстве.

Схема базовой установки

Летом установка не требует затрат. Зимой необходим подогрев навозной жижи

Чтобы добыть биометан из навоза, нужно создать эффективную установку, в которой будет интенсивно и непрерывно происходить процесс брожения, вызванный деятельностью анаэробных бактерий. Чтобы перерабатывать сырье на протяжении года, вне зависимости от температуры воздуха, следует продумать систему подогрева.

Стандартная базовая установка состоит из таких частей:

• Биореактор. Представляет собой цистерну, емкостью 5-50 м³. Изделие имеет ревизионный люк, отверстия для подачи сырья, вывода удобрений и оттока продуктов брожения. Также в танке устанавливается устройство для перемешивания биомассы принудительного или естественного действия. Бак отделывается теплоизоляционным материалом для защиты от холода.
• Загрузочный контейнер. В него сваливается навоз и прочее сырье. После смешивания с водой субстанция насосом закачивается в реактор.
• Емкость для сбора удобрений. В него поступает отработанный материал, богатый минералами и питательными веществами.
• Система обогрева. Для поддержания нужной температуры под баком устанавливается отдельный обогреватель или по его периметру пускаются трубы от котла, работающего на биогазе.
• Трубопровод. В нем ставится фильтр, клапан, осушитель и компрессор. Эти конструкции забирают часть выделяемых из навоза веществ, но качество газа значительно повышается.
• Газгольдер. Находится на самой высокой точке конструкции. Предназначен для сбора и хранения готового продукта. Емкость хранилища соответствует расчетному объему производимого газа. Если бак металлический, газ содержится в нем под давлением до 12 атмосфер.

Некоторые модели установок оснащаются щитом управления. Это несколько увеличивает стоимость изделия, но полностью автоматизирует процесс получения биогаза. Контроллер поддерживает нужную температуру, производит перемешивание сырья, отводит газ, загружает навоз и откачивает отработанный материал.

Получение газа из навоза в домашних условиях

Кроме газа из биореактора получают качественное органическое удобрение

Для строительства установки для получения газа из навоза нет необходимости согласовывать свои планы с какими-либо инстанциями. Это сооружение замкнутого типа и не создает угрозы загрязнения почвы, атмосферы и грунтовых вод.

Возведение биореактора проводится в такой последовательности:

1. Определение места расположения и размера установки. Составление схемы.
2. Изготовление или покупка готового бака. Как вариант для маленького участка — строительство подземного резервуара из армированного бетона.
3. Сверление отверстий для труб, установка уплотнителей.
4. Установка бака для навоза и приема удобрения.
5. Прокладка коммуникаций (подающая и выводная труба, отопительный контур).
6. Монтаж баллона для сбора биогаза. Обустройство соединительного канала компрессором, фильтром и гидрозатвором.
7. Подвод воды и электричества.
8. Утепление и отделка сооружения, уборка территории.

Массу нужно постоянно перемешивать, чтобы она была однородной. Делать это можно вручную или с помощью электродвигателя. Используется миксер, закрепленный на верхней стенке реактора.

Добыча и использование биогаза дает фермерам множество преимуществ. Технология позволяет получать большой объем бесплатного топлива для отопления всех строений и высококачественные органические удобрения. При правильной организации процесс получения газа из помета можно вывести в отдельное прибыльное производство. Не стоит забывать и об экологии. Сжигание газа гораздо безопаснее, чем угля, мазута и дров.

Получение биогаза в домашних условиях

Надеюсь, читатели знают, что в альтернативной энергетике существует несколько направлений, которые интенсивно развиваются и на сегодня вносят свой вклад в энергобаланс нашей страны. И, не смотря, но то, что сгенерированная из возобновляемых источников энергия сейчас составляет около 2% от общей выработки, поток зеленой энергии постоянно увеличивается. По заявлению правительстве Украины к 2030 году удастся достигнуть 25% в общем энергобалансе.

По итогам за 2018 год более динамично развивались три направления альтернативной энергетики: солнечная, ветровая и энергия от биогазовых установок. Довольно часто на блоге мне приходилось рассказывать о передовых технологиях при строительстве и эксплуатации солнечных и ветровых электростанций. Сегодня я хотел бы привлечь ваше внимание к биогазу. И это коснется не промышленного производства, а самого, что ни наесть бытового,

получения биогаза в домашних условиях.  

Еще в конце 2015 года Израильский стартап разработал инновационную установку для семейного пользования, способную производить биогаз из любых органических отходов и продуктов жизнедеятельности домашних животных, а также создавать высококачественное экологичное удобрение.

Установка получила название HomeBioGas (первая версия, авт.) и первыми пользователями этой биогазовой системы были семьи, проживающие в городке среди пустыни, расположенном на Западном берегу реки Иордан, неподалеку от Иерихона. Электросеть и газопровод сюда не доходят, поэтому электричество производят с помощью солнечных панелей. Что касается производства газа, жители этого поселения полностью положились на новое устройство.

«Я складываю помет домашних животных в ведро. Доливаю воду и тщательно перемешиваю. Полученную смесь вкладываю в машину. Нужно подождать, пока все осядет на дно», — рассказывает жительница города.

На этом материале машина производит газ для кухонь. Одной партии достаточно, чтобы плита горела в течение двух-трех часов. Раньше жители города топили печи дровами, а для пустыни это удовольствие не из дешевых.

Система HomeBioGas поставляется в коробке в разобранном виде, а собрать ее можно своими руками за несколько часов и для этого не требуется специальных навыков. Однако для подводки газовой трубы к домашним коммуникациям всё же будет необходимо привлекать специалиста из соответствующей газовой службы. Традиционные газовые плиты могут быть легко переоснащены для использования домашнего биогаза. Для этого всего лишь необходимо демонтировать понижающую давление форсунку.

В компании HomeBioGas Ltd заявляют, что в регионах, где среднесуточная температура превышает 17⁰ C, их биогазовая система может эффективно перерабатывать до 15 литров навоза домашнего скота или помета птицы, а также до 6 литров пищевых отходов в день. При этом вырабатываемого газа будет достаточно для работы кухонной плиты на протяжении 3 часов. В качестве своеобразного «бонуса» установка производит экологически чистое и естественное жидкое удобрение для домашнего огорода.

Изготовление биогаза не является каким-то революционным изобретением. Но раньше эти устройства были слишком громоздкими и довольно сложными в эксплуатации. Эта же машина помещается в относительно небольшую коробку и складывается также, как, например, кухонный шкаф.

«Главная идея заключается в том, что, когда отходы попадают в систему, это функционирует, как желудок. Фактически это и есть «желудок» — такой же, как человеческий. Внутри есть бактерии, и они начинают поглощать эти отходы. Таким образом образуется биогаз, который используется для отопления дома», — рассказывают палестинские специалисты, устанавливающие эти «биомашины».

Стоит отметить, что в более прохладном климате производительность HomeBioGas снижается. Но она может применятся в тёплых и хорошо проветриваемых помещениях, таких, как теплицы. Авторы проекта также отмечают, что их домашняя газогенерационная установка стала первым компактным биогазовым конвертером, который прошел официальную сертификацию European CE и полностью соответствует всем требованиям безопасности.

«Мы нашли способ ввести нашу технологию в каждый дом. Сегодня мы знаем, что хозяйственные отходы являются источником энергии. Это меняет правила игры. Ведь, когда мы видим пользу, которую они могут принести, то осознаем: это не просто отходы. Таким образом, подход к, казалось бы, ненужным вещам – меняется», — продолжают представители компании.

Сообщалось, что розничная цена Homebiogas на то время составляла $1500 за одно устройство.

Существующее положение

Компания HomeBiogas, создала 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 HomeBiogas, 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».

Первая модель 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.

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. Биоустановка не распространяет неприятны запахи, поскольку снабжена 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 промышленного образца, являются достаточно масштабными и сложными системами, которые ограничиваются определенными областями или созданы специально для коммерческого использования, но Homebiogas лишена таких недостатков и является простым устройством получения биогаза в домашних условиях.

Источник

Спасибо за прочтение. Если вам понравилось, пожалуйста, поделитесь с друзьями и в комментариях черкните пару слов своего мнения

Производство биогаза своими руками в домашних условиях, фото

Автор newwebpower На чтение 10 мин. Просмотров 172 Опубликовано 19.11.2016 Обновлено 19.11.2016

Выделение горючих газов из разлагающихся отходов жизнедеятельности организмов и биомассы было замечено еще в 17 веке.

В 1776 году ученый Аллесандро Вольта сделал вывод о существовании взаимной зависимости между массой разлагающегося вещества и объемом выделяющегося газа, а позднее было обнаружено, что основным горючим компонентом получаемого биогаза является метан.

Поскольку метан является основным компонентом добываемого из недр природного газа, то в процессе изучения биогаза начали появляться установки для его промышленного производства в качестве альтернативы ископаемому топливу.

Первая документально подтвержденная биогазовая установка была построена в 1859 году в Индии, а впервые в Европе, в Великобритании биогаз начал применяться в уличных фонарях освещения в 1895 году.

Рисунок, показывающий поперечный разрез первой биогазовой установки

Биохимические процессы образования биогаза

Первые экспериментальные установки для получения биогаза разрабатывались методом проб и ошибок, без истинного понимания происходящих процессов. С развитием микробиологии было выявлено, что выделение газа происходит из-за водородного и метанового брожения биомассы. Поскольку данные типы брожения происходят без доступа кислорода, выделяющий метан процесс разложения биомассы еще называют анаэробным.

Анаэробное сбраживание встречается в природе при образовании болотного газа

По-другому синтез биогаза называют биодеструкцией (биологическим разрушением) органических веществ с выделением свободного газообразного метана (Ch5). Ниже дана упрощенная формула, демонстрирующая выделение химических веществ из органических соединений в процессе жизнедеятельности бактерий метаногенов, у которых в процессе метаболизма выделяется побочный газ метан:

Другими словами, микроскопические бактерии, потребляя органические вещества, содержащиеся в биомассе и биологических отходах, выделяют горючий газ. Но даже при самых благоприятных условиях выделение горючего газа происходит не сразу – вначале нужен процесс ферментации биомассы, разложение которой происходит в несколько этапов за определенные периоды времени.

Стадии синтеза биогаза

Для размножения и жизнедеятельности выделяющих метан метаногенов нужна питательная среда, которая формируется в установке для получения биогаза предыдущими поколениями других бактерий. В первой стадии белки, жиры и углеводы, имеющиеся в биомассе, под воздействием гидролитических ферментов распадаются на простые органические соединения: аминокислоты, сахар, жирные кислоты. Данная стадия протекает под действием ацетогенных бактерий и называется гидролизом.

Различные бактерии, вид под микроскопом

Во второй стадии под действием гетероацетогенных бактерий происходит гидролизное окисление части органических соединений, при этом получается углекислый газ, свободный водород и ацетат.

Не окислившаяся часть получившихся на первой стадии простых органических соединений при взаимодействии с образовавшимся на второй стадии ацетатом формирует простейшие органические кислоты, которые и являются необходимой питательной средой для бактерий, выделяющих метан на третьей стадии.

Стадии жизнедеятельности микроорганизмов при образовании метана

Именно на третьей стадии происходит производство биогаза, интенсивность которого зависит от таких основных факторов:

• Состава биомассы;
• Температуры питательной среды;
• Давления внутри установки;
• Кислотно-щелочного баланса pH;
• Соотношения воды и загружаемой биомассы;
• Измельчения сырья и частоты перемешивания субстрата;
• Наличия стимулирующих и замедляющих компонентов в среде;
• Соотношения углерода, фосфора, азота и других элементов.

Схематическое отображение основных узлов биогазовой установки

Оптимальный состав сырья для производства биогаза

Поскольку белки, жиры и углеводы содержатся в любой биомассе растительного или животного происхождения, а также в отходах жизнедеятельности и пищевой промышленности, то помимо научных лабораторий и промышленных установок, вполне реально получать биогаз в домашних условиях.

Но в самодельной домашней установке будет очень трудно контролировать описанные выше параметры. На видео ниже показан пример промышленной биогазовой установки для дома:

В продолжение данной темы в следующей статье будет подробно рассказано о существующих типах генераторов биогаза и самодельных биогазовых установках, которые народные умельцы делают своими руками.

На данном этапе стоит напомнить, что биогаз горюч и взрывоопасен, а чрезмерное давление может разорвать биогазовую установку с последующем взрывом газа. Поэтому первоочередным контролируемым параметром должно быть давление в установке и герметичность конструкции.

Примеры сырья для получения биогаза

Максимальное количество биогаза можно получить из животных жиров – около 1500 м3 из тонны сырья при концентрации метана 87%. Также значительный выход биогаза получается из пережаренного растительного масла – около 1200 м3 при концентрации Ch5­ 68%.

Значительно меньше  биогаза получается из семян различных растений от 500 м3 — 54% Ch5, (овес) до 644 м3 — 65,7% Ch5 (рапс). Из силоса кукурузы, травы и других растений можно получить 450-100 м3 при средней концентрации метана 55-50%.

Возможное получение биогаза из различных семян и корнеплодов

Биогаз из отходов жизнедеятельности животных

Из навоза животных выход газа получается значительно меньшим, так как после прохождения пищевого тракта в отходах жизнедеятельности количество питательных веществ для метанобразующих микроорганизмов мало.

Поскольку у птиц пищеварительная система предназначена для быстрого отбора основной части питательных веществ из пищи, с частыми испражнениями для облегчения полета, то выход биогаза из помета будет наибольшим – около 100 м3 при 65% Ch5.

Применение биогазовой установки наиболее выгодно на птицефермах, где существует проблема утилизации птичьего помета

Тогда как навоз крупного рогатого скота обладает наименьшим выходом биогаза – в среднем 25 м3 при 55% Ch5, из-за пищеварительного тракта, предназначенного для максимального извлечения питательных веществ из корма в течение длительного времени с многократным пережевыванием пищи.

Выход биогаза из навоза увеличивается при его смешивании с подстилкой и остатками корма. Также имеет значение влажность и свежесть навоза – для более подробных данных нужно изучать специальные таблицы.

Возможное получение биогаза из навоза сельскохозяйственных животных

Большое влияние на скорость брожения и концентрацию метана в биогазе оказывает качество воды и наличие примесей. Сильно хлорированная водопроводная вода, используемая для разбавления навоза, будет угнетать процесс брожения.

Если при уборке стойл применяются бактерицидные вещества и химические моющие средства, то скорость реакций в биогазовой установке значительно замедлится. По этой же причине возникают значительные трудности при газификации отходов канализации человеческого жилья из-за малой рентабельности и большой концентрации моющих средств.

Несмотря на низкий выход биогаза из отходов жизнедеятельности организмов, в самодельных биогазовых установках необходимо добавлять навоз в другие виды сырья для размножения в субстрате всех требуемых видов бактерий, которые изначально проживают в пищеварительном тракте

Содержащий бактерии навоз необходимо добавлять в субстрат для получения биогаза

Состав биогазовой смеси

Как говорилось выше, на разных стадиях в процессе биосинтеза помимо метана выделяются углекислый газ и водород. Также в зависимости от сырья выделяются аммиак и сероводород. Водород хоть и горюч, но его летучесть не позволяет использовать этот газ в стандартных газовых установках.

Аммиак и сероводород являются ядовитыми соединениями, которые вредят как бактериям внутри биогазовой установки, так и окружающей среде. Углекислый газ является балластом, а его большое количество в смеси значительно снижает горючесть и калорийность биогаза.

Среднее процентное соотношение примесей в биогазе, получаемом из различного сырья

Очевидно, что из-за большого количества примесей использование биогаза в обычных котлах и кухонных плитах возможно только после тщательной очистки синтезированной газовой смеси. Очищают полученный биогаз в несколько этапов, но практически невозможно достичь идеально чистого метана, главное, чтобы концентрация примесей не выходила за установленные нормы.

Пламя горящего биогаза должно быть чистым, как и вся биологическая энергия

На первом этапе очистки биогаз проходит через водяной фильтр, где растворяется большая часть углекислого газа, аммиака и различных ароматических соединений. Вода с большой концентрацией растворенного углекислого газа и аммиака может использоваться для выращивания водорослей, которые, в свою очередь, пойдут на синтез биогаза в биогазовой установке.

Системы очистки биогаза на промышленной биогазовой установке

После водяной очистки биогаз поступает на фильтр очистки от сероводорода. Наиболее простым является фильтр из металлической стружки и опилок, на которых осаждается сера. В промышленных фильтрах применяются специальные катализаторы и осаждающие серу растворы. Наилучшее качество биогаза получается после прохождения мембранного фильтра, где на молекулярном уровне отсеиваются молекулы нежелательных примесей.

Очистка биогаза до чистого метана при помощи мембранного фильтра

Описание влияния некоторых факторов на выделение биогаза

Для определения скорости брожения и интенсивности выделения биогаза одним из решающих факторов является температура смеси. Нужен термометр, а лучше электрический датчик для контроля температурного режима.

В промышленных биогазовых установках температурный режим и другие параметры контролируются специальными контроллерами. Иногда теплоты реакции бывает достаточно для поддержания оптимальной температуры, но чаще всего субстрат приходится подогревать, особенно в холодный период года.

Компьютеризированный контроллер биогазовой установки с газоанализаторами

По температурному режиму различают три вида анаэробного брожения:

• Психрофильные установки, работающие без обогрева, где температура самопроизвольно поддерживается на уровне 15-25ºC. Применяются в странах с теплым климатом;
• Мезофильные, требуют дополнительного незначительного обогрева для поддержания температуры 25-40ºC. Обладают наиболее богатым составом образующихся после генерации экологически чистых удобрений, из-за чего оптимально подходят для небольших хозяйств;
• Термофильные биогазовые установки, требующие больших затрат энергии, для поддержания температуры свыше 40ºC, максимум 90ºC. При данной температуре гибнут болезнетворные бактерии в образующихся удобрениях, и получается наибольший выход биогаза, из-за чего широко применяется при промышленном производстве биологического газа.

Термоизоляция реактора термофильной биогазовой установки

Наряду с температурой большое значение имеет размер твердых частиц навоза, отходов и биомассы. Чем меньше частицы сырья, тем больше площадь контакта бактерий с питательной средой. Поэтому самое главное при приготовлении сырья – это его измельчение.

Контакт бактерий с пищей затрудняется в процессе биосинтеза из-за накопления продуктов жизнедеятельности микроорганизмов. Поэтому своевременное перемешивание субстрата в процессе брожения также являет собой значительный фактор для газификации биомассы. Пример промышленной биогазовой установки с контролем всех параметров:

Рентабельность производства биогаза

Лидером в производстве качественного биогаза из выращиваемого сырья и отходов животноводческих ферм является Германия. Рентабельность биосинтеза газа определяется большой стоимостью энергоносителей с одной стороны и наличием стимулирующих государственных программ.

Стимулом к внедрению биогазовых технологий является как значительная субсидия при покупке экологических энергоносителей у производителей, так и внушительная сумма штрафа за загрязнение окружающей среды не переработанным навозом.

Экологически чистый биогазовый комплекс в экономически развитой стране

В бедных деревнях Индии и Китая собственники полукустарных биогазовых установок практически не очищают свой газ, тут же сжигая его в плите или газовой горелке. В данных странах производство биологического газа из бытовых отходов и специально выращиваемого растительного сырья окупается благодаря низкой стоимости ручного труда крестьян и небольшой стоимости самих установок, лишенных дорогих систем очистки и сложных автоматизированных комплексов контроля и управления.

Пример полукустарных биогазовых установок в бедных деревнях Азии

В прессе и интернете можно найти много жизнерадостных заголовков типа:  «Экономия бюджета с помощью биогазовой установки», «Бесплатная энергия из навоза», «Биогаз своими руками», но на практике ожидания по окупаемости дорогостоящего оборудования и затрат расходятся с реальностью. Это происходит из-за сложности контроля всех параметров, а также необходимостью подогрева для оптимальной скорости брожения. Пример оптимистического новостного сюжета:

В следующей статье будут приведены примеры самодельных установок с демонстрацией выхода газа в реальных условиях, и каждый сможет для себя определить рентабельность самостоятельного производства биогаза, исходя из своих возможностей и тарифов на энергоносители.

Значительным достоинством самостоятельного производства биогаза является побочное получение высококачественного экологически чистого удобрения. На видео ниже мастер объясняет теоретические основы получения биогаза и получения удобрений.

Биогазовая установка в домашних условиях

Привет всем читателям и посетителям блога «построить дом». Помнится в одной из статей, где мы с вами «изобретали» электростанцию на солнечных батареях, я обещал вам рассказать о получении биогаза в домашних условиях. Что ж, обещал значит надо выполнять, дабы не быть посланным в одно из нехороших мест.

Что мы знаем о биогазовой установке? На данный момент многие об этом имеют лишь отдаленное представление, а большинство вообще ничего не знают о том что это такое – все представление о снабжении энергией своего дома, сводится к тому чтобы своевременно оплачивать счета за газ, или другие энергоносители. Однако, бесконечное повышение стоимости на энергоносители, побуждает некоторые пытливые умы искать альтернативные решения, и искать способы производства, например оборудования для добычи биогаза в домашних условиях, из органических отходов. Причем есть и такие Кулибины, которые ухищряются сделать сразу 2 в 1 – совмещать септик с биогазовой установкой. Думаете шутка? Отнюдь. В нашем мире и не такое возможно.

Итак, биогазовая установка позволит получить не только дешевую энергию для приготовления пищи и обогрева дома, но и высококачественное удобрение.

Домашний биогазовый завод на навозе – схема

Биогаз из органических отходов

Получение биогаза из отходов относится к экологически чистому виду топлива. По своим характеристикам он практически ни в чем не уступает природному газу. Вот только извлекается не из земли, а путем брожения органических отходов.

Представить технологию извлечения биогаза можно следующим образом: в специальном сборнике, именуемом биореактором, осуществляется процесс переработки и брожения отходов. В результате этого совершается выделение смеси газов, состоящей из 60 % метана, 35 % – углекислого газа и оставшиеся 5 % – прочих газообразных веществ. Добытый газ постоянно отводится из биореактора и после очистки используется в бытовых целях.

Схема принципа действия биогазовой установки

Отработанные отходы, превратившиеся в первосортное удобрение, периодически извлекаются и вывозятся на поля.

На заметку: исследования показали, что поле обработанное удобрениями, перебродившими анаэробным методом дает урожай на 20-30 % больше, нежели поле удобренное обычным способом.

Биогазовые установки для дома – купить или же сделать самому?

Если крупные фермеры могут себе позволить купить биогазовую установку созданную в промышленных условиях, то мелкие предприятия, а уж тем более частные домовладельцы скорее смогут не купить, а смонтировать своими руками менее мощные установки, функционирующие по тому же методу, из подручного материала. Но сперва необходимо понять, каких именно размеров, а главное какого типа установку вы хотите получить на своем участке.

Схема установки для получения биогаза для предприятий, ферм

Типов установок, как и видов брожения органических веществ всего два – с поступлением воздуха (аэробный) и без него (анаэробный). При аэробном брожении в процессе распада биомасс водород окисляется до воды, а углерод – до углекислого газа. Причем в этот момент выделяется большое количество тепловой энергии – бродящая биомасса сильно нагревается.

При анаэробном брожении 60-70 % углерода превращается в метан, а оставшаяся его часть – в водород, углекислоту и азот. Для сжигания метана хорошо подходит обычная газовая конфорка.

Биогазовый заводик у колхозного амбара

Аэробный метод получения энергии легче и проще анаэробного. Он не требует производства герметичных бродильных камер и контроля. Аэробные установки называются БТС (биотермические станции). А анаэробные – БЭС (биоэнергетические или биогазовые станции). В качестве сырья для брожения годятся любой органический сельскохозяйственный продукт. Одна израильская компания, например, представила компактную установку по добыванию биогаза, функционирующую исключительно на фруктовых и овощных очистках.

Биогазовая установка для дома компании HomeBioGas

Разработанная израильской компанией HomeBioGas биогазовая установка по выработке газа в домашних условиях, при своих скромных габаритах (123 х 165 х 100 см) и массой не более 40 кг может обеспечить работу одной плиточной горелки на максимальном огне в течение часа.

Homebiogas – биогазовая установка Израильской компании

Кроме того, эта установка вырабатывает до 8 литров жидких удобрений в сутки при максимальной загрузке танка (6 кг).

По подсчетам в год одно небольшое агрохозяйство при помощи этой установки способно переработать около тонны органических отходов. Правда установка рассчитана на работу при среднесуточной температуре от +20^оС. Я же, хочу рассказать, как создать домашнюю биогазовую установку прекрасно работающую в климатической зоне центральной России. В принципе в ней ничего особо сложного нет.

Домашняя биогазовая станция

Если обладатели установки хотят, чтобы она каждые сутки приносила по 0,7-0,9 м³ биогаза (вполне хватит на приготовления пищи для двух человек), то поступать нужно следующим образом.

1. Загрузить камеру брожения объемом 1 м3 мелконарезанными и разведенными в воде органическими отходами (напомню – фруктовые и овощные очистки) в весовых соотношениях 1 : 10 – 1 : 5.
2. Герметично закрыть ее и обеспечить подачу постоянной температуры от +25 до +30оС.

Для поддержания в камере постоянной температуры, через нее необходимо пропустить змеевик с горячей водой, прогреваемой посредством газа, вырабатываемого этой же установкой. На линии газопровода нужно установить два крана: один у газовой плиты, другой – на выходе из реактора.

На заметку: а вот наш смекалистый сельский народ уже давно задумывается, а некоторые и воплотили в жизнь, получение газа для отопления дома из собственных каловых масс – то бишь совмещают септик с биогазовой установкой. Если хорошо порыться в интернете, можно схемы даже найти.

Газосборник либо газгольдер – второй по значимости, после бродильни, элемент биогазовой установки. Он представляет из себя два стальных сосуда (один из которых перевернут вверх дном), беспрепятственно входящих друг в друга. Во внешний сосуд заливается вода, образуя гидравлический затвор для биогаза, поступающего в полость перевернутого сосуда. Кольцевой зазор между стенками сосудов примерно 50 мм. Объединить оба резервуара можно при помощи трубок диаметром ½ дюйма. Такой же газопровод забирает газ из перевернутого сосуда и доставляет метан к обычной газовой плите. Снаружи газгольдер рекомендуется обложить утепленным шатром.

А что делать зимой?

Зимой эта биогазовая станция может работать только в самых южных районах страны. Потому как в условиях севера в это время обогрев для поддержания брожения потребует немного больше газа, чем она сможет выработать.

Принципиальная схема биогазовой установки работающей на навозе

Но зимнее время можно использовать с пользой – для сбора и загрузки камеры сухой биомассой. Тогда при наступлении теплого сезона вам не придется терять время на запуск установки – вы заполните реактор водой либо навозной жижей, и через три-четыре дня вы начнете получать биогаз в домашних условиях. Представляете сколько мы с вами этой биогазовой станцией «убили зайцев».

Ну, вот вроде бы и все, что хотел вам рассказать о добываемом биогазе в домашних условиях. Не говорите только никому. Иначе останетесь без отходов (шучу). На этом пока все, до новых статей.

Биогаз своими руками в домашних условиях, схема биогазовой установки

Подбираем котельное оборудование для дома

Уют в каждом частном или загородном доме в первую очередь зависит от наличия приятного тепла в нем на период зимних холодов. А обеспечить это тепло вам помогут специальное котельное оборудование, которое без особых проблем можно ……

04 05 2021 16:18:35

Утепление стен снаружи минватой под сайдинг и штукатурку: выбор минеральной ваты (базальтовая, эковата, каменная, стекловата и т.д), толщина и размеры материала, технология монтажа своими руками

Пошаговая инструкция по утеплению стен снаружи под сайдинг и штукатурку, выбор оптимальной минеральной ваты: какой материал лучше использовать (базальтовый, каменный, стекловата, эковату). Технология теплоизоляции стен из кирпича, газобетона, деревянных и каркасных стен. Поговорим о размерах минваты, ее толщине и плотности….

14 04 2021 11:27:14

Выбираем насос принудительной канализации для дома

Принудительная канализация представляет собой небольшой по размеру насос, который не требует специального образования для установки и дальнейшей эксплуатации. Данные изделия различаются по нескольким видам и имеют некоторые особенности эксплуатации ……

06 04 2021 13:55:19

Как построить выгребную яму своими руками

Простейший выгреб представляет собой вырытую в грунте яму глубиной не менее 2,5 метра. Чтобы не просачивался неприятный запах и не загрязнялись нечистотами водоносные слои, их выполняют как заглубленные герметичные емкости ……

31 03 2021 7:20:24

Конденсационный газовый котел

Обзор конденсационных котлов Vaillant ecoTEC plus, преимущества и недостатки конденсационных котлов, их отличие от обычных котлов ……

28 03 2021 18:31:39

Автоматика для газовых котлов отопления

Описание принципа работы автоматики для газовых котлов и минимального набора функций согласно нормам. Краткий обзор производителей комбинированных газовых клапанов….

14 03 2021 19:48:21

Канализационный септик Тритон для частного дома

Канализационный септик Тритон будет идеальным вариантом для выполнения автономной канализационной системы. Оборудование можно установить на даче, а также возле загородного дома ……

05 03 2021 14:56:39

Газовый котел Vaillant ошибка F28: как устранить ее, а также основные неисправности (F29, F36, F75, F22, F28) и отзывы

В данной статье вы узнаете об ошибках газовых котлов Vaillant (F28, F29, F36, F75, F22), как самостоятельно их устранить и что необходимо делать для этого, а также дополнительные возможные неисправности и отзывы владельцев….

04 03 2021 20:53:20

Производство биогаза и то, что вы вкладываете в дом Биогаз

Вы можете кормить свою систему HomeBiogas примерно 6 литрами пищевых отходов или до 20 литров отходов животноводства в день. Равное количество воды следует добавить вместе с отходами, когда вы заправляете их на вход HomeBiogas.

Поместите кухонные отходы

Прибор работает с любыми остатками пищи; мясо, молочные продукты, овощи, жиры, кости, косточки, семена и яичная скорлупа. Вы также можете добавить гнилую или заплесневелую пищу.Избегайте кормления большим количеством кожуры цитрусовых (апельсин, грейпфрут, лимон), поскольку они содержат антибактериальное масло, которое может снизить эффективность пищеварения.

Внесите навоз

Вы можете кормить прибор навозом животных, особенно навозом любого животного, которое жует жвачку (например, коров, оленей, верблюдов, буйволов, коз и овец). В навозе не должно быть камней, соломы и земли, которые не разлагаются в варочном котле. Вы также можете добавить собачьи или кошачьи отходы (без песка).Мы рекомендуем ограничить количество куриного помета, так как он содержит высокий уровень аммиака и изменит баланс жидкости в варочном котле.

Поместите человеческие отходы

Тем, кто решает сбрасывать человеческие отходы в HomeBiogas, следует использовать модель 2.0 в сочетании с биотуалетом. Человеческие отходы и туалетная бумага будут разрушаться и превращаться в биогаз, как и навоз животных.

Не кормите слишком много этих вещей

-Не слишком много куриных фекалий (до 50%)

-Не слишком много жиров, масел, смазки (до 25-30%)

-Не слишком много цитрусовых (до 2 кожуры цитрусовых в день)

-Не много корней, стеблей

— Компостируемые подгузники не слишком много (1 раз в день, в зависимости от марки)

-Не слишком много салфеток

Не кормить

Следующие предметы не ломаются или медленно разрушаются, забивая варочный котел: перья, бумага, картон, мех, кофейная гуща, отбеливатель, садовые обрезки, опилки, щепа, солома, жевательная резинка, обрезки ногтей, пух, волосы. , грунт, песок, «Биопакеты» для собачьего помета / продукции, любые ракушки, даже ракушки моллюсков и устриц.

Сколько времени нужно для производства биогаза?

после активации

Прибор начнет производить газ через 1-3 недели после первоначального включения с использованием навоза. (Подробнее о первоначальной настройке читайте здесь). После этого начального газа бактерии внутри системы будут работать 24 часа в сутки, 7 дней в неделю, расщепляя отходы и производя газ, как это делает наш желудок, пока он достаточно теплый.

Биогаз с пищевыми отходами

Насколько быстро ваша пища разложится и превратится в биогаз, зависит от различных факторов, таких как тип отходов, которые вы скармливаете, и температура на улице.Разные продукты содержат разное количество энергии, которая становится доступной, когда пища переваривается (либо вашим организмом, либо биодегестором).

В целом пищевые отходы обладают более высоким потенциалом выработки энергии, поскольку они еще не перевариваются желудком животного. В случае пищевых отходов жиры, масла и смазки (ВОГ) особенно эффективны, хотя и не рекомендуются в больших количествах. Но в целом сырье с высоким содержанием калорий, жиров, крахмала и сахара обычно производит больше биогаза, чем другие продукты.

• Высокий выход биогаза: хлеб, кукуруза, горох

• Низкий выход биогаза: рыба, птица, вода, шпинат Тем не менее, мы обнаружили, что, как правило, 1 кг органических отходов = 1 час газа для приготовления пищи .

Биогаз с навозом Урожайность биогаза от самого высокого до самого низкого:

• 1. Домашняя птица *
• 2. Свинья
• 3. Корова
• 4. Лошадь
• 5. Кролик
• 6. Коза
• 7. Буйвол
• 8. Овца

Собака, кошка и человек отходы также используются для производства биогаза, но их количество ограничено по сравнению с количеством, которое может производить навоз домашнего скота.

* Хотя птичий помет обладает высоким биогазовым потенциалом, его вряд ли используют для производства биогаза, поскольку он содержит большое количество аммиака. Его эффективное использование в качестве сырья для биодеструкции требует, чтобы он прошел процесс отгонки аммиака.

превращение пищевых отходов в возобновляемые источники энергии

Вчера вечером я приготовил для своей семьи вкусный ужин из макарон, используя энергию биогаза. Этим 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.

---

Читать далее: 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

Основным преимуществом биогаза является 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, когда органическое вещество было впервые выращено.

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 биогазовый эксперимент

В духе научных исследований я установил одну из немногих доступных в настоящее время домашних биогазовых систем, поставленная за 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 своего исследования 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 еду 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.

---

Читать далее: Сохранение истинного богатства австралийских отходов

---

Производство домашнего биогаза необычно.Но я считаю, что правительства штатов должны разработать законодательство, чтобы приспособить 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 гораздо опаснее.

Производство биогаза в домашних условиях | Живая Сеть Фермы

Мое понимание вопроса о биогазе началось, когда я наткнулся на статью в потрепанном экземпляре журнала The Mother Earth News , озаглавленную «Куриный помет может привести в действие вашу машину». В статье, похороненной среди спорных бизнес-историй и самодельных уроков по садоводству, рассказывается, как одноногий британский техник по обслуживанию по имени Гарольд Бейт переделал седан Hillman 1953 года для работы на разлагающихся отходах птицеводства, чтобы обойти необоснованно высокие налоги. на бензине.

В то время я не понимал, что в недалеком будущем я буду строить и эксплуатировать аналогичный метановый реактор в том же самом издании, которое опубликовало эту историю несколько лет назад. Журнал нанял меня, и я почти сразу же занялся развитием исследовательской фермы площадью 624 акра в горах Западной Северной Каролины, где биодинамическое садоводство, пермакультура, альтернативная энергия и естественное строительство были правилом, а не исключением. Этот опыт оставил у меня новое понимание удобства использования нефтяного топлива, но он также открыл огромный мир неизведанных альтернатив.

Моя самая ранняя попытка освоить биогаз, установка газового холодильника Servel для работы с резервуарами для выработки биогаза на переднем плане

Вероятно, самое лучшее время, чем начало весеннего сезона, чтобы поговорить о переваривании метана, который теперь называют «биогазом», чтобы более точно описать его место в иерархии возобновляемых источников энергии. Весна — время возрождения и обновления природы, и процесс разложения, превращающий отходы в новую форму, сжигаемое топливо, еще не завершен.

Проект «Живая веб-ферма» начался в 2018 году, когда мы согласились установить и протестировать систему домашнего биогаза, небольшую анаэробную ферму в масштабе дома и фермы, произведенную совместным стартапом в Бейт-Янаи, Израиль. В отличие от более постоянных систем, в этой системе используется усиленный гибкий мешок в качестве резервуара для разложения, а вторая герметичная камера — в качестве мешка для хранения газа. Литой пластиковый входной приемный лоток прикреплен к одному концу, а выход жидких удобрений — к другому, с газовым фильтром и системой управления, прикрепленными к камере хранения газа.

Система на 300 галлонов компактна и занимает площадь 4 x 8

Такой подход позволяет довольно легко настроить и эксплуатировать газогенераторную систему, если у вас есть сырье для ее подачи. Сюда входят навоз, пищевые отходы и отбраковка овощей, фруктов и даже мяса и жиров. Итак, давайте посмотрим, как это работает.

Что такое анаэробное пищеварение?

Вкратце, это естественный процесс разложения органических материалов в отсутствие кислорода воздуха.В отличие от аэробного пищеварения, известного большинству из нас как простое компостирование, в анаэробном процессе участвуют специализированные микроорганизмы, известные как метаногены, метаболизм которых производит метан в условиях низкого содержания кислорода. Поскольку у них нет доступа к окружающему воздуху, их ограниченная потребность в кислороде обусловлена ​​самим органическим материалом.

Переход от органического вещества к газу происходит в четыре этапа. Первый — это гидролиз , в котором водная суспензия разрушает химические связи в сложных веществах, таких как углеводы и белки, на простые молекулы сахара и аминокислот.Вторая стадия — это ацидогенез , с помощью которого эти молекулы превращаются в этанол и жирные кислоты, образуя побочные продукты двуокиси углерода и сероводорода. На третьем этапе этанол и жирные кислоты переходят в водород и уксусную кислоту в процессе, называемом acetogenesis . Наконец, на четвертой стадии преобладают метаногенных организмов, которые превращают оставшийся водород и уксусную кислоту в метан и дополнительный диоксид углерода. В состав биогаза обычно входит от 55 до 65% метана и от 35 до 45% CO2, со следами азота, водорода, водяного пара и сероводорода.Последние два компонента удаляются ловушкой для конденсата и фильтром из железа, чтобы улучшить качество газа.

К счастью для нас, эта сложная серия событий происходит без нашего вмешательства, за исключением обеспечения гостеприимной среды и регулярного рациона сырья. Размещение помещений по существу означает поддержание постоянной температуры выше 75 градусов по Фаренгейту и мониторинг уровней pH в шламовой камере. Удивительное разнообразие кухонных и садовых отходов, а также навоза может успешно способствовать образованию метана, но слишком большое количество определенных вещей нарушит баланс pH, снизив его уровень до кислой территории и потребовав незначительного курса стабилизации.

Даже если температура опускается ниже порогового значения или уровень pH отклоняется от идеальной нейтральной зоны, это не убивает газообразующие организмы; они просто будут бездействовать, пока не будут внесены исправления, и они не смогут продолжить свой естественный путь. Крайние случаи дисбаланса pH сделают популяции неактивными, и в этом случае их можно легко запустить с помощью вливания свежего навоза.

Зачем беспокоиться?

Прежде чем я отвечу на этот вопрос, я хочу ответить так: метан — это парниковый газ.Зачем нам делать больше? Короткий ответ заключается в том, что навоз (среди прочего) производит метан вне зависимости от того, вмешиваемся мы или нет. Здесь мы просто создаем и фиксируем его контролируемым образом. Разложение в окружающей среде приводит к прямым выбросам в атмосферу — второму по величине источнику парниковых газов при интенсивном производстве молочных продуктов. По совпадению, улетученный аммиак из концентрированного навоза становится остаточным в водных и наземных экосистемах и может впоследствии преобразоваться в выбросы закиси азота.

Но вернемся к вопросу: мы делаем это, потому что энергия, производимая биогазом, может заменить его долю ископаемого топлива, которое является основным источником выбросов парниковых газов. Энергия биогаза считается углеродно-нейтральной, поскольку углерод, выделяемый при сжигании, происходит из углерода, фиксируемого растениями в их биологическом цикле.

Энергия биогаза может быть дополнительным источником дохода в более крупном масштабе, но для мелких производителей картофеля она может уменьшить или устранить необходимость в поставке пропана или подключении природного газа.Он может быть источником топлива для приготовления пищи, отопления или освещения в любом месте, в сети или вне ее, а его остаточное переваренное вещество может быть дополнительно переработано в компост для обеспечения питательными веществами садовых почв.

Конечно, биогаз не имеет энергетической ценности природного газа. Из-за более низкого содержания метана он содержит примерно на 25% меньше энергии в британских тепловых единицах на единицу, но его преимущество состоит в том, что он является возобновляемым, и его не нужно извлекать из земли. Каждый кубический фут биогаза содержит около 600 британских тепловых единиц энергии, так что стандартная мера — один кубический метр (35 куб.футов) обеспечивает 21000 БТЕ или эквивалент 6 кВт-часов тепловой энергии — этого достаточно, чтобы горелка кухонной плиты работала от 4 до 7 часов (в зависимости от ее размера) или 100-ваттная лампочка горела на 60 часов.

Горелка с одинарной плитой может часами работать от суточной производительности варочного котла

Подробные данные после пищеварения

Количество отходов, поступающих в варочный котел, почти равно количеству выходящих отходов. Но качество этих остатков улучшается за счет гораздо меньшего запаха и более качественного удобрения, потому что азот в сточных водах легче усваивается растениями, чем азот, содержащийся в необработанном навозе.Его питательная ценность остается почти такой же полной. Жидкие сточные воды можно слить и использовать в качестве удобрения; твердый компонент периодически удаляется и обычно компостируется.

В процессе анаэробного пищеварения уничтожается большинство переносчиков болезней и устраняются внешние запахи, что обеспечивает впечатляющий уровень борьбы с насекомыми. Фактически, единственные запахи, присутствующие в здоровой системе, проявляются в виде слегка затхлого запаха и содержатся в самом резервуаре для пищеварения, который изолирован от внешней среды.

Потребность в кормлении

Как я упоминал ранее, установка биогазового варочного котла требует поддержания тепла, баланса pH и третьего условия, знакомого домашним компостерам, — благоприятного отношения углерода к азоту.

Хотя температура реакции до 75 градусов по Фаренгейту позволяет системе функционировать, идеальные мезофильные условия достигаются ближе к 95 градусам. На этом уровне объемное производство и эффективность оптимизируются, а время хранения может составлять всего 15 дней. Варочный котел Living Web в настоящее время размещается в небольшой теплице, где в течение всего года наблюдается прямая солнечная энергия.В зимние месяцы изоляция из экструдированного полистирола торцевых стен и чернового пола сохраняет часть тепла, но 300-ваттный внутренний баковый обогреватель переносит вещи в ночное время и в самые холодные дни. (Сам процесс пищеварения генерирует некоторую тепловую энергию.) В течение следующего месяца мы переместим систему в большую теплицу в нашем районе Грандвью, где ее будет намного легче кормить и поддерживать, и где есть место для дополнительного газа. хранение в отдельной вспомогательной таре.

Простой кожух из полистирола с изоляцией из экструдированного полистирола создает хорошие условия в любое время года.

Уровень pH

идеален в диапазоне от 6,5 до 7,5. Проблемы с пищеварением обычно проявляются в виде падения pH, которое «закисает» систему. Состояние легко исправить с помощью дозы бикарбоната натрия (пищевой соды) или карбоната натрия (стиральной соды). Редкие щелочные состояния можно лечить с помощью обычной лимонной или молочной кислоты.

Отношение C / N напрямую влияет на газовый потенциал и нежелательное образование аммиака. Отношение углерода к азоту от 25: 1 до 30: 1 оказалось идеальным. Контроль отношения C / N — это вопрос расчета по весу значений индивидуальных входов в субстрат, используемый в качестве корма для варочного котла, которые доступны в Интернете в таких источниках, как этот сайт. Большинство удобрений домашнего скота уже находятся в желаемом диапазоне (за исключением домашней птицы), поэтому в основном вы будете обращать внимание на дополнительные садовые и кухонные отходы.

Пригодность субстрата или сырья для разложения зависит не только от соотношений C / N и уровней pH, но также от общего количества летучих твердых веществ в материале. Навоз домашнего скота обычно находится в виде жидкого навоза с ограниченным содержанием сухого вещества, но наш конский навоз требовал смешивания с водой для получения жидкого навоза. Слишком сильное разбавление снижает объем вносимого навоза, а слишком большое количество сухого вещества может вызвать трудности в работе.

Твердый навоз смешивают с водой для получения суспензии для активации стартера

Для активации системы стартовый навозный шлам объемом от 8 до 10% от общего объема резервуара вводится в камеру для разложения, где требуется от 10 до 21 дня для разложения и начала выделения газа.Подходящие навозы включают лошади, коровы, овцы, свиньи, кролики, козы, домашнюю птицу (с оговорками) и другие, но навоз не требуется для поддержания работы системы после выделения газа. Овощи, фрукты, кухонные и молочные продукты, жиры, мясные обрезки, семена и яичная скорлупа — все это на данный момент подходящее сырье для дичи, хотя навоз может оставаться частью матрицы, если он доступен.

Это, по сути, был урок, который я извлек из оригинального метанового реактора много лет назад. Использование одного субстрата ограничивает коллективную ценность наличия в доме варочного котла, который, по сути, может потреблять практически все.Хотя удобно иметь постоянный режим кормления, вы ограничиваете потенциал варочного котла, если не учитываете все входящие ресурсы, включая гнилые и формованные продукты. Пищевые отходы обладают высоким энергетическим потенциалом, поскольку они не перевариваются желудком животного, особенно продукты с высоким содержанием калорий, крахмала и сахара.

Что касается объема, наша система на 300 галлонов может принимать до 2 галлонов пищевых и садовых отходов в день или 4 галлона навозной жижи, включая отходы собак и кошек. На любых исходных материалах не должно быть почвы, соломы и неперевариваемых материалов, таких как камни и ветки.

Другие приемлемые субстраты, которые следует рассматривать в ограниченном объеме, включают цитрусовые (они содержат антибактериальные масла), масло и кулинарный жир, птичий помет (с высоким содержанием аммиака), рыбу и шпинат. Избегайте использования таких материалов, как картон, папиросная бумага, мех и перья, кофейная гуща, опилки и щепа.

Чего ожидать от сбраживания биогаза

Система под ключ емкостью 300 галлонов на нашей ферме — одна из многих существующих конструкций, и, хотя она удобна, она также относительно мала, поскольку была предназначена для использования в домашних условиях.Мешок для хранения газа имеет емкость 24 кв. Фута, что эквивалентно примерно 4,5 кВт · ч энергии или примерно 15 000 британских тепловых единиц.

Иллюстрированный разрез биогазовой установки. Утяжеленный балласт вверху обеспечивает давление газа

Можно добавить дополнительное хранилище, но газ трудно сжимать, а технология непрактична в таком масштабе, поэтому предпочтительным хранилищем являются усиленные баллоны. При умеренном ежедневном кормлении 2 фунта. обрезков пищи можно ожидать около 20 куб.футов газа в день в идеальных условиях. Более крупные управляемые постоянные системы работают еще лучше, некоторые производят 1 куб. футов газа в день на каждый кубический фут мощности метантенка.

Газ извлекается по маленькому черному трубопроводу и может доставляться на расстояние до 50 футов для использования

При работе с горючим газом всегда важна безопасность системы. Хотя содержание метана в газе будет незначительно колебаться в зависимости от условий варочного котла, биогаз практически не имеет запаха, цвета и легче воздуха, поэтому его трудно обнаружить.Это также удушающее средство, как природный газ и пропан. Его пламя часто горит с полной ясностью, поэтому его может не быть видно.

Техническое обслуживание — дело случайное, но, тем не менее, важное. Любые утечки в резервуаре варочного котла или в жидкостной арматуре необходимо незамедлительно устранять по санитарным причинам, а также по соображениям производительности. Утечки газа критически важно избегать, но поскольку система работает при очень низком давлении 4 дюйма водяного столба — около 0,15 фунта на квадратный дюйм — они не особенно сильны и их легко обнаружить с помощью жидкой смеси мыла и воды в стыках.У нас никогда не было утечек.

Биогазовая система работает при низком давлении менее 4 дюймов водяного столба или 0,15 фунта на кв. Дюйм.

В какой-то момент твердые частицы собираются в резервуаре варочного котла до уровня, на котором они должны быть удалены. В этом случае жидкость откачивается или откачивается, а твердые частицы извлекаются через порт, встроенный в основание резервуара. Камера небольшая и достаточно управляемая, так что это просто рутинная работа, а не битва.

Конечно, большинство из нас, вероятно, не пойдут на все, что мистер Мистер.Бейт сделал это, чтобы запустить свой автомобиль на навозном газе, но регулярные поставки биогазового топлива собственного производства не выходят за рамки возможностей любого, у кого есть небольшая ферма или приусадебный участок. И да, помимо приготовления пищи, освещения и нагрева воды, можно привести в действие стационарный генератор, который обычно работает на бензине или сжиженном нефтяном газе с биогазовым топливом, если он правильно очищен и фильтруется после внесения изменений в топливную систему. Это не технический вопрос, а скорее вопрос предложения, поскольку один галлон бензина эквивалентен 200 кубическим футам биогаза.

Как сделать домашний биогазовый котел (возможно) — зернистость

1/3

Экологи обращаются к биогазу как к средству помощи фермерам в остановке стока рек и в экологически чистом производстве электроэнергии и удобрений.

iStockphoto.com/Bob Ingelhart

2/3

Планы установки для биогазового реактора: кислотная фаза рассчитана на три дня, а метановая фаза — на девять дней — примерно на 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-продуценты кислоты) 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 варочного котла и обсуждение усовершенствований в Интернете. Он считает, что потенциальные конструкторы домашних биогазовых реакторов должны построить модель крошечного галлонового кувшина, прежде чем начинать изо всех сил с малым или большим варочным котлом.

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

Большинство ветеранов биогазовых реакторов, в том числе Кросби, скажут, что никакая конструкция биогазовых реакторов не дает никаких гарантий.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 Грит 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 на протяжении всего процесса. Материал следует измельчить до состояния суспензии и подать в варочный котел при температуре, близкой к 95 градусам по Фаренгейту, насколько это возможно.

Произведенный газ можно использовать либо непосредственно для приготовления топлива, либо 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 [email protected].

---

Перечень материалов для домашнего биогазового котла

Резервуар из полиуретана высокой плотности (HDPE) (для этих планов резервуар на 90 галлонов с открытым верхом, 24 на 48 дюймов)
76 дюймов ¾-дюймовая трубка из HDPE
1 24 дюйма на 24-дюймовый лист ¼-дюймовый HDPE
-дюймовый гибкий шланг
2-дюймовая труба из ПВХ
3 2-дюймовые переборочные фитинги
1 fitting-дюймовый переходной фитинг с наружной резьбой и зазубриной для шланга
Саморез из нержавеющей стали с диаметром 20 дюймов стальные винты
Силиконовый колпачок
1 лист размером 24 дюйма на 24 дюйма 3–8-дюймовый полиэтилен высокой плотности (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-футовая 4-дюймовая трубка из АБС с ячеистым сердечником, обрезанная по размеру
Тепловая лента
Алюминиевая лента
Reflectix 1-дюймовая жесткая светоотражающая изоляция
Резина для прокладки
20 нейлоновые винты с шестигранной головкой и гайки
Специальный инструмент Crosby Используется: сварочный аппарат для пластика, 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 резервуара. После того, как диск отрезан, прорежьте три отверстия для различных трубок. Вам потребуются отверстия для установки-дюймового пластикового вентиляционного отверстия из гибкого шланга, 2-дюймовой переходной 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 головкам баллонов.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 саморезами из нержавеющей стали. Закройте винты силиконовым герметиком.

Шаг 6 : Вырежьте крышку резервуара варочного котла из 3-8-дюймового листа HDPE так, чтобы она соответствовала внутреннему фланцу открытого верха резервуара HDPE. (Фактический диаметр вашей крышки будет зависеть от того, какую конструкцию резервуара вы используете.Вырежьте отверстия в крышке резервуара, чтобы они подходили к теплообменнику, который скоро будет собираться, трубке для 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 плотно закрывалась 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 направлять отходы прямо на свою кухню или добавлять их в свою систему горячего водоснабжения. Хотя это может создать целый ряд новых конструктивных проблем, наличие бесплатного газа — это забавная проблема.

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.

Backyard Biogas 101: мы отвечаем на 9 важных вопросов

Биогазовые автоклавы — простая технология, превращающая отходы в топливо, — существуют уже много столетий.Но только недавно бесстрашные городские поселенцы начали добавлять это изящное оборудование вместе со своими курятниками, огородами и дождевыми бочками.

Один из способов принести биогаз в дом — это купить готовую систему. HomeBiogas предлагает модель в масштабе заднего двора, которая продается по цене менее 1000 долларов. Израильская компания утверждает, что продала свои устройства, напоминающие небольшую палатку и способные производить час топлива для приготовления пищи на литр пищевых отходов, примерно 1000 семьям в 76 странах.

Также можно построить биогазовый реактор в стиле «сделай сам», но имейте в виду, что это значительно сложнее, чем создание компостной кучи или установка дождевой бочки.

Даже если вы купите сборный комплект, успешное преобразование отходов в пригодное для использования топливо требует самоотверженности — а иногда и множества проб и ошибок. Вот почему мы создали это небольшое руководство, чтобы познакомить вас с основами. Думайте об этом как о биогазе 101. Давайте начнем урок:

.

В чем разница между биотопливом и биогазом?

Органические отходы, будь то навоз животных, гуманоиды, скошенная трава или пищевые отходы, можно преобразовать в жидкое топливо (этанол) или газовое топливо (метан).Первое, часто называемое биотопливом, в больших масштабах производится на Среднем Западе, смешивается с бензином на нефтяной основе и продается на бензоколонках по всей стране. Последний продукт, часто называемый биогазом, иногда собирают со свалок, очистных сооружений и навозных лагун на промышленных фермах, которые обычно преобразуют топливо в электричество для обеспечения своей работы.

Как я могу использовать биогаз?

В домашних условиях биогаз обычно не преобразуется в электричество, а используется непосредственно в качестве топлива для приготовления пищи.Биогаз почти идентичен природному газу на основе ископаемого топлива и может использоваться в домашних условиях, таких как печи, водонагреватели, плиты и духовки. Однако в некоторых приборах могут потребоваться незначительные модификации (например, для преобразования стандартной печи требуется просто снять сопло для снижения давления внутри каждой горелки). Биогазовые варочные котлы также производят жидкие и твердые побочные продукты, которые можно использовать в качестве удобрений.

Как работает биогазовый реактор?

Большинство людей знакомо с аэробным разложением — это то, что происходит в любой успешной компостной куче.Напротив, анаэробное разложение происходит в илистой почве болота или в переувлажненной компостной куче. Микробы, которые естественным образом размножаются в таких условиях, при выполнении своей работы издают ужасный газообразный запах. Эти газы являются горючими, если улавливаются в герметичном резервуаре или другом контейнере, и, улавливая газ, вы также улавливаете запах.

Интернет наводнен конструкциями варочных котлов, сделанных своими руками, но все они используют несколько основных функций. Основным компонентом является герметичный резервуар, в котором происходит процесс пищеварения (то есть разложение) и собирается газ.Это может быть барабан на 55 галлонов, пластиковый резервуар для воды или резиновый «баллон» (представьте себе гигантский мешок Ziploc из толстой резины). Сырье (например, навоз, кухонные отходы и т. Д.) Откладывается через желоб на одной стороне резервуара; Некоторые системы также включают измельчитель, который измельчает материал до однородного осадка, что увеличивает эффективность устройства.

На противоположной стороне резервуара перепускной клапан позволяет отводить сточные воды для орошения, а клапан наверху направляет метан в бытовые приборы через обычную газовую трубу, которая есть на любом домашнем складе.На газовой линии должен быть установлен специальный фильтр для удаления сероводорода, природного, но чрезвычайно вонючего компонента биогаза.

Упрощенная иллюстрация того, как работает биогазовый реактор. Фото Павла С / shutterstock.com

Можно ли использовать биогазовый реактор в любом климате?

Да, теоретически.

Биогазовые реакторы наиболее распространены в тропических странах, потому что микробам, которые творит чудеса, для размножения требуется теплая погода — для оптимальной работы необходимы дневные и ночные температуры от 70 до 80 градусов.В более холодном климате их часто помещают в теплицу или под землю для утепления. В противном случае необходимо обеспечить искусственное отопление в той или иной форме, чтобы обеспечить надежный источник топлива в зимние месяцы, что, конечно же, не дает цели. Работа только летом возможна.

Какое обслуживание требуется для биогазового реактора?

Ежедневная работа биогазового варочного котла состоит в основном из добавления сырья и сбора богатой питательными веществами воды, которая переливается из резервуара (живая ткань — это в первую очередь вода, которая выделяется в процессе разложения).Густой ил, который скапливается на дне резервуара, необходимо время от времени удалять (это отличное удобрение).

Также важно регулярно контролировать уровень pH в резервуаре. В зависимости от используемого сырья и других факторов окружающей среды суспензия внутри резервуара может легко опрокинуться в сторону кислотного конца шкалы pH, что приведет к отмиранию микробов и прекращению производства биогаза. Подкисление легко устраняется добавлением щелочного вещества, такого как известь или пищевая сода.

Это безопасно?

Хотя биогаз, конечно, легко воспламеняется, небольшие варочные котлы не создают давление в топливе до такой степени, как, скажем, в пропановом баке. Это снижает риск взрыва почти до нуля. Если газ выходит из баллона, он просто рассеивается в воздухе. При использовании варочного котла внутри теплицы требуется вентиляция, так как вдыхание газа в замкнутом пространстве опасно для здоровья.

Это законно?

Американские строительные нормы и правила, насколько нам известно, не касаются непосредственно домашних биогазовых реакторов.Большинство людей, использующих их, вряд ли будут запрашивать разрешение у местных властей, и не совсем ясно, что они должны это делать. По сути, биогазовые котлы — это просто влажная замкнутая компостная куча, и это, безусловно, законно. С другой стороны, их можно рассматривать как устройство для удержания горючих газов, что беспокоит инспекторов строительства. Действуйте на свой страх и риск.

Что лучше: сделай сам или комплект?

Здесь находится компромисс между ценой и готовностью возиться.Микробы, производящие биогаз, привередливы и могут не выполнять свою работу, если условия не совсем подходящие, поэтому, возможно, стоит заплатить за продукт, который был доработан профессиональными дизайнерами, которые разработали все нюансы. С другой стороны, самодельный варочный котел можно построить всего за 50 долларов по частям.

Как я могу узнать больше / связаться с другими?

Существует множество книг по этой теме и бесчисленное количество веб-сайтов. Один из лучших онлайн-ресурсов — это руководство по биогазу, опубликованное Национальной информационной службой по устойчивому сельскому хозяйству.Онлайн-чат Permies включает множество тем, связанных с биогазом, где энтузиасты обмениваются идеями и вдохновением.

Сделайте свой собственный биогазовый реактор

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

Помещение биогазового реактора

В конечном итоге, 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, сотрудники 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 заполнить подвал большой бак для ила и газа …

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

Как производить биогаз в домашних условиях

Идея биогаза далеко не нова. Люди экспериментировали с получением биогаза на протяжении многих поколений. Биогаз производится путем преобразования органических отходов в энергию. Это огромная победа для окружающей среды, поскольку в ней используется то, что иначе считается отходами, но это также большая победа для бумажников.

Органические отходы включают побочные продукты производства продуктов питания человека (например, кожуру картофеля, кожуру моркови, ботву репы и т. Д.), Но также включают навоз. Любой навоз — это честная дичь, подумайте о коровах, свиньях, цыплятах, кроликах, козах — практически любое сельскохозяйственное животное производит кучи этого каждый день.

Этот навоз производит очень высокий уровень газообразного метана, который вреден для окружающей среды. Используя этот навоз для создания биогаза, мы устраняем опасность образования в атмосфере газов, удерживающих тепло, что повышает температуру всей планеты.Использование его для производства биогаза также может помочь уменьшить глобальное потепление.

Как мы производим биогаз?

Биогаз производится при разложении органических отходов в среде, лишенной кислорода. Мы называем эту среду анаэробной, а сам процесс называется анаэробным пищеварением. В результате этого процесса создаются два продукта. Один — это дигестат . Дигестат можно использовать в качестве удобрений и даже в качестве подстилки для домашнего скота. Другой продукт — биогаз.Биогаз можно использовать для отопления, производства электроэнергии и в качестве чистого автомобильного топлива.

По сути, это похоже на компостирование всех материалов, но в среде без кислорода, в диапазоне температур от 35 до 40 градусов Цельсия и pH около 7. Это оптимально для производства биогаза. Биогаз можно преобразовать в улучшенную форму газа путем удаления диоксида углерода, который можно использовать как природный газ. Может использоваться как есть в качестве моторного топлива. Его можно использовать в качестве топлива в автомобиле, иногда без модификации.

Как вы можете производить собственный биогаз?

Только представьте себе, что вы находитесь на собственном участке, не подключенном к электросети, держите сотню голов скота, выращиваете себе еду и консервируете ее. Мясо накрыто, еда запасена, и вы готовы практически ко всему. А как насчет топлива? Представьте, каким бы изменился правила игры, если бы вы могли производить собственное топливо из отходов скота, огородных отходов или остатков пищи ! Ты можешь!

Биогазовый варочный котел позволяет вам довольно легко начать производство собственного биогаза.Купите готовый биодигестер примерно за 700–1000 долларов и начните производить собственный биогаз для удовлетворения своих потребностей в топливе. Это контейнеры, предназначенные для работы за вас и для сбора плодов из компостированных и переваренных отходов.

Создай свой! В сельских районах Китая используется около 30 миллионов биореакторов. Сельские районы Китая удалены от городов, где есть заправочные станции. Он просто недоступен, как в США. Многие сельские жители научились делать собственные биореакторы для удовлетворения своих потребностей в топливе.

Вам нужен резервуар с отверстием для доступа с одной стороны для добавления органических отходов. У вас есть другой доступ к розетке. Здесь вы собираете жидкие стоки, которые можно использовать в качестве топлива.

Нижняя часть основного блока — это камера для разложения. Отсюда можно собирать дигестат и использовать его в качестве удобрения. Основная камера обычно имеет куполообразный верх, чтобы оставить пространство, необходимое для расширения газов, образующихся внутри.