Raha

DIY metaani generaator. Tee ise kodune biogaasijaam

Biogaas on üks saadusi, mis tekib biomassi lagunemisel teatud tüüpi bakterite mõjul. Seda toodetakse anaeroobselt, st absoluutselt välistades õhu olemasolu.

Igas talupojas või põlluharimine koguneb aasta jooksul suur hulk:

Põllumajandusloomade väljaheited;
Põllukultuuride pealsed;
Muud kariloomad ja põllumajandusjäätmed.

Kõik see on suurepärane tooraine, mida saab kasutada orgaanilise väetisena. Teine võimalus nende jäätmete kasutamiseks on muuta need kääritamise teel biogaasiks. See toode on lihtsalt vajalik neile, kes tegelevad põllumajandusliku tootmisega.

Biogaas on tegelikult mitme komponendi segu, millest peamised on:

metaan (55 kuni 70%);
Süsinikdioksiid (28 kuni 43%);
Vesiniksulfiid ja teised.

Kui võtta keskmiselt, siis eraldub lagunemisel 1 kg bioloogilist massi ligikaudu:

0,18 kg metaani;
0,32 kg süsihappegaasi;
0,2 kg tavalist vett.

Mittelagunevat jääki on vaid 300 g.

Miks sõnnikut töödelda?

Värske sõnnik oma vedelate komponentidega, mida kuidagi ei töödelda, on keskkonnaprobleem. Piirkonnas laiali, vahele sekka reovesi, see saastab piirkondi:

Eriti vastuvõtlikud põllukultuurid lihtsalt surevad mullas oleva sõnniku tõttu;
Õhk saastub, omandades spetsiifilise lõhna;
Pinnas nakatub patogeensete mikroorganismidega.

Sõnnikus elavad ussid ja bakterid elavad seal edasi ja paljunevad aktiivselt. Ebasoodsatele mõjudele vastupidavad umbrohuseemned pudenevad sõnnikust mulda ja idanevad ohutult. Selliste tagajärgede vältimiseks oli vaja spetsiaalset bioloogilise massi töötlemise tehnoloogiat, mis

Suurendab kasulike komponentide sisaldust;
Kõrvaldab kahjulikud mõjud keskkonnale, sealhulgas patogeensete mikroorganismide arengu ja paljunemise.

Kõige lootustandvamaks ja majanduslikult tulusamaks suunaks osutus selles osas sõnniku ja muude jäätmete anaeroobne töötlemine orgaanilist päritolu biogaasi saamiseks!

Biogaasi kasutamine

Biogaasi kasutamise võimalused on äärmiselt laiad. Spetsiaalsete koostootmisjaamade kaudu saab selle muundada elektriks ja soojusenergia allikaks, samas kui elektriressurss tarnitakse jagatud võrk ja kasutage soojust kütmiseks:

Tööstushooned;
elamud;
Ruumid, kus peetakse põllumajandusloomi.

Kaalutakse head alternatiivset võimalust, mis väärib tähelepanu ainulaadne tehnoloogia, milles bioloogilise gaasi kvaliteedinäitajad viiakse maagaasi tasemele. Sel juhul saab saadud gaasitoodet võrku tarnida ja edukalt kasutada Tehnoloogia võimaldab transportida ressurssi märkimisväärsete vahemaade taha, et seda tarbijate huvides ära kasutada.

Bioloogiline gaas globaalses energias

Statistika väidab, et põllumajandusjäätmetest saadava bioloogilise gaasi osakaal globaalses energiasektoris on peaaegu 12%, kuigi algselt ei olnud selle tootmise ja kasutamise idee eesmärk märkimisväärset ärilist kasu saada.

Tänaseni ei kuulu suur hulk bioloogilist toorainet, mida kasutatakse energia tootmiseks, kommertstoodete kategooriasse ja ametlik statistika ei võta seda üldse arvesse.

Kui rääkida Euroopa Liidu riikidest, siis biomaterjalide osakaal energiasektoris ulatub üldiselt 3%ni, samas kui:

Austria moodustab 12% riigi energiatööstusest;
Rootsi - kuni 18%;
Soome – umbes 23%.

Tooraine biogaasi tootmiseks

Biogaasi tootmise lähteainena saab kasutada muu hulgas maisist, rohust ja rukkist valmistatud silohoidlaid. Nendel eesmärkidel sobivad hästi sellised põllukultuurid nagu suhkrupeet ja päevalilled. Tootmises saate kasutada orgaanilisi jäätmeid, millel pole muud kasutust.

Valmistoote mahu arvutamine

Biogaasi ööpäevase koguse arvutamine sõltub lähteaine tüübist ja päevasest laadimise kogusest.

Näitena võime võtta väikese talu, mis sisaldab:

Suur veised(veised) – 10 pead;
Sead – 20;
Kanad - 35.

Teades iga looma päevast väljaheidete kogust, on võimalik tuletada selle tooraine kogust päevas, võttes arvesse karilooma:

Veised – 10 pead x 55 kg = 550 kg (niiskusega 85%);
Sead - 20 pead x 4,5 kg = 90 kg (sama niiskusesisaldusega kui veistel);
Kanad - 35 pead x 0,17 kg = 5,95 kg (75% niiskuse juures).

Kui lisate kana väljaheidetele vett, viies niiskusesisalduse vajaliku 85% -ni, saate 10 kg toorainet.

Kilogrammist väljaheidete lähtematerjalist saadava bioloogilise gaasi kogus on:

Veisõnnik - 0,04 kuni 0,05 m3;
Seasõnnik - 0,05 kuni 0,09 m3;
Kana sõnnik - 0,05 kuni 0,09 m3.

Sellest lähtuvalt on kogumaht:

Alates 550 kg veisesõnnikut – 22 – 27,5 m3;
Alates 90 kg sea sõnnikut – 4,5–8,1 m3;
10 kg kanasõnnikust – 0,5–0,9 m3.

Kokku: 27-36,5 m3 biogaasi ööpäevas.

Taaskasutamise tulemusena moodustub paljude kasulike omadustega vedel aine, mis sobib söödakõrreliste ja köögiviljade kasvukohtade väetamiseks.

Kuivväetis suurendab tootlikkust:

Lutsern – kuni 50%;
mais – kuni 12%;
Köögiviljad - kuni 30.

Biogaasi tootmise seadmete disain ja omadused

Töötlemisettevõtte valikul on oluline mitte unustada tooraine niiskusesisalduse säilitamist. Optimaalsete tulemuste saavutamiseks on soovitav kasutada vee lisamise funktsiooni.

Tooraine mahutisse laadimisel lisatakse automaatselt vett suhtega 1:8. Et mass oleks homogeenne ja ühtlaselt jaotunud, segatakse see spetsiaalse pumba abil.

Teatud aja möödudes kantakse pidevalt segunev sõnnikumass bioreaktorisse. Niipea kui vastuvõtja maht on tühi, peatub segamisprotsess automaatselt.

Taimse tooraine (näiteks maisisilo) laadimisel töötavad biogaasi tootmisjaamad katkestusteta, järgides kaheastmelist tehnoloogiat.

Sellised seadmed hõlmavad:

fermenteerija;
konteiner sekundaarseks kääritamiseks;
Säilitamine.

See võimaldab teil saavutada paigalduse kõrge stabiilsuse ja töökindluse.

Kääritamiseks mõeldud paak tagab kasulike bakterite elutegevuseks samad tingimused kui fermenteris.

Seega on tagatud maksimaalne biogaasi tootmine aeglaselt lagunevatest substraatidest, sest teises etapis tuleb välja 20% selle võimalikust toodangust.

Biogaasijaama tehnoloogilised tööskeemid ja projekteerimisnäitajad sõltuvad otseselt:

Lähteaine kogused ja omadused;
soojus- ja niiskustingimused;
Laadimismeetodid ja kääritamise omadused;
Muud tegurid.

Paigalduse peamised seadmed on:

Suletud soojusvahetiga anum, kus soojuskandjaks on 50-60 kraadini kuumutatud vesi;
Seade, mille kaudu sõnnik siseneb ja väljub;
Seade biogaasi eemaldamiseks.

Muidugi oleks lihtsam luua universaalne bioreaktor. Kuid see on võimatu, sest iga talu kasutab oma allapanumaterjali ja oma soojusvarustusmeetodit. Biogaasijaama konstruktsiooni määravad suuresti kohalikud omadused ja materjalid.

Vaatame lähemalt bioreaktoris toimuvaid protsesse. Kogu paigalduskompleks koosneb kolmest osast:

- - 1. Saabas;
    2. töötaja;
    3. Mahalaadimine.

Reaktori sisepind on torukujuline plastmahuti. See struktuur on vajalik protsesside täielikuks ja maksimaalseks toimumiseks.

Reaktor suhtleb vastuvõtukonteineriga läbi tehnoloogilise luugi, mis avaneb õigel hetkel, nimelt siis, kui biomass veega segatuna omandab homogeense konsistentsi.

Tööruumi ülemises osas on ka hermeetiliselt suletud tehnoloogiline luuk, mille pinnal on seadmed biomassi koguse jälgimiseks, tekkiva gaasi proovivõtuks ja selle rõhu mõõtmiseks. Kui see tõuseb, lülitub kompressor automaatselt sisse ja gaas pumbatakse gaasihoidikusse. See väldib konteineri kahjustamist ja purunemist.

Bioreaktori struktuuris on täiendav kütteelement, mis vastutab temperatuuri režiim käärimisprotsessi ajal. Reaktori teises pooles on küte suurem. See on oluline keemilise reaktsiooni ja valmistoote maksimaalse saagise tagamiseks.

Massi segatakse pidevalt, et ei tekiks hõljuvat koorikut – see võib häirida väljuvat gaasi. Käärimise lõppedes laaditakse biosegu maha vastavasse sektorisse, kus toimub gaasijääkide lõplik eraldumine vedelast osast.

Paljud selliste käitiste omanikest kasutavad sõnnikut või selle läga töötlemiseks toorainena. MT-Energie esitleb oma uus arendus– lägast biogaasi tootmiseks mõeldud üheetapiline käitis, mis sisaldab ainult fermentaatorit ja hoidlat, välja arvatud käärituspaak. Selle puudumine on tingitud asjaolust, et läga kääritamine sõnnikust kulgeb kiiremini kui sarnane protsess silo kasutamisel. Uus paigaldus on oma hinnaomadustelt kuluefektiivsem ja atraktiivsem.

Seoses läga osakaalu ülekaaluga ei ole fermenteris oleval substraadil olulist gaasi moodustumise potentsiaali, mistõttu ei ole soovitatav ehitada järgnevaks kääritamiseks mõeldud reservuaari.

Paljud sellised paigaldised toimivad, kuid tekkivat soojust ei kasutata. Selle probleemi lahendamine võib oluliselt tõsta seadmete tõhusust. Enamasti on see tingitud asukoha iseärasustest, sest komplekse ei ehitata alati tööstuspiirkondadesse.

Seetõttu ei ole biogaasist elektri tootmine otse käitises alati õigustatud. Eelistatavam variant on toota elektrit otsetarbija lähedal, et koos sellega saaks kasutada ka soojust.

Olemasolev gaasivarustusvõrk sobib ideaalselt lõpptoote transportimiseks. Selleks, et bioloogiline gaas jõuaks oma jõudluse poolest loodusliku sinise kütuse tasemeni, vajab see täiendavat puhastamist.

Tehnoloogia pole uus. See hakkas arenema 18. sajandil, kui keemik Jan Helmont avastas, et sõnnik eraldab tuleohtlikke gaase.

Tema uurimistööd jätkasid Alessandro Volta ja Humphrey Davy, kes leidsid gaasisegust metaani. Inglismaal kasutati 19. sajandi lõpus tänavavalgustites sõnnikust saadud biogaasi. 20. sajandi keskel avastati bakterid, mis toodavad metaani ja selle lähteaineid.

Fakt on see, et sõnnikus töötavad vaheldumisi kolm mikroorganismide rühma, toitudes varasemate bakterite jääkainetest. Esimesena hakkavad tööle atsetogeensed bakterid, mis lahustavad lägas süsivesikuid, valke ja rasvu.

Pärast töötlemist anaeroobsete mikroorganismide poolt toitainetega varustamine tekivad metaan, vesi ja süsihappegaas. Vee olemasolu tõttu ei ole biogaas selles etapis põlemisvõimeline - see vajab puhastamist, seega juhitakse see läbi puhastusseadmete.

Mis on biometaan

Sõnniku biomassi lagunemise tulemusena saadav gaas on maagaasi analoog. See on õhust peaaegu 2 korda kergem, seega tõuseb see alati üles. See seletab kunstlikku tootmistehnoloogiat: ülaossa jäetakse vaba ruum, et aine saaks eralduda ja koguneda, kust see siis enda tarbeks välja pumbatakse.

Metaan mõjutab kasvuhooneefekti oluliselt – palju rohkem kui süsihappegaas – 21 korda. Seetõttu on sõnniku töötlemise tehnoloogia mitte ainult ökonoomne, vaid ka keskkonnasõbralik viis loomsete jäätmete kõrvaldamiseks.

Biometaani kasutatakse järgmistel juhtudel:

kokkamine;

autode sisepõlemismootorites;

eramaja kütmiseks.

Biogaas toodab suures koguses soojust. 1 kuupmeeter võrdub 1,5 kg kivisöe põletamisega.

Kuidas biometaani toodetakse?

Seda saab mitte ainult sõnnikust, vaid ka vetikatest, taimsetest ainetest, rasvast ja muudest loomsetest jäätmetest ning kalapoodidest tooraine töötlemise jääkidest. Sõltuvalt lähtematerjali kvaliteedist ja selle energiamahutavusest sõltub gaasisegu lõplik saagis.

Minimaalne saadav gaasikogus on 50 kuupmeetrit veisesõnniku tonni kohta. Maksimaalselt - 1300 kuupmeetrit pärast loomarasva töötlemist. Metaanisisaldus on kuni 90%.

Üks bioloogilise gaasi tüüp on prügilagaas. See tekib äärelinna prügilates prügi lagunemisel. Läänes on juba seadmed, mis töötlevad elanikkonna jäätmeid ja muudavad need kütuseks. Ettevõtluse tüübina on sellel piiramatud ressursid.

Selle toorainebaas sisaldab:

toidutööstus;

loomakasvatus;

linnukasvatus;

kalandus- ja töötlemisettevõtted;

meiereid;

alkohoolsete ja lahjade jookide tootmine.

Iga tööstus on sunnitud oma jäätmed utiliseerima – see on kallis ja kahjumlik. Kodus väikesega omatehtud paigaldus saate korraga lahendada mitu probleemi: maja tasuta küte, väetis maatükk sõnniku töötlemisel üle jäänud kvaliteetsed toitained, mis vabastavad ruumi ja kõrvaldavad lõhnad.

Biokütuse tootmise tehnoloogia

Kõik biogaasi moodustumisel osalevad bakterid on anaeroobsed, st ei vaja toimimiseks hapnikku. Selleks konstrueeritakse täielikult suletud kääritusanumad, mille väljalasketorud ei lase samuti väljast õhku läbi.

Pärast toorvedeliku paaki valamist ja temperatuuri tõstmist vajaliku väärtuseni hakkavad bakterid tööle. Hakkab eralduma metaan, mis tõuseb läga pinnalt. See saadetakse spetsiaalsetesse patjadesse või paakidesse, misjärel see filtreeritakse ja satub gaasiballoonidesse.

Bakteritest tekkinud vedelad jäätmed kogunevad põhja, kust need perioodiliselt välja pumbatakse ja ka ladustamiseks saadetakse. Pärast seda pumbatakse mahutisse uus portsjon sõnnikut.

Bakterite funktsioneerimise temperatuurirežiim

Sõnniku biogaasiks töötlemiseks on vaja luua sobivad tingimused bakterite tööks. mõned neist aktiveeruvad temperatuuril üle 30 kraadi – mesofiilsed. Kus protsess on käimas aeglasem ja esimesed tooted saab kätte 2 nädala pärast.

Termofiilsed bakterid töötavad temperatuuril 50–70 kraadi. Sõnnikust biogaasi saamiseks kuluv aeg väheneb 3 päevani. Sel juhul on jäätmeteks kääritatud muda, mida kasutatakse põldudel põllukultuuride väetisena. Mudas ei leidu patogeenseid mikroorganisme, helminte ja umbrohtu, kuna need hukkuvad kõrge temperatuuriga kokkupuutel.

Sööma eriline liik termofiilsed bakterid, mis suudavad ellu jääda 90 kraadini kuumutatud keskkonnas. Neid lisatakse toorainetele, et kiirendada käärimisprotsessi.

Temperatuuri langus viib termofiilsete või mesofiilsete bakterite aktiivsuse vähenemiseni. Eramajapidamistes kasutatakse mesofülle sagedamini, kuna need ei vaja vedeliku spetsiaalset kuumutamist ja gaasi tootmine on odavam. Seejärel, kui esimene partii gaasi saab kätte, saab seda kasutada reaktori soojendamiseks termofiilsete mikroorganismidega.

Tähtis! Metanogeenid ei talu järske temperatuurimuutusi, mistõttu talvel tuleb neid kogu aeg soojas hoida.

Kuidas valmistada toorainet reaktorisse valamiseks

Sõnnikust biogaasi tootmiseks ei ole vaja mikroorganisme spetsiaalselt vedelikku sisse viia, sest neid leidub juba loomade väljaheidetes. Tuleb lihtsalt hoida temperatuuri ja lisada õigeaegselt uus sõnnikulahus. See tuleb õigesti ette valmistada.

Lahuse niiskus peaks olema 90% (vedela hapukoore konsistents), Seetõttu täidetakse esmalt veega kuiva tüüpi väljaheited - küüliku väljaheited, hobuse väljaheited, lamba väljaheited, kitsede väljaheited. Seasõnnikut puhtal kujul ei ole vaja lahjendada, kuna see sisaldab palju uriini.

Järgmine samm on sõnniku tahkete ainete purustamine. Mida peenem on fraktsioon, seda paremini hakkavad bakterid segu töötlema ja seda rohkem gaase eraldub. Sel eesmärgil kasutavad paigaldised pidevalt töötavat segajat. See vähendab vedeliku pinnale kõva kooriku tekkimise ohtu.

Biogaasi tootmiseks sobivad kõige kõrgema happesusega sõnnikutüübid. Neid nimetatakse ka külmaks - sealiha ja lehma. Happesuse vähenemine peatab mikroorganismide tegevuse, mistõttu tuleb alguses jälgida, kui kaua neil kulub paagi mahu täielikuks töötlemiseks. Seejärel lisage järgmine annus.

Gaasi puhastamise tehnoloogia

Sõnniku töötlemisel biogaasiks saadakse:

70% metaani;

30% süsihappegaasi;

1% vesiniksulfiidi ja muude lenduvate ühendite lisandeid.

Selleks, et biogaas muutuks talus kasutamiseks sobivaks, tuleb see puhastada lisanditest. Vesiniksulfiidi eemaldamiseks kasutatakse spetsiaalseid filtreid. Fakt on see, et lenduvad vesiniksulfiidühendid, lahustuvad vees, moodustavad happe. See aitab kaasa rooste ilmnemisele torude või mahutite seintele, kui need on valmistatud metallist.

Saadud gaas surutakse kokku rõhu all 9–11 atmosfääri.

See juhitakse veereservuaari, kus lisandid lahustuvad vedelikus.

Tööstuslikus mastaabis kasutatakse puhastamiseks lubi või aktiivsütt, aga ka spetsiaalseid filtreid.

Kuidas vähendada niiskusesisaldust

Gaasi vee lisanditest ise vabanemiseks on mitu võimalust. Üks neist on moonshine stilli põhimõte. Külmtoru suunab gaasi ülespoole. Vedelik kondenseerub ja voolab alla. Selleks asetatakse toru maa alla, kus temperatuur loomulikult langeb. Selle tõustes tõuseb ka temperatuur ja kuivanud gaas siseneb hoidlasse.

Teine võimalus on vesitihend. Pärast väljumist siseneb gaas veega mahutisse ja puhastatakse seal lisanditest. Seda meetodit nimetatakse üheastmeliseks, kui biogaas puhastatakse vee abil koheselt kõikidest lenduvatest ainetest ja niiskusest.

Veetihendi põhimõte

Milliseid seadmeid kasutatakse biogaasi tootmiseks?

Kui paigaldus on planeeritud talu lähedale, siis oleks parim variant kokkupandav konstruktsioon, mida saab hõlpsasti teise kohta transportida. Käitise põhielemendiks on bioreaktor, millesse valatakse tooraine ja toimub käärimisprotsess. Suured ettevõtted kasutavad tanke maht 50 kuupmeetrit.

Erafarmides rajatakse maa-alused veehoidlad bioreaktorina. Need asetatakse tellistest ettevalmistatud auku ja kaetakse tsemendiga. Betoon suurendab konstruktsiooni ohutust ja takistab õhu sisenemist. Maht oleneb sellest, kui palju toorainet koduloomadelt päevas saadakse.

Pinnasüsteemid on populaarsed ka kodus. Erinevalt statsionaarsest maa-alusest reaktorist saab paigaldise soovi korral lahti võtta ja teise kohta teisaldada. Mahutidena kasutatakse plastikust, metallist või polüvinüülkloriidist tünnid.

Kontrolli tüübi järgi on:

automaatjaamad, milles jäätmetoorme täitmine ja väljapumpamine toimub ilma inimese sekkumiseta;

mehaaniline, kus kogu protsessi juhitakse käsitsi.

Pumba abil saate hõlbustada paagi tühjendamist, kuhu jäätmed pärast kääritamist langevad. Mõned meistrimehed kasutavad pumpasid, et pumbata patjadest (näiteks auto sisekummidest) gaasi puhastusasutusse.

Sõnnikust biogaasi tootmise omatehtud paigaldise skeem

Enne oma alale biogaasijaama ehitamist peate tutvuma võimalike ohtudega, mis võivad põhjustada reaktori plahvatuse. Peamine tingimus on hapniku puudumine.

Metaan on plahvatusohtlik gaas ja võib süttida, kuid selleks tuleb seda kuumutada üle 500 kraadi. Kui biogaas seguneb õhuga, tekib ülerõhk, mis lõhub reaktori. Betoon võib praguneda ja ei sobi edasiseks kasutamiseks.

Video: Biogaas lindude väljaheidetest

Et surve kaane küljest ära ei rebiks, kasutage vastukaalu, kaitsetihend kaane ja paagi vahel. Mahuti ei ole täielikult täidetud - peaks olema vähemalt 10% mahust gaasi vabastamiseks. Parem - 20%.

Seega, et teha oma saidil bioreaktor koos kõigi tarvikutega, peate:

Hea on valida koht nii, et see asuks eluasemest eemal (iial ei tea).

Arvutage välja hinnanguline sõnniku kogus, mida loomad päevas toodavad. Kuidas lugeda - lugege allpool.

Otsustage, kuhu paigaldada laadimis- ja mahalaadimistorud, samuti toru tekkiva gaasi niiskuse kondenseerimiseks.

Otsustage jäätmemahuti asukoht (vaikimisi väetis).

Toorainekoguse arvutuste põhjal kaevake süvend.

Valige konteiner, mis toimib sõnniku reservuaarina, ja paigaldage see süvendisse. Kui plaanitakse betoonreaktorit, siis kaevu põhi täidetakse betooniga, seinad vooderdatakse tellistega ja krohvitakse betoonmördiga. Pärast seda peate andma sellele aega kuivamiseks.

Paagi paigaldamise etapis tihendatakse ka ühendused reaktori ja torude vahel.

Varustage reaktori kontrollimiseks luuk. Selle vahele asetatakse tihendatud tihend.

Kui kliima on külm, siis enne plastpaagi betoneerimist või paigaldamist kaaluge selle soojendamise võimalusi. Need võivad olla kütteseadmed või lint, mida kasutatakse sooja põranda tehnoloogias.

Töö lõpus kontrollige reaktorit lekete suhtes.

Gaasi koguse arvutamine

Ühest tonnist sõnnikust saab ligikaudu 100 kuupmeetrit gaasi. Küsimus: Kui palju allapanu lemmikloomad päevas toodavad?

kana - 165 g päevas;

lehm - 35 kg;

kits - 1 kg;

hobune - 15 kg;

lammas - 1 kg;

siga - 5 kg.

Korrutage need arvud peade arvuga ja saate töödeldava väljaheidete päevaannuse.

Rohkem gaasi tuleb lehmadelt ja sigadelt. Kui lisada segule energeetiliselt võimsaid taimi nagu mais, peedipealsed, hirss, suureneb biogaasi hulk. Suur potentsiaal rabataimedes ja vetikates.

Suurim on lihatöötlemisettevõtete jäätmete puhul. Kui läheduses on selliseid farme, siis saame teha koostööd ja paigaldada kõigile ühe reaktori. Bioreaktori tasuvusaeg on 1–2 aastat.

Biomassi jäätmed pärast gaasi tootmist

Pärast sõnniku töötlemist reaktoris on kõrvalsaaduseks biomuda. Jäätmete anaeroobsel töötlemisel lahustavad bakterid umbes 30% orgaanilisest ainest. Ülejäänud osa vabastatakse muutmata kujul.

Vedel aine on ka metaankäärimise kõrvalsaadus ja seda kasutatakse ka põllumajandus juurekaste jaoks.

Süsinikdioksiid on jäätmefraktsioon, mida biogaasitootjad püüavad eemaldada. Aga kui lahustada see vees, siis võib sellest vedelikust ka kasu olla.

Biogaasi taimsete saaduste täielik kasutamine

Pärast sõnniku töötlemist saadud toodete täielikuks ärakasutamiseks on vaja säilitada kasvuhoone. Esiteks - orgaaniline väetis saab kasutada aastaringselt köögiviljade kasvatamiseks, mille saagikus on stabiilne.

Teiseks kasutatakse süsihappegaasi väetisena - juure või lehestikuna ja selle väljund on umbes 30%. Taimed imavad õhust süsihappegaasi ja samal ajal kasvavad paremini ning omandavad rohelist massi. Kui konsulteerite selle valdkonna spetsialistidega, aitavad nad teil paigaldada seadmeid, mis muudavad süsinikdioksiidi vedelast vormist lenduvaks aineks.

Video: Biogaas 2 päevaga

Fakt on see, et loomafarmi ülalpidamiseks võib saadavat energiaressurssi palju olla, eriti suvel, kui lauta või sealauda kütta pole vaja.

Seetõttu on soovitatav tegeleda mõne muu tulusa tegevusega - keskkonnasõbraliku kasvuhoonega. Ülejäänud tooteid saab hoida külmruumides – sama energiat kasutades. Külmutusseadmed või muud seadmed võivad töötada gaasiaku toodetud elektriga.

Kasutada väetisena

Lisaks gaasi tootmisele on bioreaktor kasulik, kuna jäätmeid kasutatakse väärtusliku väetisena, mis säilitab peaaegu kogu lämmastiku ja fosfaadid. Sõnniku mulda lisamisel läheb 30–40% lämmastikust pöördumatult kaotsi.

Lämmastikainete kadu vähendamiseks lisatakse mulda värskeid väljaheiteid, kuid siis eralduv metaan kahjustab juurestik taimed. Pärast sõnniku töötlemist kasutatakse metaan oma vajadusteks ning kõik toitained säilivad.

Pärast kääritamist lähevad kaalium ja fosfor kelaadiks, mille taimed omastavad 90%. Kui vaadata seda üldiselt, siis 1 tonn kääritatud sõnnikut võib asendada 70 - 80 tonni tavalisi loomade väljaheiteid.

Anaeroobne töötlemine säilitab kogu sõnnikus sisalduva lämmastiku, muutes selle ammooniumivormiks, mis suurendab iga põllukultuuri saagikust 20%.

See aine ei ole juurestikule ohtlik ja seda saab kasutada 2 nädalat enne põllukultuuride istutamist. avatud maa et orgaaniline aine jõuaks seekord mulla aeroobsete mikroorganismide poolt töödelda.

Enne kasutamist lahjendatakse bioväetis veega. vahekorras 1:60. Selleks sobivad nii kuiv- kui vedelfraktsioonid, mis pärast kääritamist lähevad ka jäätmetoorme mahutisse.

Ühe hektari kohta vajate 700–1000 kg/l lahjendamata väetist. Arvestades seda ühest kuupmeeter Kui reaktoriala toodab kuni 40 kg väetist päevas, siis kuu aja pärast saad orgaanilise aine müügiga muretseda mitte ainult enda, vaid ka naabri krundi.

Milliseid toitaineid saab pärast sõnniku töötlemist?

Kääritatud sõnniku põhiväärtus väetisena on humiinhapete olemasolu, mis sarnaselt kestaga säilitavad kaaliumi- ja fosforiioone. Pikaajalisel säilitamisel õhus oksüdeerudes kaotavad mikroelemendid oma kasulikud omadused, anaeroobse töötlemise käigus aga hoopis juurde.

Humaadid avaldavad positiivset mõju mulla füüsikalisele ja keemilisele koostisele. Orgaanilise aine sissetoomise tulemusena isegi kõige rasked mullad muutuvad niiskust paremini läbilaskvaks. Lisaks annab orgaaniline aine toitu mullabakteritele. Nad töötlevad edasi jääkaineid, mida anaeroobid pole söönud, ja vabastavad humiinhappeid. Selle protsessi tulemusena saavad taimed toitaineid, mis imenduvad täielikult.

Lisaks peamistele - lämmastikule, kaaliumile ja fosforile - sisaldab bioväetis mikroelemente. Kuid nende kogus sõltub lähtematerjalist - taimset või loomset päritolu.

Muda ladustamise meetodid

Kääritatud sõnnikut on kõige parem säilitada kuivana. See muudab pakkimise ja transportimise mugavamaks. Kuivaine kaotab vähem kasulikke omadusi ja seda saab hoida suletuna. Kuigi selline väetis ei rikne aasta jooksul üldse, tuleb see seejärel sulgeda kotti või anumasse.

Vedelaid vorme tuleb hoida suletud anumates, mis on tihedalt suletava kaanega, et vältida lämmastiku väljapääsu.

Kuidas hoida sõnnikut krundil aia väetamiseks: parimad viisid

Tarbimise ökoloogia. Kinnisvara: talud seisavad igal aastal silmitsi sõnniku kõrvaldamise probleemiga. Selle äraviimise ja matmise korraldamiseks vajalikud märkimisväärsed rahalised vahendid lähevad raisku. Kuid on olemas viis, mis võimaldab teil mitte ainult raha säästa, vaid ka panna see looduslik toode teie kasuks teenima.

Põllumajandustootjad seisavad igal aastal silmitsi sõnniku kõrvaldamise probleemiga. Selle äraviimise ja matmise korraldamiseks vajalikud märkimisväärsed rahalised vahendid lähevad raisku. Kuid on olemas viis, mis võimaldab teil mitte ainult raha säästa, vaid ka panna see looduslik toode teie kasuks teenima. Kokkuhoidvad omanikud on pikka aega rakendanud ökotehnoloogiat, mis võimaldab sõnnikust biogaasi saada ja saadud tulemust kütusena kasutada.

Biotehnoloogia kasutamise eelistest

Erinevatest looduslikest allikatest biogaasi tootmise tehnoloogia pole uus. Selle valdkonna uurimine algas 18. sajandi lõpus ja arenes edukalt 19. sajandil. Nõukogude Liidus loodi esimene bioenergiajaam eelmise sajandi neljakümnendatel aastatel.

Sõnniku biogaasiks töötlemise tehnoloogia võimaldab vähendada kahjulike metaaniheitmete hulka atmosfääri ja saada täiendavat soojusenergia allikat

Biotehnoloogiaid on paljudes riikides juba ammu kasutatud, kuid tänapäeval on see erilise tähtsusega. Planeedi keskkonnaseisundi halvenemise ja kõrgete energiakulude tõttu pööravad paljud oma tähelepanu alternatiivsetele energia- ja soojusallikatele.

Sõnnik on muidugi väga väärtuslik väetis ja kui farmis on kaks lehma, siis selle kasutamisega probleeme pole. Teine asi on millal me räägime suure ja keskmise loomakasvatusega farmidest, kus aastas moodustub tonnide viisi haisvat ja mädanevat bioloogilist materjali.

Selleks, et sõnnik muutuks kvaliteetseks väetiseks, on vaja kindla temperatuurirežiimiga alasid ja see on lisakulu. Seetõttu ladustavad paljud põllumehed seda kõikjal, kus saavad ja viivad siis põldudele.

Kui säilitustingimusi ei täideta, aurustub sõnnikust kuni 40% lämmastikust ja suurem osa fosforist, mis halvendab oluliselt selle kvaliteedinäitajaid. Lisaks eraldub atmosfääri metaangaas, mis põhjustab Negatiivne mõju planeedi ökoloogilisest olukorrast.

Sõltuvalt päevas toodetava tooraine kogusest tuleks valida paigalduse mõõtmed ja selle automatiseerituse aste.

Kaasaegsed biotehnoloogiad võimaldavad mitte ainult neutraliseerida metaani kahjulikke mõjusid keskkonnale, vaid ka muuta see inimestele kasulikuks, saades samal ajal märkimisväärset majanduslikku kasu. Sõnniku töötlemise tulemusena tekib biogaas, millest saab seejärel tuhandeid kW energiat ning tootmisjäätmed kujutavad endast väga väärtuslikku anaeroobset väetist.

Mis on biogaas

Biogaas on värvitu ja lõhnatu lenduv aine, mis sisaldab kuni 70% metaani. Oma kvaliteedinäitajate poolest läheneb traditsiooniline välimus kütus – maagaas. Sellel on hea kütteväärtus, 1 m3 biogaasi eraldab sama palju soojust, kui saadakse pooleteise kilogrammi kivisöe põletamisel.

Biogaasi tekke eest võlgneme anaeroobsed bakterid, mis lagundavad aktiivselt orgaanilist toorainet, mille hulka kuuluvad põllumajandusloomade sõnnik, lindude väljaheited ja kõik taimejäätmed.

Biogaasi omatootmisel saab kasutada kodulindude väljaheiteid ning väike- ja suurloomade jäätmeid. Toorainet võib kasutada puhtal kujul või seguna, sealhulgas rohi, lehestik, vana paber

Protsessi aktiveerimiseks on vaja luua soodsad tingimused bakterite eluks. Need peaksid olema sarnased nendega, milles mikroorganismid arenevad looduslikus reservuaaris – loomade maos, kus on soe ja puudub hapnik. Tegelikult on need kaks peamist tingimust, mis aitavad kaasa mädanenud sõnniku imelisele muutumisele keskkonnasõbralikuks kütuseks ja väärtuslikeks väetisteks.

Orgaanilisest toorainest gaasi moodustumise mehhanism

Biogaasi tootmiseks on vaja suletud õhu juurdepääsuta reaktorit, kus toimub sõnniku käärimisprotsess ja selle lagunemine komponentideks:

Metaan (kuni 70%).
Süsinikdioksiid (umbes 30%).
Muud gaasilised ained (1-2%).

Tekkivad gaasid tõusevad konteineri ülaossa, kust need seejärel välja pumbatakse ning sinna settib jääkprodukt - kvaliteetne orgaaniline väetis, mis on töötlemise tulemusena säilitanud kõik sõnnikus olevad väärtuslikud ained. - lämmastikku ja fosforit ning on kaotanud olulise osa patogeensetest mikroorganismidest.

Biogaasi tootmise reaktor peab olema täielikult suletud konstruktsiooniga, milles pole hapnikku, vastasel juhul on sõnniku lagunemise protsess äärmiselt aeglane

Teine oluline tingimus sõnniku efektiivseks lagunemiseks ja biogaasi tekkeks on temperatuurirežiimi järgimine. Protsessis osalevad bakterid aktiveeruvad temperatuuril alates +30 kraadi. Lisaks sisaldab sõnnik kahte tüüpi baktereid:

Mesofiilne. Nende elutegevus toimub temperatuuril +30 – +40 kraadi;
Termofiilne. Nende paljundamiseks on vaja säilitada temperatuurirežiim +50 (+60) kraadi.

Toormaterjalide töötlemisaeg esimest tüüpi käitistes sõltub segu koostisest ja jääb vahemikku 12 kuni 30 päeva. Samal ajal toodab 1 liiter kasulikku reaktoripinda 2 liitrit biokütust. Teist tüüpi seadmete kasutamisel lüheneb lõpptoote tootmisaeg kolme päevani ja biogaasi kogus suureneb 4,5 liitrini.

Termofiilsete jaamade efektiivsus on palja silmaga nähtav, kuid nende hoolduskulud on väga kõrged, nii et enne ühe või teise biogaasi tootmismeetodi valimist tuleb kõik väga hoolikalt välja arvutada (suurendamiseks klõpsake)

Hoolimata asjaolust, et termofiilsete jaamade kasutegur on kümneid kordi suurem, kasutatakse neid palju harvemini, kuna kõrgete temperatuuride hoidmine reaktoris on seotud suurte kuludega. Mesofiilset tüüpi jaamade hooldus ja hooldus on odavam, mistõttu enamik farme kasutab neid biogaasi tootmiseks.

Energiapotentsiaali poolest jääb biogaas veidi alla tavapärasele gaasikütusele. See sisaldab aga väävelhappeaure, mille olemasolu tuleks käitise ehitamiseks materjalide valimisel arvestada

Biogaasi kasutamise efektiivsuse arvutused

Lihtsad arvutused aitavad teil hinnata kõiki alternatiivsete biokütuste kasutamise eeliseid. Üks 500 kg kaaluv lehm toodab ööpäevas ligikaudu 35-40 kg sõnnikut. Sellest kogusest piisab umbes 1,5 m3 biogaasi tootmiseks, millest saab toota 3 kW/h elektrit.

Tabeli andmete abil on lihtne arvutada, mitu m3 biogaasi on väljundis võimalik saada vastavalt farmis olemasolevale kariloomade arvule

Biokütuse tootmiseks võite kasutada kas ühte tüüpi orgaanilist toorainet või mitme komponendi segusid niiskusega 85-90%. On oluline, et need ei sisaldaks võõrkehilisi lisandeid, mis töötlemisprotsessi negatiivselt mõjutavad.

Lihtsaima segu retsepti leiutas juba 2000. aastal Lipetski oblastist pärit vene mees, kes ehitas oma kätega lihtsa installatsiooni biogaasi tootmiseks. Ta segas 1500 kg lehmasõnnikut 3500 kg erinevate taimejäätmetega, lisas vett (umbes 65% kõigi koostisosade massist) ja kuumutas segu 35 kraadini.

Kahe nädala pärast on tasuta kütus valmis. See väike installatsioon andis päevas 40 m3 gaasi, millest piisas maja ja kõrvalhoonete kütmiseks kuueks kuuks.

Tootmisettevõtete võimalused biokütuste tootmiseks

Pärast arvutuste tegemist peate otsustama, kuidas teha paigaldust, et saada biogaasi vastavalt oma talu vajadustele. Kui kariloomade arv on väike, sobib lihtne paigaldus, mida saab olemasolevatest materjalidest hõlpsasti oma kätega teha.

Suurtele farmidele, millel on pidev suures koguses tooraine allikas, on soovitatav ehitada tööstuslik automatiseeritud biogaasisüsteem. Sel juhul on ebatõenäoline, et ilma spetsialistide kaasamiseta, kes töötavad välja projekti ja paigaldavad paigalduse professionaalsel tasemel, on ebatõenäoline.

Diagramm näitab selgelt, kuidas töötab biogaasi tootmiseks mõeldud tööstuslik automatiseeritud kompleks. Sellise mastaabiga ehitust saab korraldada mitmele läheduses asuvale talule

Tänapäeval on kümneid ettevõtteid, mis pakuvad palju võimalusi: alates valmislahendused, enne individuaalse projekti väljatöötamist. Ehituse maksumuse vähendamiseks saab teha koostööd naaberfarmidega (kui neid on läheduses) ja ehitada neile kõigile üks biogaasi tootmise käitis.

Tuleb märkida, et isegi väikese paigaldise ehitamiseks on vaja koostada vastavad dokumendid, teha tehnoloogiline skeem, seadmete ja ventilatsiooni paigutuse plaan (kui seadmed on paigaldatud siseruumidesse) ning läbida kooskõlastusprotseduurid. koos SESiga, tule- ja gaasikontroll.

Biogaasisüsteemi konstruktsioonilised omadused

Terviklik biogaasijaam on kompleksne süsteem, mis koosneb:

Bioreaktor, kus toimub sõnniku lagunemise protsess;
Automatiseeritud orgaaniliste jäätmete etteandesüsteem;
Biomassi segamisseadmed;
Seadmed optimaalsete temperatuuritingimuste säilitamiseks;
Gaasipaagid – gaasimahutid;
Tahkete jäätmete vastuvõtja.

Kõik ülaltoodud elemendid on paigaldatud automaatrežiimis töötavatesse tööstusseadmetesse. Kodumajapidamises kasutatavad reaktorid on reeglina lihtsama konstruktsiooniga.

Diagramm näitab automatiseeritud biogaasisüsteemi põhikomponente. Reaktori maht sõltub orgaanilise tooraine päevasest tarbimisest. Paigalduse täielikuks toimimiseks peab reaktor olema täidetud kahe kolmandikuni selle mahust.

Biogaasi tootmisjaama tööpõhimõte ja disain

Süsteemi põhielement on bioreaktor. Selle rakendamiseks on mitu võimalust, peamine on tagada konstruktsiooni tihedus ja vältida hapniku sissepääsu. Seda saab valmistada metallmahuti kujul erinevaid kujundeid(tavaliselt silindriline), mis asub pinnal. Sageli kasutatakse selleks 50 cm3 tühje kütusepaake.

Saate osta valmis kokkupandavaid konteinereid. Nende eeliseks on võimalus kiiresti lahti võtta ja vajadusel teise kohta transportida. Tööstuslikke pinnapaigaldisi on soovitav kasutada suurfarmides, kus on pidev suures koguses orgaanilise tooraine sissevool.

Väikeste talude jaoks on sobivam paagi maa-aluse paigutuse võimalus. Maa-alune punker ehitatakse tellistest või betoonist. Maa sisse saab matta valmis anumad, näiteks metallist, roostevabast terasest või PVC-st tünnid. Neid on võimalik paigutada ka pealiskaudselt tänavale või spetsiaalselt selleks ettenähtud hea ventilatsiooniga ruumi.

Biogaasi tootmistehase valmistamiseks saab osta valmis PVC mahuteid ja paigaldada need ventilatsioonisüsteemiga varustatud ruumi

Olenemata sellest, kus ja kuidas reaktor asub, on see varustatud sõnniku laadimise punkriga. Enne tooraine laadimist peavad need läbima eelnev ettevalmistus: see purustatakse fraktsioonideks, mille suurus ei ületa 0,7 mm, ja lahjendatakse veega. Ideaalis peaks aluspinna niiskus olema umbes 90%.

Tööstuslikku tüüpi automatiseeritud paigaldised on varustatud tooraine etteandesüsteemiga, sealhulgas vastuvõtjaga, milles segu viiakse vajaliku niiskustasemeni, veevarustustorustiku ja pumpamisseadmega massi pumpamiseks bioreaktorisse.

Kodupaigaldistes aluspinna ettevalmistamiseks kasutatakse eraldi konteinereid, kus jäätmed purustatakse ja segatakse veega. Seejärel laaditakse mass vastuvõtukambrisse. Maa all asuvates reaktorites tuuakse substraadi vastuvõtmiseks mõeldud punker välja ja valmistatud segu voolab raskusjõul läbi torujuhtme käärituskambrisse.

Kui reaktor asub maapinnal või siseruumides, siis sisendtoru koos vastuvõtuseade võib asuda konteineri alumisel küljel. Samuti on võimalik toru ülaosasse viia ja selle kaela pistikupesa panna. Sel juhul tuleb biomassi tarnida pumba abil.

Samuti on vaja ette näha väljalaskeava bioreaktoris, mis tehakse peaaegu konteineri põhja sisendpunkri vastasküljel. Maa alla asetatuna paigaldatakse väljalasketoru viltu ülespoole ja see viib kastikujulise jäätmemahutisse ristkülikukujuline. Selle ülemine serv peaks olema sisselaskeava tasemest allpool.

Sisse- ja väljalasketorud asuvad paagi eri külgedel kaldu ülespoole, samas kui kompensatsioonipaak, kuhu jäätmed sisenevad, peab asuma vastuvõtupunkri all.

Protsess toimub järgmiselt: sisselaskepunkrisse saabub uus partii substraadi, mis voolab reaktorisse, samal ajal tõuseb sama kogus jääkmuda toru kaudu jäätmemahutisse, kust see seejärel välja kühveldatakse ja kasutatakse. kvaliteetse bioväetisena.

Biogaasi hoitakse gaasihoidikus. Enamasti asub see otse reaktori katusel ja on kupli või koonuse kujuga. See on valmistatud katuserauast ja seejärel värvitakse see korrosiooniprotsesside vältimiseks mitme kihi õlivärviga. Suurte gaasikoguste tootmiseks kavandatud tööstusrajatistes on gaasipaak sageli ehitatud eraldi paagi kujul, mis on reaktoriga torujuhtmega ühendatud.

Käärimisel tekkiv gaas ei sobi kasutamiseks, kuna sisaldab suures koguses veeauru ega lähe sellisel kujul põlema. Selle puhastamiseks veefraktsioonidest juhitakse gaas läbi vesitihendi. Selleks eemaldatakse gaasimahutist toru, mille kaudu biogaas siseneb veega mahutisse ja sealt suunatakse see plast- või metalltoru kaudu tarbijateni.

Maa-aluse paigalduse skeem. Sisse- ja väljalaskeavad peaksid asuma konteineri vastaskülgedel. Reaktori kohal on vesisulg, mille kaudu juhitakse tekkinud gaas kuivama.

Mõnel juhul kasutatakse gaasi hoidmiseks spetsiaalseid polüvinüülkloriidist valmistatud gaasihoidiku kotte. Kotid asetatakse paigalduse kõrvale ja täidetakse järk-järgult gaasiga. Nende täitmisel elastne materjal paisub ja kottide maht suureneb, võimaldades vajadusel ajutiselt rohkem lõpptoodet hoiustada.

Tingimused bioreaktori efektiivseks tööks

Käitise efektiivseks toimimiseks ja biogaasi intensiivseks vabastamiseks on vajalik orgaanilise substraadi ühtlane kääritamine. Segu peaks sees olema pidev liikumine. Vastasel juhul tekib sellele koorik, lagunemisprotsess aeglustub ja selle tulemusena tekib vähem gaasi, kui algselt arvutatud.

Biomassi aktiivse segamise tagamiseks paigaldatakse tüüpilise reaktori ülemisse või külgmisse ossa elektriajamiga sukel- või kaldsegistid. Omatehtud paigaldistes toimub segamine mehaaniliselt, kasutades kodumajapidamises kasutatavat segistit meenutavat seadet. Seda saab juhtida käsitsi või varustada elektriajamiga.

Kell vertikaalne paigutus reaktori, segisti käepide asub paigalduse ülaosas. Kui konteiner on paigaldatud horisontaalselt, asub ka tigu horisontaaltasapinnal ja käepide asub bioreaktori küljel

Üks olulisemaid tingimusi biogaasi tootmisel on vajaliku temperatuuri hoidmine reaktoris. Kuumutamist saab teostada mitmel viisil. Statsionaarsetes paigaldistes kasutatakse neid automatiseeritud süsteemid küttesüsteemid, mis käivituvad, kui temperatuur langeb alla eelseadistatud taseme, ja lülituvad välja, kui nõutav temperatuurirežiim on saavutatud.

Kütmiseks saab kasutada gaasikatelt, teha otsekütet elektrikütteseadmetega või ehitada mahuti põhja. kütteelement. Soojuskadude vähendamiseks on soovitatav ehitada reaktori ümber väike karkass klaasvillakihiga või katta paigaldus soojusisolatsiooniga. Vahtpolüstüreenil on head soojusisolatsiooni omadused.

Biomassi küttesüsteemi seadistamiseks võite juhtida maja küttesüsteemist torujuhtme, mis saab toite reaktorist

Kuidas määrata vajalikku reaktori mahtu

Reaktori maht määratakse farmis toodetava sõnniku päevase koguse alusel. Arvestada tuleb ka tooraine tüübi, temperatuuri ja käärimisajaga. Paigalduse täielikuks toimimiseks täidetakse mahuti 85-90% mahust, vähemalt 10% peab jääma vabaks, et gaas välja pääseks.

Orgaanilise aine lagunemise protsess mesofiilses installatsioonis kl keskmine temperatuur 35 kraadi kestab alates 12 päevast, misjärel käärinud jäägid eemaldatakse ja reaktor täidetakse uue portsu substraadiga. Kuna jäätmed lahjendatakse enne reaktorisse suunamist veega kuni 90%, siis tuleb ööpäevase koormuse määramisel arvestada ka vedeliku kogust.

Antud näitajate alusel võrdub reaktori maht päevase ettevalmistatud substraadi (sõnnik veega) kogusega, mis on korrutatud 12-ga (biomassi lagunemiseks kuluv aeg) ja suurendatud 10% (mahuti vaba maht).

Maa-aluse biogaasi tootmisjaama ehitamine

Räägime nüüd kõige lihtsamast paigaldusest, mis võimaldab hankida biogaasi kodus kõige madalamate kuludega. Kaaluge maa-aluse paigalduse ehitamist. Selle valmistamiseks on vaja kaevata auk, selle alus ja seinad on täidetud tugevdatud paisutatud savibetooniga. Sisse- ja väljalaskeavad asuvad kambri vastaskülgedel, kuhu on paigaldatud kaldtorud aluspinna varustamiseks ja jääkmuda väljapumpamiseks.

Ligikaudu 7 cm läbimõõduga väljalasketoru peaks asuma peaaegu punkri põhjas, selle teine ots on paigaldatud ristkülikukujulisse kompensatsioonipaaki, kuhu jäätmed pumbatakse. Substraadi tarnimise torujuhe asub põhjast umbes 50 cm kaugusel ja selle läbimõõt on 25-35 cm. Toru ülemine osa siseneb tooraine vastuvõtmiseks mõeldud sektsiooni.

Reaktor peab olema täielikult suletud. Õhu sissepääsu välistamiseks tuleb anum katta bituumeni hüdroisolatsioonikihiga

Punkri ülemine osa – gaasihoidik – on kupli või koonuse kujuga. See on valmistatud metallist lehtedest või katuserauast. Konstruktsiooni saab täiendada ka telliskiviga, mis seejärel kaetakse terasvõrguga ja krohvitakse. Gaasipaagi peale tuleb teha tihendatud luuk, eemaldada veetihendit läbiv gaasitoru ja paigaldada gaasirõhu leevendamiseks ventiil.

Substraadi segamiseks võite varustada paigaldise mullitamise põhimõttel töötava drenaažisüsteemiga. Selleks kinnitage plasttorud vertikaalselt konstruktsiooni sees nii, et nende ülemine serv oleks aluskihi kohal. Tehke neisse palju auke. Rõhu all olev gaas langeb alla ja üles tõustes segavad gaasimullid mahutis biomassi.

Kui te ei soovi betoonpunkrit ehitada, võite osta valmis PVC konteineri. Soojuse säilitamiseks peab see olema ümbritsetud soojusisolatsioonikihiga - vahtpolüstüreen. Kaevu põhi on täidetud 10 cm raudbetoonikihiga Polüvinüülkloriidist valmistatud mahuteid võib kasutada juhul, kui reaktori maht ei ületa 3 m3.

Video sõnnikust biogaasi tootmisest

Kuidas maa-aluse reaktori ehitamine käib, näed videost:

Sõnnikust biogaasi tootmise käitis võimaldab oluliselt säästa soojus- ja elektrikulusid ning kasutada hea eesmärgi nimel orgaanilist materjali, mida on igas talus ohtralt saada. Enne ehituse alustamist tuleb kõik hoolikalt arvutada ja ette valmistada.

Lihtsaima reaktori saab olemasolevate materjalide abil oma kätega valmistada mõne päevaga. Kui talu on suur, siis on kõige parem osta valmis paigaldus või pöörduge spetsialistide poole. avaldatud

Kokkuhoidvad omanikud on pikka aega rakendanud ökotehnoloogiat, mis võimaldab sõnnikust biogaasi saada ja saadud tulemust kütusena kasutada.

Seetõttu räägime oma materjalis biogaasi tootmise tehnoloogiast ning räägime ka sellest, kuidas ehitada bioenergiajaama.

Orgaanilisest toorainest gaasi moodustumise mehhanism

Biogaas on värvitu ja lõhnatu lenduv aine, mis sisaldab kuni 70% metaani. Oma kvaliteedinäitajate poolest läheneb see traditsioonilisele kütuseliigile – maagaasile. Sellel on hea kütteväärtus, 1 m 3 biogaasi eraldab sama palju soojust, kui saadakse pooleteise kilogrammi kivisöe põletamisel.

Biogaasi tekke eest võlgneme anaeroobsed bakterid, mis lagundavad aktiivselt orgaanilist toorainet, mille hulka kuuluvad põllumajandusloomade sõnnik, lindude väljaheited ja kõik taimejäätmed.

Biogaasi omatootmisel saab kasutada kodulindude väljaheiteid ning väike- ja suurloomade jäätmeid. Toorainet võib kasutada puhtal kujul või seguna, sealhulgas rohi, lehestik, vana paber

Tegelikult on need kaks peamist tingimust, mis aitavad kaasa mädanenud sõnniku imelisele muutumisele keskkonnasõbralikuks kütuseks ja väärtuslikeks väetisteks.

Biogaasi tootmiseks on vaja suletud õhu juurdepääsuta reaktorit, kus toimub sõnniku käärimisprotsess ja selle lagunemine komponentideks:

metaan(kuni 70%);
süsinikdioksiid(ligikaudu 30%);
muud gaasilised ained (1-2%).

Biogaasi tootmise reaktor peab olema täielikult suletud konstruktsiooniga, milles pole hapnikku, vastasel juhul on sõnniku lagunemise protsess äärmiselt aeglane

Teine oluline tingimus sõnniku efektiivseks lagunemiseks ja biogaasi tekkeks on temperatuurirežiimi järgimine. Protsessis osalevad bakterid aktiveeruvad temperatuuril alates +30 kraadi.

Lisaks sisaldab sõnnik kahte tüüpi baktereid:

mesofiilne. Nende elutegevus toimub temperatuuril +30 – +40 kraadi;
termofiilsed. Nende paljundamiseks on vaja säilitada temperatuurirežiim +50 (+60) kraadi.

Hoolimata asjaolust, et termofiilsete jaamade kasutegur on kümneid kordi suurem, kasutatakse neid palju harvemini, kuna kõrgete temperatuuride hoidmine reaktoris on seotud suurte kuludega.

Mesofiilset tüüpi jaamade hooldus ja hooldus on odavam, mistõttu enamik farme kasutab neid biogaasi tootmiseks.

Energiapotentsiaali poolest jääb biogaas veidi alla tavapärasele gaasikütusele. See sisaldab aga väävelhappeaure, mille olemasolu tuleks käitise ehitamiseks materjalide valimisel arvestada

Biogaasi kasutamise efektiivsuse arvutused

Lihtsad arvutused aitavad teil hinnata kõiki alternatiivsete biokütuste kasutamise eeliseid. Üks 500 kg kaaluv lehm toodab ööpäevas ligikaudu 35-40 kg sõnnikut. Sellest kogusest piisab umbes 1,5 m 3 biogaasi tootmiseks, millest saab toota 3 kW/h elektrit.

Tabeli andmete abil on lihtne arvutada, mitu m3 biogaasi on väljundis võimalik saada vastavalt farmis olemasolevale kariloomade arvule

Kahe nädala pärast on tasuta kütus valmis. See väike installatsioon andis päevas 40 m 3 gaasi, millest piisas maja ja kõrvalhoonete kütmiseks kuueks kuuks.

Võimalused biokütuste tootmisettevõtetele

Pärast arvutuste tegemist peate otsustama, kuidas teha paigaldust, et saada biogaasi vastavalt oma talu vajadustele. Kui kariloomade arv on väike, sobib kõige lihtsam variant, mida on lihtne olemasolevatest materjalidest oma kätega valmistada.

Diagramm näitab selgelt, kuidas töötab biogaasi tootmiseks mõeldud tööstuslik automatiseeritud kompleks. Sellise mastaabiga ehitust saab korraldada mitmele läheduses asuvale talule

Tänapäeval on kümneid ettevõtteid, kes suudavad pakkuda palju võimalusi: alates valmislahendustest kuni üksikprojekti väljatöötamiseni. Ehituse maksumuse vähendamiseks saab teha koostööd naaberfarmidega (kui neid on läheduses) ja ehitada neile kõigile üks biogaasi tootmise käitis.

Väikese eramajapidamise vajaduste katmiseks mõeldud gaasi tootmiseks mõeldud minitehase saab teha oma kätega, keskendudes tööstuslikus mastaabis toodetud paigaldiste projekteerimisele ja spetsiifilisele projekteerimisele.

Sõnniku ja taimse orgaanilise aine biogaasiks töötlemise seadmete projekteerimine ei ole keeruline. Tööstuse toodetud originaal sobib üsna hästi oma minitehase ehitamise malliks

Iseseisvatel meistritel, kes otsustavad ise rajada, on vaja varuda veeanum, veevarustuse või kanalisatsiooni plasttorud, nurgakäänded, tihendid ja balloon paigaldises tekkiva gaasi hoidmiseks.

Pildigalerii

Biogaasisüsteemi omadused

Terviklik biogaasijaam on kompleksne süsteem, mis koosneb:

Bioreaktor, kus toimub sõnniku lagunemise protsess;
Automatiseeritud orgaaniliste jäätmete etteandesüsteem;
Biomassi segamisseadmed;
Seadmed optimaalsete temperatuuritingimuste säilitamiseks;
Gaasipaagid – gaasimahutid;
Tahkete jäätmete vastuvõtja.

Kõik ülaltoodud elemendid on paigaldatud automaatrežiimis töötavatesse tööstusseadmetesse. Kodumajapidamises kasutatavad reaktorid on reeglina lihtsama konstruktsiooniga.

Paigalduse tööpõhimõte

Süsteemi põhielement on bioreaktor. Selle rakendamiseks on mitu võimalust, peamine on tagada konstruktsiooni tihedus ja vältida hapniku sissepääsu. Seda saab valmistada erineva kujuga (tavaliselt silindrilise) metallmahuti kujul, mis asub pinnal. Sageli kasutatakse selleks 50 cm3 tühje kütusepaake.

Biogaasi tootmistehase valmistamiseks saab osta valmis PVC mahuteid ja paigaldada need ventilatsioonisüsteemiga varustatud ruumi

Olenemata sellest, kus ja kuidas reaktor asub, on see varustatud sõnniku laadimise punkriga. Enne tooraine laadimist tuleb see eelnevalt ette valmistada: see purustatakse fraktsioonideks, mille suurus ei ületa 0,7 mm, ja lahjendatakse veega. Ideaalis peaks aluspinna niiskus olema umbes 90%.

Kui reaktor asub maapinnal või siseruumides, võib sisselasketoru koos vastuvõtuseadmega asuda paagi alumisel küljel. Samuti on võimalik toru ülaosasse viia ja selle kaela pistikupesa panna. Sel juhul tuleb biomassi tarnida pumba abil.

Samuti on vaja ette näha väljalaskeava bioreaktoris, mis tehakse peaaegu konteineri põhja sisendpunkri vastasküljel. Maa alla asetatuna paigaldatakse väljalasketoru viltu ülespoole ja see viib ristkülikukujulise kasti kujuga jäätmemahutisse. Selle ülemine serv peaks olema sisselaskeava tasemest allpool.

Sisse- ja väljalasketorud asuvad paagi eri külgedel kaldu ülespoole, samas kui kompensatsioonipaak, kuhu jäätmed sisenevad, peab asuma vastuvõtupunkri all.

Protsess toimub järgmiselt: sisendpunker saab uue partii substraadi, mis voolab reaktorisse, samal ajal tõuseb sama kogus jäätmemassi toru kaudu jäätmemahutisse, kust see seejärel välja kühveldatakse ja kasutatakse kvaliteetse bioväetisena.

Suurte gaasikoguste tootmiseks kavandatud tööstusrajatistes on gaasipaak sageli ehitatud eraldi paagi kujul, mis on reaktoriga torujuhtmega ühendatud.

Maa-aluse paigalduse skeem. Sisse- ja väljalaskeavad peaksid asuma konteineri vastaskülgedel. Reaktori kohal on vesisulg, mille kaudu juhitakse tekkinud gaas kuivama.

Tingimused bioreaktori efektiivseks tööks

Käitise efektiivseks toimimiseks ja biogaasi intensiivseks vabastamiseks on vajalik orgaanilise substraadi ühtlane kääritamine. Segu peab olema pidevas liikumises. Vastasel juhul tekib sellele koorik, lagunemisprotsess aeglustub ja selle tulemusena tekib vähem gaasi, kui algselt arvutatud.

Kui reaktor on vertikaalselt paigutatud, asub segisti käepide paigalduse ülaosas. Kui konteiner on paigaldatud horisontaalselt, asub ka tigu horisontaaltasapinnal ja käepide asub bioreaktori küljel

Üks olulisemaid tingimusi biogaasi tootmisel on vajaliku temperatuuri hoidmine reaktoris. Kuumutamist saab teostada mitmel viisil. Statsionaarsetes paigaldistes kasutatakse automatiseeritud küttesüsteeme, mis lülituvad sisse, kui temperatuur langeb alla etteantud taseme, ja lülituvad välja, kui nõutav temperatuur on saavutatud.

Kütmiseks võib kasutada otsekütet elektrikütteseadmetega või ehitada anuma põhja küttekeha.

Biomassi küttesüsteemi seadistamiseks võite juhtida maja küttesüsteemist torujuhtme, mis saab toite reaktorist

Vajaliku mahu määramine

Orgaanilise aine lagunemisprotsess mesofiilses käitises keskmisel temperatuuril 35 kraadi kestab alates 12 päevast, seejärel eemaldatakse käärinud jäägid ja reaktor täidetakse uue substraadi osaga. Kuna jäätmed lahjendatakse enne reaktorisse suunamist veega kuni 90%, siis tuleb ööpäevase koormuse määramisel arvestada ka vedeliku kogust.

Maa-aluse ehitise ehitamine

Nüüd räägime kõige lihtsamast paigaldusest, mis võimaldab teil selle hankida madalaima hinnaga. Kaaluge maa-aluse süsteemi ehitamist. Selle valmistamiseks on vaja kaevata auk, selle alus ja seinad on täidetud tugevdatud paisutatud savibetooniga.

Sisse- ja väljalaskeavad asuvad kambri vastaskülgedel, kuhu on paigaldatud kaldtorud substraadi etteandmiseks ja jäätmemassi väljapumpamiseks.

Reaktor peab olema täielikult suletud. Õhu sissepääsu välistamiseks tuleb anum katta bituumeni hüdroisolatsioonikihiga

Punkri ülemine osa on gaasihoidik, mis on kupli või koonuse kujuga. See on valmistatud metallist lehtedest või katuserauast. Konstruktsiooni saab täiendada ka telliskiviga, mis seejärel kaetakse terasvõrguga ja krohvitakse. Gaasipaagi peale tuleb teha tihendatud luuk, eemaldada veetihendit läbiv gaasitoru ja paigaldada gaasirõhu leevendamiseks ventiil.

Järeldused ja kasulik video teemal

Videot vaadates saate teada, kuidas tavalisest tünnist lihtsaimat paigaldust teha:

Kuidas maa-aluse reaktori ehitamine käib, näed videost:

Lihtsaima reaktori saab olemasolevate materjalide abil oma kätega valmistada mõne päevaga. Kui talu on suur, siis on kõige parem osta valmis paigaldus või pöörduda spetsialistide poole.

Biogaas on gaaside segu, mis tekib lagunemisprotsessi käigus orgaaniline aine anaeroobsed bakterid. Biogaas on väga tuleohtlik ja tekitab põlemisel puhta leegi, mistõttu saab seda kasutada mitte ainult toiduvalmistamiseks, vaid ka sisepõlemismootorites (näiteks elektri tootmiseks).

Koduse biogaasijaama eelised:
– biogaasi on lihtne hankida kodus ilma kalleid seadmeid kasutamata;
– suurepärane alternatiivenergia neile, kelle kodu asub tsivilisatsioonist kaugel, või neile, kes soovivad olla riigist sõltumatud;
– olemasolev tooraine (sõnnik, köögijäätmed, peenestatud taimestik jne);
- hoolitsema millegi eest keskkond, kuna orgaaniliste ainete lagunemisel looduses satub gaas atmosfääri, mis toob kaasa Kasvuhooneefekt, ja sel juhul biogaas põletatakse, tekitades CO2;
– väetiste tootmine biogaasijaama kõrvalsaadusena.

Kuid lisaks eelistele biogaasijaamal on omad miinused:
– bakterid töötavad 18-40 kraadi juures, nii et suvel saab biogaasi. Kui soojustad biogaasijaama ja varustad selle küttega, saad kevad-sügisperioodil biogaasi, kuid soojustus- ja küttekulud võivad saadava kasu tühistada
– on vaja pidevalt kasutusele võtta uusi tooraineid ja seetõttu väetisi äravoolu.

Oma kätega biogaasijaama valmistamiseks vajame:
1. Kaks 200l vaati
2. 30-60l tünn, või suur plastikust ämber
3. Plastikust kanalisatsioonitorud
4. Gaasivoolik
5. Kraana

Selguse huvides annan kodu biogaasi paigaldusskeem

Biogaasijaama tööpõhimõte. Reaktorisse laaditakse tooraine (sõnnik, köögijäätmed, peenestatud taimestik jne) ja vesi. Biogaasijaam ei hakka tööle kohe, vaid mõne päeva pärast, kui anaeroobsete bakterite hulk tõuseb maksimumini.

Anaeroobsete bakterite eluea jooksul eraldub biogaas, mis kogutakse tünni ülemisse punkti (selles kohas peaks asuma kraan). Reaktorist siseneb biogaas gaasivooliku kaudu kollektorisse.

Kollektoriks on 200 liitrine veetünn ja selles olev ümberpööratud ämber gaasi kogumiseks, samuti gaasiahju tööks vajaliku rõhu tekitamiseks. Kui gaas siseneb, hakkab ämber hõljuma. Kui biogaasi kogus on suurem, kui plastikämbris mahub, siis tuleb gaas lihtsalt läbi vee välja.

Reaktori valmistamiseks Teil on vaja 200-liitrist suletud tünni. Teeme tünni ülemisse ossa mitu auku ja paigaldame:
– Plasttoru tooraine täitmiseks. Toru otsa on vaja paigaldada üleminek suurele torule (mingi kastekann, tooraine valamise hõlbustamiseks)
– Plasttoru väetiste ärajuhtimiseks. Kuna biogaasijaam ei ole igiliikur, ja toorainet on vaja pidevalt lisada. Uute toorainete lisamisel väljub ülejääk (juba töödeldud tooraine - väetised) läbi äravoolutoru.
– Kraan biogaasitünni kõrgeimas punktis.

Reaktori valmistamisel on väga oluline, et kõik ühendused oleksid tihendatud, vastasel juhul võib tekkiva rõhu all gaas välja lekkida. Äravoolutoru peab asuma gaasikraani paigaldustasandist allpool. Äravoolu- ja täitetorud peavad olema tihedalt suletud, kui neid ei kasutata.

Kollektori valmistamiseks vajate 200-liitrist ilma kaaneta plastikust tünni. Valage 3/4 veest tünni ja paigaldage teine, tagurpidi, väiksema mahuga tünn. Väiksema tünni põhja lõikasime liitmiku reaktori vooliku ühendamiseks ja kraani gaasiahju mineva vooliku ühendamiseks.

Toormaterjalide täitmiseks avage sisselaske- ja äravooluavad ning täitke toorained. Parim on kasutada vees lahjendatud sõnnikut. Parim on kasutada vihmavett või settinud vett, et veevarustusest saadav kloorisisaldus ei vähendaks bakterite kolooniaid. Samuti, kui kasutate köögijäätmeid, hoidke pesuvahendid eemal. munakoored, luud, sibulasoomused, kuna need võivad biogaasijaama tööd halvemini mõjutada.

Biogaasil endal on väga ebameeldiv lõhn, kuid põletamisel pole lõhna. Kui põletate gaasi ilma õhuga segunemata, saate koos tahmaga kollase leegi, mis panni põhja kergesti suitsutab.

Kui segada biogaas õhuga ja seejärel põlema panna, saad puhta sinise leegi ilma tahmata. Nii on näiteks tehase gaasipliitidel juhendis kirjas, et vooluvõrgugaasilt pudelgaasile ja vastupidi üle minnes tuleb vahetada düüsid (mis erinevad ava läbimõõdult), muidu hakkab põleti suitsema. Teise võimalusena võite kasutada labori bunseni põleti.

Kui teil pole laboratoorset põletit, saate selle hõlpsalt torutükist valmistada, puurides selle põhja augud. Seega seguneb toru läbiv gaas õhuga ja toru väljapääsu juures saame segugaasi.

Puutükke saab katsetada joana, teritades neid pliiatsi sarnaseks ja puurides neisse erineva läbimõõduga auke. Sel viisil on võimalik saavutada optimaalne põleti suurus.

Katse jaoks kasutati ahjuna vana grilli, mille põhja tehti auk ja paigaldati Bunseni põleti. Ja hiljem asendati grill ühe põletiga pliidiga.

Gaasi rõhu tekitamiseks asetatakse kollektorile raskus (väike tünn gaasi kogumiseks). Näiteks kui määrate koormuseks 5 kg, saab 1 liitri vett keema 15 minutiga. Kui määrate koormuse 10 kg, keeb 1 liiter vett 10 minutiga.

Kokkuvõtteks tuleb märkida, et omatehtud biogaasijaam toodab biogaasi 30 minutiks põleti tööks päevas, kui tooraineks on sõnnik. Kui kasutate toorainena köögijääke, on tootlikkus vaid 15 minutit päevas.

Väljapaisatud gaasi pole nii palju, kuid nõustute, et ka biogaasijaam pole nii suur. Seega, kui soovite toodetava gaasi kogust suurendada, peate suurendama reaktori ja kollektori mahtu.

Kollektori mõõtmeid ei pea suurendama, kui pumbata biogaas õigel ajal teise anumasse (näiteks ballooni). Lihtsamalt saab seda teha külmkapi kompressoriga, millel on üks sisend ja üks väljund. Ühendame sisendi kollektoriga ja väljundi silindriga.

Kompressori saab varustada automaatikaga, näiteks kui kollektor on gaasiga täidetud, tõuseb tünn üles, sulgeb kontaktid, lülitades seeläbi kompressori sisse. Ja kompressor lülitus omakorda välja, kui tünn langes miinimumtasemele.

Biogaasijaama reaktor peab olema plastikust, kuid mitte mingil juhul metallist, kuna oksüdatiivsete protsesside tõttu hakkab metall kiiresti roostetama. Teise võimalusena võite kasutada suuremahulisi plastvaate (näiteks Eurocube). Ja et suured tünnimahud õues palju ruumi ei võtaks, saab need maha matta.

19. november 2016 Gennadi