Использование жмыха для получения биогаза. Как получить биогаз из навоза: технология и устройство установки по производству. Простейшая биогазовая установка своими руками

Если вы счастливый обладатель дачи или частного дома с небольшим участком, то вы можете в старом сарае обустроить баню. Она подарит всему семейству крепкое здоровье и прекрасное расслабление после тяжёлого трудового дня. Также, если возникнет потребность и желание, вы сможете и неплохо подзаработать, установив почасовую оплату и пускать туда попариться соседей, знакомых и других людей.

Оборудовать под парную мы будем старый сарай, которым не пользуемся, с полом из бетона. Сарай может быть построен из дерева, кирпича, пеноблока или ракушника.

Планируем

Под парилку мы отведем немалую площадь сарая, примерно 6 кв. м, это будет небольшая парная, при расчётах учитывайте то, что на одного посетителя должно приходиться минимум 2 кв. м. Если у вас небольшая семья, то 6 кв. м вам вполне будет достаточно, но если вы планируете в дальнейшем зарабатывать с помощью парной, то площадь, соответственно, понадобится больше.

Не забываем заранее распланировать расположение и количество полок, и определить наиболее выгодное место для , от планировки зависит удобство пребывания в вашей бане из старого сарая, которую вы сделаете своими руками.

На пол из бетона в сарае стоит уложить структурную плитку, поверхность такой плитки немного шершавая, как бы немного абразивная. И на такой плитке практически невозможно поскользнуться. Также стоит изготовить из досок решетки, которые уложим поверх плитки для комфортного передвижения по бане, ведь дерево не нагревается так, как плитка, и не будет жечь ступни при ходьбе.

Обязательно взвесьте все за и против, и решите, стоит ли делать сток для воды в полу. Если вы захотите попариться с парком, то вашу баню из сарая, сделанную своими руками, придётся хорошенько протереть сухой тряпочкой и проветрить.

Материалы для парной

Каркас нашей бани сооружаем из брусьев, это совсем не сложная робота, тяжело потом каркас прикреплять к полу. Но это возможно осуществить, приложив небольшое усилие. Крепеж осуществим, просверлив в полу и брусьях совмещенные отверстия, в которые вставим длинные шурупы, и не забываем уложить гидроизоляцию между полом и брусьями.

Очень важно на стены установить паро- и гидроизоляционные плиты, которые стоит обшить досками. Для этих работ лучше использовать доски из осины, предварительно сделав в досках пазы вдоль, которые послужат для лучшего сцепления досок между собой.

При забивании гвоздей их стоит вгонять как можно глубже в древесину, потому что в парилке высокая температура, и можно обжечься, прикоснувшись к раскалённой головке железного гвоздя.

Потолок

Потолок в бане из сарая монтируем своими руками из тех досок, которыми обшиты стены. Но для этого их распиливаем пополам, и получаем 2, по 3 см. Крепим их сразу к каркасу бани.

Полки для лежания

Стоит мастерить широкими, ширина их должна быть примерно 70 см. Стоит очень качественно обработать поверхность каждой лежанки, чтобы не травмироваться и не вогнать занозы в кожу.

Установка печи и вентиляции

Печь стоит размещать возле дверей, на кирпичи–огнеупоры. Также кирпич укладываем в пространство между печкой и стенкой, трубу выводим на улицу. Позаботьтесь, о том, чтобы печку оградить деревянными конструкциями и не обжечься.


Минимизируем утраты тепла через двери

Для того, чтобы через двери терялось как можно меньше тепла, делаем ее узкой, 50-60 см, крепим к ней уплотнительную резинку . Ручки у двери должны быть из дерева.

Проводим электричество в баню

Для освещения вашей бани понадобятся специальный с двойной изоляцией и светильник, стойкий к высоким температурам. Выключатель должен быть не обычный, а влагостойкий, располагаться он должен у входа в парилку, как того требуют правила пожарной безопасности.

Проводку стоит углубить в стены, чтобы не мешал кабель, да и смотреться баня тогда лучше, аккуратнее.

Дополнения:

  • все доски, которые используются при обшивке бани, обязательно должны быть из лиственных пород деревьев;
  • не экономьте на материалах для проводки, кабеле, светильниках, выключателях и розетках. Покупайте качественные и влагостойкие, ведь от этого зависят жизнь и здоровье вашей семьи и гостей, которые будут посещать вашу парилку;
  • светильники должны быть с жаростойким стеклом, так как температура в бане иногда поднимается выше 100 °C;
  • многие любят после жаркой баньки окунуться в прохладный бассейн. Но если вам не по карману такая роскошь, соорудите маленький прудик во дворе, или поставьте емкости с прохладной водой, например, бочки, в которые вы сможете с удовольствием окунуться после тёплых и приятных банных процедур.

А в зимний период водные процедуры можно заменить снеговым обтиранием:

  • обязательно следите за тем, чтобы вода в бочках, бассейне или пруде не застаивалась. Проводите дезинфекцию в емкостях с водой. Особенно если у вас парятся другие люди;
  • со временем вы сможете баню расширить, пристроить комнату для отдыха, и использовать ее и для заработка. Ведь это хорошая идея для бизнеса.

Выводы

Теперь вы знаете, как сделать баню из сарая своими руками, это не такая уж и сложная задача. Парясь в бане, вы получаете уйму положительных эмоций, при этом серьезно укрепляете состояние своего здоровья.

Да, сооружение бани, достаточно трудоемкий процесс, и если вы доведете начатое дело до конца, вы и ваша семья будете счастливы, и если подойдете к этому делу с выдумкой, подключите смекалку и фантазию, сможете неплохо подзаработать.

Что может быть прекраснее бани? Баня с хозблоком и туалетом! Такие дополнения выводят строение, предназначенное для оздоровительного отдыха, на новый уровень, добавляя множество полезных функций.

Осуществить такой проект бани с хозблоком можно путём добавления небольшой постройки и необходимых коммуникаций к уже готовому строению или же внести дополнительную комнату в планировку изначально, построив всё на едином фундаменте.

Общие положения

Баня совмещенная с хозблоком, имеет намного большее количество требований, которые необходимо выполнить для успешной реализации задуманного .

К ним относятся:

  • Наличие комфортных беспрепятственных входов и выходов, как внутри, так и снаружи постройки.

Совет: предусмотрите отдельные входы для банного помещения и хозяйственного блока.
Это позволит использовать их по отдельности, что более удобно.

  • Подключение водопровода или водонасосной станции для самостоятельного водоснабжения. Водяного бака парилки не хватит для выполнения всех хозяйственных нужд.
  • Теплообменные сети. Обогрев будет необходим для возможности использования помещения в зимний период.
  • Общая крыша. Для того чтобы не появлялись водные образования и контролировались стоки, следует делать общую кровельную конструкцию для всего здания.

  • Безопасные условия для одновременного использования всех помещений. Это, в первую очередь, касается пожарной безопасности из-за использования печи в парилке.
  • Отдельный .

Если же всё выше перечисленное удастся воспроизвести, то будут получены следующие преимущества:

Достоинства

  • Возможность готовить еду. Незаменимое дополнение на даче без жилого дома и возможность разгрузить основную кухню при его наличии.
  • Встроенный туалет. Что невероятно важно при зимней эксплуатации бани в особенности с детьми.

  • Полноценные условия для приёма гостей. Благодаря наличию хозяйственного блока комната отдыха может использоваться как гостиная.

Баня с хозяйственным блоком или хозяйственный блок с баней

Это отличие на первый взгляд кажется незначительным, но это не так:

  • Хозблок с баней приемлем для использования на дачном участке без других построек и в том случае, если вы приехали без ночёвки.

  • Проекты бань с хозблоком рекомендуется осуществлять в частном секторе, имеющем жилое строение. Это позволит перевести туда часть повседневных дел и вещей, что, в свою очередь, освободит множество места в доме для других нужд.

Самостоятельная стройка или готовый проект

Вольные постройки без планировки всегда имеют множество недостатков. В данном случае это чревато не только нарушением эстетической красоты и геометрии здания, но ещё и нарушениями правил пожарной безопасности.

Поэтому, не важно, собираетесь ли вы всё делать своими руками или наймёте профессионалов, рекомендуется воспользоваться готовым проектом.

Тогда вас будут:

  • уверенность в надёжности строения;
  • возможность расчёта себестоимости;
  • графическое представление того что вы возводите;
  • инструкция хода работ.

Пример

Проекты бани с хозблоком бывают самые разнообразные.

Их отличают между собой:

  • размеры;
  • цена;
  • сложность;
  • количество комнат и многое другое.

Для общего понимания рассмотрим один из них.

Площадь всего здания 4 м на 8 м.

Включает в себя:

  • Фундамент столбчатый из бетонных блоков высотой 40 см и сечением 20 см на 20 см. Количество – 15 штук.
  • Для внешних стен и внутренних перегородок используется профилированный брус с сечением 14 см на 9 см.
  • Потолки высотой 2 м.
  • Черновое основание из нешлифованной доски толщиной 2,5 см.
  • Пароизоляция образуется мембранной плёнкой.
  • Финишное основание из шпунтованной доски толщиной 3,6 см.
  • Внутренняя отделка парилки выполнена из осины .

  • Внутри парильной комнаты монтируются двухъярусные полки также из осины.
  • Двухскатная крыша покрывается ондулином.
  • Окна выполняются из дерева и двойного стекла в душ и туалет размерами 40 см на 40 см, а в хозяйственную комнату и гостевую – 80 см на 80 см.
  • Три каркасных двери высотой 1,8 м и шириной 0,8 м.
  • В из древесины размером 1,9 м на 0,6 м.
  • Кирпичная печь с баком для воды в парной.

Совет: если вы планируете использовать помещение как сауну, то необходимо бак вынести в соседнюю комнату, потому что сауна предполагает использование сухой парилки.

  • Дымоходная труба из нержавейки.

Вывод

Наличие хозблока в бане добавляет множество полезных возможностей, к которым относятся приготовление еды и приём гостей, что позволяет перенести туда часть функций жилого дома.

Следует учитывать, что хозяйственный блок также требует принятия дополнительных мер по обустройству: самостоятельное водоснабжение, канализация, пожарная безопасность и так далее.

Огромный ассортимент проектов таких построек поможет вам выбрать наилучший вариант для вашего участка.

Видео в этой статье ознакомит вас с дополнительной информацией по данному материалу.

Удачных вам строительных работ!

http :// www .74 rif . ru / biogaz - konst . html Информационный центр
поддержки предпринимательства
в мире топливных и автомобильных технологий

Выход биогаза и содержание метана

Выход биогаза обычно подсчитывается в литрах или кубических метрах на килограмм сухого вещества, содержащегося в навозе. В таблице показаны значения выхода биогаза на килограмм сухого вещества для разных видов сырья после 10-20 дней ферментации при мезофильной температуре.

Для определения выхода биогаза из свежего сырья с помощью таблицы сначала нужно определить влажность свежего сырья. Для этого можно взять килограмм свежего навоза, высушить его и взвесить сухой остаток. Влажность навоза в процентах можно подсчитать по формуле: (1 - вес высушенного навоза)х100%.


Тип сырья

Выход газа (м 3 на килограмм сухого вещества)

Содержание метана (%)

А. навоз животных

Навоз КРС

0,250 - 0,340

65

Свиной навоз

0,340 - 0,580

65 - 70

Птичий помет

0,310 - 0,620

60

Конский навоз

0,200 - 0,300

56 - 60

Овечий навоз

0,300 - 620

70

Б. Отходы хозяйства

Сточные воды, фекалии

0,310 - 0,740

70

Овощные отходы

0,330 - 0,500

50-70

Картофельная ботва

0,280 - 0,490

60 - 75

Свекольная ботва

0,400 - 0,500

85

С. Растительные сухие отходы

Пшеничная солома

0,200 - 0,300

50 - 60

Солома ржи

0,200 - 0,300

59

Ячменная солома

0,250 - 0,300

59

Овсяная солома

0,290 - 0,310

59

Кукурузная солома

0,380 - 0,460

59

Лен

0,360

59

Конопля

0,360

59

Свекольный жом

0,165

Листья подсолнечника

0,300

59

Клевер

0,430 - 0,490

D. Другое

Трава

0,280 - 0,630

70

Листва деревьев

0,210 - 0,290

58

Выход биогаза и содержание в нем метана при использовании разных типов сырья

Подсчитать, какое количество свежего навоза с определенной влажностью будет соответствовать 1 кг сухого вещества, можно следующим образом: от 100 отнимаем значение влажности навоза в процентах, а затем делим 100 на это значение:

100: (100% - влажность в %).


Пример 1.

Если вы определили, что влажность используемого в качестве сырья навоза КРС равна 85%. то 1 килограмм сухого вещества будет соответствовать 100:(100-85) = около 6,6 килограмма свежего навоза. Значит, с 6.6 килограмма свежего навоза мы получаем 0,250 - 0,320 м 3 биогаза: а с 1 килограмма свежего навоза КРС можно получить в 6.6 раза меньше: 0.037 - 0,048 м 3 биогаза.

Пример 2.

Вы определили влажность свиного навоза - 80%, значит, 1 килограмм сухого вещества будет равен 5 килограммам свежего свиного навоза.
Из таблицы мы знаем, что 1 килограмм сухого вещества или 5 кг свежего свиного навоза выделяет 0,340 - 0,580 м 3 биогаза. Значит, 1 килограмм свежего свиного навоза выделяет 0,068-0,116 м 3 биогаза.

Примерные значения

Если известен вес суточного свежего навоза, то суточный выход биогаза будет примерно следующим:

1 тонна навоза КРС - 40-50 м 3 биогаза;
1 тонна свиного навоза - 70-80 м 3 биогаза;
1 тонна птичьего помета - 60 -70 м 3 биогаза. Нужно помнить, что примерные значения приводятся для готового сырья влажностью 85% - 92%.

Вес биогаза

Объемный вес биогаза составляет 1,2 кг на 1 м 3 , поэтому при подсчете количества получаемых удобрений необходимо вычитать его из количества перерабатываемого сырья.

Для среднесуточной загрузки 55 кг сырья и дневном выходе биогаза 2,2 - 2.7 м 3 на голову КРС масса сырья уменьшится на 4 - 5% в процессе переработки его в биогазовой установке.

Оптимизация процесса получения биогаза

Кислотообразующие и метанобразующие бактерии встречаются в природе повсеместно, в частности в экскрементах животных. В пищеварительной системе крупного рогатого скота содержится полный набор микроорганизмов, необходимых для сбраживания навоза. Поэтому навоз КРС часто применяют в качестве сырья, загружаемого в новый реактор. Для начала процесса сбраживания достаточно обеспечить следующие условия:

Поддержка анаэробных условий в реакторе

Жизнедеятельность метанообразующих бактерий возможна только при отсутствии кислорода в реакторе биогазовой установки, поэтому нужно следить за герметичностью реактора и отсутствием доступа в реактор кислорода.

Соблюдение температурного режима

Поддержка оптимальной температуры является одним из важнейших факторов процесса сбраживания. В природных условиях образование биогаза происходит при температурах от 0°С до 97°С, но с учетом оптимизации процесса переработки органических отходов для получения биогаза и биоудобрений выделяют три температурных режима:

Психофильный температурный режим определяется температурами до 20 - 25°С,
мезофильный температурный режим определяется температурами от 25°С до 40°С и
термофильный температурный режим определяется температурами свыше 40°С.

Степень бактериологического производства метана увеличивается с увеличением температуры. Но, так как количество свободного аммиака тоже увеличивается с ростом температуры, процесс сбраживания может замедлиться. Биогазовые установки без подогрева реактора демонстрируют удовлетворительную производительность только при среднегодовой температуре около 20°С или выше или когда средняя дневная температура достигает по меньшей мере 18°С. При средних температурах в 20-28°С производство газа непропорционально увеличивается. Если же температура биомассы менее 15°С, выход газа будет так низок, что биогазовая установка без теплоизоляции и подогрева перестает быть экономически выгодной.

Сведения относительно оптимального температурного режима различны для разных видов сырья. Для биогазовых установок работающих на смешанном навозе КРС, свиней и птиц, оптимальной температурой для мезофильного температурного режима является 34 - 37°С, а для термофильного 52 - 54°С. Психофильный температурный режим соблюдается в установках без подогрева, в которых отсутствует контроль за температурой. Наиболее интенсивное выделение биогаза в психофильном режиме происходит при 23°С.

Процесс биометанации очень чувствителен к изменениям температуры. Степень этой чувствительности в свою очередь зависит от температурных рамок, в которых происходит переработка сырья. При процессе ферментации могут быть допустимы изменения температуры в пределах:


психофильный температурный режим: ± 2°С в час;
мезофильный температурный режим: ± 1°С в час;
термофильный температурный режим: ± 0,5°С в час.

На практике более распространены два температурных режима, это термофильный и мезофильный. У каждого из них есть свои достоинства и недостатки. Преимущества термофильного процесса сбраживания это повышенная скорость разложения сырья, и следовательно более высокий выход биогаза, а также практически полное уничтожение болезнетворных бактерий, содержащихся в сырье. К недостаткам термофильного разложения можно отнести; большое количество энергии, требуемое на подогрев сырья в реакторе, чувствительность процесса сбраживания к минимальным изменениям температуры и несколько более низкое качество получаемых биоудобрений .

При мезофильном режиме сбраживания сохраняется высокий аминокислотный состав биоудобрений, но обеззараживание сырья не такое полное, как при термофильном режиме.

Доступность питательных веществ

Для роста и жизнедеятельности метановых бактерий (с помощью которых производится биогаз) необходимо наличие в сырье органических и минеральных питательных веществ. В дополнение к углероду и водороду создание биоудобрений требует достаточного количество азота, серы, фосфора, калия, кальция и магния и некоторого количества микроэлементов - железа, марганца, молибдена, цинка, кобальта, селена, вольфрама, никеля и других. Обычное органическое сырье - навоз животных - содержит достаточное количество вышеупомянутых элементов.

Время сбраживания

Оптимальное время сбраживания зависит от дозы загрузки реактора и температуры процесса сбраживания. Если время сбраживания выбрано слишком коротким, то при выгрузке сброженной биомассы бактерии из реактора вымываются быстрее, чем могут размножаться, и процесс ферментации практически останавливается. Слишком продолжительное выдерживание сырья в реакторе не отвечает задачам получения наибольшего количества биогаза и биоудобрений за определенный промежуток времени.

При определении оптимальной продолжительности сбраживания пользуются термином "время оборота реактора". Время оборота реактора - это то время, в течение которого свежее сырье, загруженное в реактор, перерабатывается, и его выгружают из реактора.

Для систем с непрерывной загрузкой среднее время сбраживания определяется отношением объема реактора к ежедневному объему загружаемого сырья. На практике время оборота реактора выбирают в зависимости от температуры сбраживания и состава сырья в следующих интервалах:

Психофильный температурный режим: от 30 до 40 и более суток;
мезофильный температурный режим: от 10 до 20 суток;
термофильный температурный режим: от 5 до 10 суток.

Суточная доза загрузки сырья определяется временем оборота реактора и увеличивается (как и выход биогаза) с увеличением температуры в реакторе. Если время оборота реактора составляет 10 суток: то суточная доля загрузки будет составлять 1/10 от общего объема загружаемого сырья. Если время оборота реактора составляет 20 суток, то суточная доля загрузки будет составлять 1/20 от общего объема загружаемого сырья. Для установок, работающих в термофильном режиме, доля загрузки может составить до 1/5 от общего объема загрузки реактора.

Выбор времени сбраживания зависит также и от типа перерабатываемого сырья. Для следующих видов сырья, перерабатываемого в условиях мезофильного температурного режима, время, за которое выделяется наибольшая часть биогаза, равно примерно:

Жидкий навоз КРС: 10 -15 дней;


жидкий свиной навоз: 9 -12 дней;
жидкий куриный помет: 10-15 дней;
навоз, смешанный с растительными отходами: 40-80 дней.

Кислотно-щелочной баланс

Метанопродуцирующие бактерии лучше всего приспособлены для существования в нейтральных или слегка щелочных условиях. В процессе метанового брожения второй этап производства биогаза является фазой активного действия кислотных бактерий. В это время уровень рН снижается, то есть среда становится более кислой.

Однако при нормальном ходе процесса жизнедеятельность разных групп бактерий в реакторе проходит одинаково эффективно и кислоты перерабатываются метановыми бактериями. Оптимальное значение pH колеблется в зависимости от сырья от 6,5 да 8,5.

Измерить уровень кислотно-щелочного баланса можно с помощью лакмусовой бумаги. Значения кислотно-щелочного баланса будут соответствовать цвету: приобретаемому бумагой при её погружении в сбраживаемое сырье.

Содержание углерода и азота

Одним из наиболее важных факторов, влияющих на метановое брожение (выделение биогаза), является соотношение углерода и азота в перерабатываемом сырье. Если соотношение C/N чрезмерно велико, то недостаток азота будет служить фактором, ограничивающим процесс метанового брожения. Если же это соотношение слишком мало, то образуется такое большое количество аммиака, что он становится токсичным для бактерий.

Микроорганизмы нуждаются как в азоте, так и в углероде для ассимиляции в их клеточную структуру. Различные эксперименты показали: выход биогаза наибольший при уровне соотношения углерода и азота от 10 до 20, где оптимум колеблется в зависимости от типа сырья. Для достижения высокой продукции биогаза практикуется смешивание сырья для достижения оптимального соотношения C/N.


Биоферментируемый материал

Азот N(%)

Соотношение углерода и азота C/N

А. Навоз животных

КРС

1,7 - 1,8

16,6 - 25

Куриный

3,7 - 6,3

7,3 - 9,65

Конский

2,3

25

Свиной

3,8

6,2 - 12,5

Овечий

3,8

33

B. Растительные сухие отходы

Кукурузные початки

1,2

56,6

Солома зерновых

1

49,9

Пшеничная солома

0,5

100 - 150

Кукурузная солома

0,8

50

Овсяная солома

1,1

50

Соя

1,3

33

Люцерна

2,8

16,6 - 17

Свекольный жом

0,3 - 0,4

140 - 150

С. Другое

Трава

4

12

Опилки

0,1

200 - 500

Опавшая листва

1

50

Выбор влажности сырья

Беспрепятственный обмен веществ в сырье является предпосылкой для высокой активности бактерий. Это возможно только в том случае, когда вязкость сырья допускает свободное движение бактерий и газовых пузырьков между жидкостью и содержащимися в ней твердыми веществами. В отходах сельскохозяйственного производства имеются разные твердые частицы.

Твердые частицы, например, песок, глина и др. обуславливают образование осадка. Более легкие материалы поднимаются на поверхность сырья и образуют корку. Это приводит к уменьшению ообразования биогаза. Поэтому рекомендуется тщательно измельчать перед загрузкой в реактор растительные остатки - солому: и др. , и стремиться к отсутствию твердых веществ в сырье.



Виды животных

Среднесут. кол-во навоза, кг/сутки

Влажность навоза (%)

Среднесут. кол-тво экскрементов (кг/сутки)

Влажность экскрементов (%)

КРС

36

65

55

86

Свиньи

4

65

5,1

86

Птица

0,16

75

0,17

75

Количество и влажность навоза и экскрементов на одно животное


Влажность сырья, загружаемого в реактор установки, должна быть не менее 85% в зимнее время и 92% в летнее время года. Для достижения правильной влажности сырья навоз обычно разбавляют горячей водой в количестве, определяемом по формуле: OB = Нx((В 2 - В 1):(100 - В 2)), где Н-количество загружаемого навоза. В 1 - первоначальная влажность навоза, В 2 - необходимая влажность сырья, ОВ - количество воды в литрах. В таблице приводится необходимое количество воды для разбавления 100 кг навоза до 85% и 92% влажности.


Количество воды для достижения необходимой влажности на 100 кг навоза

Регулярное перемешивание

Для эффективной работы биогазовой установки и поддерживания стабильности процесса сбраживания сырья внутри реактора необходимо периодическое перемешивание. Главными целями перемешивания являются:

Высвобождение произведенного биогаза;
перемешивание свежего субстрата и популяции бактерий (прививка):
предотвращение формирования корки и осадка;
предотвращение участков разной температуры внутри реактора;
обеспечение равномерного распределения популяции бактерий:
предотвращение формирования пустот и скоплений, уменьшающих эффективную площадь реактора.

При выборе подходящего способа и метода перемешивания нужно учитывать, что процесс сбраживания представляет собой симбиоз между различными штаммами бактерий, то есть бактерии одного вида могут питать другой вид. Когда сообщество разбивается, процесс ферментации будет непродуктивным до того, как образуется новое сообщество бактерий. Поэтому слишком частое или продолжительное и интенсивное перемешивание вредно. Рекомендуется медленно перемешивать сырье через каждые 4-6 часов.

Ингибиторы процесса

Сбраживаемая органическая масса не должна содержать веществ (антибиотики, растворители и т. п.), отрицательно влияющих на жизнедеятельность микроорганизмов, они замедляют а иногда и прекращают процесс выделения биогаза. Не способствуют "работе" микроорганизмов и некоторые неорганические вещества, поэтому нельзя, например, использовать для разбавления навоза воду, оставшуюся после стирки белья синтетическими моющими средствами.

На каждый из различных типов бактерий, участвующих в трех стадиях метанообразования, эти параметры влияют по-разному. Существует также тесная взаимозависимость между параметрами (например, выбор времени сбраживания зависит от температурного режима), поэтому сложно определить точное влияние каждого фактора на количество образующегося биогаза.

Производство биогаза в домашних условиях позволит вам экономить на потреблении бытового газа и получать удобрения из сорняков. Эта статья-инструкция показывает, как обычный человек может с помощью простых действий сделать эффективную систему добычи биогаза из сорняков своими руками.



Эту простую пошаговую инструкцию предложил индиец Энтоны Рай (Antoni Raj). Он долго экспериментировал с производством энергии из анаэробного сбраживания сорняков. И вот что из этого получилось.

Шаг 1: Подбираем емкость для биогенератора.



Анаэробное сбраживание (согласно определения) – совокупность процессов, в результате которых микроорганизмы при отсутствии кислорода полностью разрушают биоматериал, выделяя биогаз.

Для начала заполняем биогенератор измельчёнными сорняками. В то же время соберём сведения о количествах выделяемого, в результате брожения, биогаза и количества энергии.
О самом биогенераторе можно почитать Энтони .

Шаг 2: Собираем сорняки



Вместимость баллона для сбраживания составляет 750 л. Оставим 50 л про запас. Разводим 2,5 кг свежесобранных сорняков с достаточным количеством воды, чтобы в итоге получить 20 л разбавленного «биоматериала». Смесь должна бродить около 35 дней. Воду после удаления твёрдого биоматериала можно использовать в качестве удобрения растений в саду. Из 4 кг свежесобранных сорняков, после обрезания корней и веточек, можно получить около 2,5 кг материала. Материал в необработанном виде можно хранить до 3-4 дней.

Для владельцев крупных фермерских хозяйств остро стоит вопрос в виде навоза, птичьего помета, останков животных. Для решения проблемы можно использовать специальные установки, предназначенные для получения биогаза. Их легко изготовить в домашних условиях и эксплуатировать на протяжении длительного периода с высоким выходом готового к применению продукта.

Что такое биогаз?

Биогазом называют вещество, получаемое из натурального сырья в виде биомассы (навоза, птичьего помета) вследствие ее брожения. В данный процесс вовлечены различные бактерии, каждая из которых питается продуктами жизнедеятельности предыдущих. Выделяют такие микроорганизмы, принимающие активное участие в процессе производства биогаза:

  • гидролизные;
  • кислотообразующие;
  • метанообразующие.

Технология получения биогаза из готовой биомассы заключается в стимуляции природных процессов. Находящимся в навозе бактериям следует создать оптимальные условия для быстрого размножения и эффективной переработки веществ. Для этого биологическое сырье помещают в закрытый от поступления кислорода резервуар.

После этого в работу вступает группа анаэробных микробов. Они позволяют преобразовать фосфор-, калий- и азотсодержащие соединения в чистые формы. В результате переработки образуется не только биогаз, но и качественные одобрения. Они идеально подходят для сельскохозяйственных нужд и более эффективны, чем традиционный навоз.

Экологическая ценность производства биогаза

Благодаря эффективной переработке биологических отходов получают ценное топливо. Налаживание данного процесса позволяет предотвратить выбросы метана в атмосферу, которые оказывают негативное воздействие на окружающую среду. Это соединение стимулирует парниковый эффект в 21 раз сильнее, чем углекислый газ. Метан способен сохраняться в атмосфере на протяжении 12 лет.

Для предотвращения глобального потепления, что является проблемой мирового масштаба, необходимо ограничить поступление и распространение этого вещества в окружающую среду. Полученные в процессе переработки отходы являются высококачественным одобрением. Его использование позволяет снизить объем применяемых химических соединений. Синтетически изготовленные удобрения загрязняют грунтовые воды и негативно сказываются на состоянии окружающей среды.

Что влияет на продуктивность производственного процесса?

При правильной организации производственного процесса по выпуску биогаза, из 1 куб. м органического сырья получают около 2-3 куб. м чистого продукта. На его эффективность влияют многие факторы:

  • температура окружающей среды;
  • уровень кислотности органического сырья;
  • влажность окружающей среды;
  • количество фосфора, азота и углерода в исходной биологической массе;
  • размер частиц навоза или помета;
  • наличие веществ, замедляющих процесс переработки;
  • включение в состав биомассы стимулирующих добавок;
  • частота подачи субстрата.

Перечень используемого сырья для производства биогаза

Получение биогаза возможно не только из навоза или птичьего помета. Для производства экологически чистого топлива можно использовать и другое сырье:

  • зерновая барда;
  • отходы от выпуска соков;
  • свекольный жом;
  • отходы рыбного или мясного производства;
  • пивная дробина;
  • отходы молокозаводов;
  • фекальные осадки;
  • бытовые отходы органического происхождения;
  • отходы от производства биодизеля из рапса.

Состав биологического газа

Состав биогаза после прохождения всех следующий:

  • 50-87% метана;
  • 13-50% диоксида углерода;
  • примеси водорода и сероводорода.

После очистки продукта от примесей получают биометан. Он является аналогом , но имеет другую природу происхождения. Для повышения качеств топлива нормализуют содержание в его составе метана, который является основным источником энергии.

При расчете объемов производимых газов учитывают температуру окружающей среды. При ее повышении выход продукта повышается и снижается его калорийность. На характеристики биогаза негативно влияет повышение влажности воздуха.

Сфера применения биогаза

Производство биогаза играет значительную роль не только для сохранения экологии, но и обеспечивает народное хозяйство топливом. Оно характеризуется обширной сферой применения:

  • используется в качестве сырья для производства электроэнергии, автомобильного топлива;
  • для обеспечения энергетических потребностей небольших или средних предприятий;
  • биогазовые установки исполняют роль очистных сооружений, что позволяет решить .

Технология производства биогаза

Для производства биогаза следует предпринять действия, которые позволят ускорить процесс природного расщепления органической массы. Перед помещением в герметическую емкость с ограниченным поступлением кислорода природное сырье тщательно измельчают и смешивают с определенным количеством воды.

В результате получают исходный субстрат. Наличие в его составе воды необходимо для предотвращения негативного воздействия на бактерии, которое может произойти при попадании веществ из окружающей среды. Без жидкой составляющей процесс брожения значительно замедляется и снижает эффективность работы всей биоустановки.

Оборудование промышленного типа для переработки органического сырья дополнительно оснащается:

  • устройством для подогрева субстрата;
  • оборудованием для перемешивания сырья;
  • приборами для контроля над кислотностью среды.

Данные устройства значительно повышают эффективность работы биореакторов. Благодаря перемешиванию удаляется твердая корка с поверхности биомассы, что увеличивает количество выделяемого газа. Длительность переработки органической массы – около 15 суток. За это время она разлагается только на 25%. Максимальное количество природного газа выделяется, когда степень расщепления субстрата достигает 33%.

Технология изготовления биологического газа подразумевает ежедневное обновление субстрата. Для этого 5% массы удаляют из биореактора, а на ее место укладывают новую порцию сырья. Отработанный продукт используется в качестве одобрения.

Технология производства биогаза в домашних условиях

Производство биогаза в домашних условиях происходит по следующей схеме:

  1. Осуществляется измельчение биологической массы. Необходимо получить частицы, размер которых не превышает 10 мм.
  2. Полученная масса тщательно перемешивается с водой. На 1 кг сырья нужно приблизительно 700 мл жидкой составляющей. Используемая вода должна быть питьевой и не содержать примесей.
  3. Полученным субстратом заполняется весь резервуар, после чего герметически закрывается.
  4. Желательно несколько раз в сутки тщательно перемешивать субстрат, что повысит эффективность его переработки.
  5. На 5 день производственного процесса проверяют наличие биогаза и постепенно откачивают его в подготовленные баллоны при помощи компрессора. Периодическое удаление газообразных продуктов является обязательным. Их накопление приводит к увеличению давления внутри резервуара, что негативно сказывается на процессе расщепления биологической массы.
  6. На 15 день производства часть субстрата удаляют, и загружают свежую порцию биологического материала.

Для определения необходимого объема ректора для переработки биомассы следует рассчитать количество навоза, производимого на протяжении суток. В обязательном порядке учитывается вид используемого сырья, температурный режим, который будет поддерживаться в установке. Используемый резервуар должен заполняться на 85-90% от своего объема. Оставшихся 10% необходимо для накопления полученного биологического газа.

В обязательно порядке учитывается длительность цикла переработки. При поддержании температуры в +35°С она составляет 12 суток. Нужно не забывать, что используемое сырье перед отправкой в реактор разбавляется водой. Поэтому ее количество учитывают перед расчетом объема резервуара.

Схема простейшей биоустановки

Для изготовления биогаза в домашних условиях необходимо создать оптимальные условия для микроорганизмов, которые будут расщеплять биологическую массу. В первую очередь желательно организовать подогрев генератора, что повлечет за собой дополнительные расходы.

  • объем емкости для сохранения отходов должен быть не меньше 1 куб. м;
  • необходимо использовать герметически закрываемый резервуар;
  • утепление бака с биомассой – обязательное условие его эффективной работы;
  • резервуар можно углубить в землю. Тепловую изоляцию устанавливают только в верхней его части;
  • в емкость монтируется ручная мешалка. Ее ручка выводится наружу через герметический узел;
  • предусматриваются патрубки для погрузки/выгрузки сырья, забора биогаза.

Технология изготовления подземного реактора

Для производства биогаза можно установить самую простую установку, углубив ее в грунт. Технология изготовления такого резервуара выглядит следующим образом:

  1. Выкапывают котлован нужного размера. Его стенки заливают керамзитобетоном, который дополнительно армируют.
  2. С противоположных стенок бункера оставляют отверстия. В них устанавливают трубы с некоторым наклоном, чтобы производить закачку сырья и извлечение отработанного материала.
  3. Выходной трубопровод диаметром 70 мм устанавливается практически около самого дна. Другой его конец устанавливается в резервуар, в который будет происходить выкачка отработанного шлама. Рекомендуется делать его прямоугольным.
  4. Трубопровод для подачи сырья размещают на высоте 0,5 м относительно дна. Его рекомендуемый диаметр – 30-35 мм. Верх трубы заводят в отдельный резервуар для приема подготовленного сырья.
  5. Верхняя часть биореактора должна иметь купольную или конусную форму. Ее можно изготовить из обычного кровельного железа или других металлических листов. Разрешается сделать крышку резервуара при помощи кирпичной кадки. Для усиления ее конструкции поверхность дополнительно оштукатуривают с установкой арматурной сетки.
  6. Сверху крышки резервуара делаю люк, который должен герметически закрываться. Через нее также выводят газоотводный трубопровод. Дополнительно устанавливают клапан для сброса давления.
  7. Для перемешивания субстрата в резервуаре устанавливают несколько пластиковых труб. Они должны быть погружены в биомассу. В трубах делают множество отверстий, что позволяет перемешивать сырье при помощи движущихся пузырьков газа.

Расчет выхода биогаза

Выход биологического газа зависит от содержания в сырье сухого вещества и его типа:

  • из 1 т навоза от крупного рогатого скота получают 50-60 куб. м продукта с содержанием метана 60%;
  • из 1 т отходов растительного происхождения получают 200-500 куб. м биогаза с концентрацией метана 70%;
  • из 1 т жира получают 1300 куб. м газа с концентрацией метана 87%.

Для определения эффективности производства проводят лабораторные испытания используемого сырья. Рассчитывается его состав, что влияет на качественные характеристики биогаза.