Die Technologie ist nicht neu. Die Entwicklung begann bereits im 18. Jahrhundert, als der Chemiker Jan Helmont entdeckte, dass Gülle brennbare Gase abgibt.

Seine Forschungen wurden von Alessandro Volta und Humphrey Davy fortgesetzt, die Methan in der Gasmischung fanden. Ende des 19. Jahrhunderts wurde in England Biogas aus Gülle in Straßenlaternen verwendet. Mitte des 20. Jahrhunderts wurden Bakterien entdeckt, die Methan und seine Vorläufer produzieren.

Tatsache ist, dass drei Gruppen von Mikroorganismen abwechselnd im Mist arbeiten und sich von den Abfallprodukten früherer Bakterien ernähren. Die ersten, die ihre Arbeit aufnehmen, sind acetogene Bakterien, die Kohlenhydrate, Proteine ​​und Fette in der Gülle auflösen.

Nach der Verarbeitung des Nährstoffangebots durch anaerobe Mikroorganismen entstehen Methan, Wasser und Kohlendioxid. Aufgrund des Vorhandenseins von Wasser kann Biogas in diesem Stadium nicht verbrannt werden – es muss gereinigt werden und wird daher durch Aufbereitungsanlagen geleitet.

Was ist Biomethan?

Ein Analogon ist das Gas, das bei der Zersetzung von Güllebiomasse entsteht Erdgas. Es ist fast zweimal leichter als Luft und steigt daher immer auf. Daraus erklärt sich die künstliche Produktionstechnik: Oben wird freier Raum gelassen, damit der Stoff freigesetzt und angereichert werden kann, von wo er dann zur Verwendung für den Eigenbedarf abgepumpt wird.

Methan hat einen großen Einfluss auf den Treibhauseffekt – viel stärker als Kohlendioxid – und zwar 21-mal. Daher ist die Gülleaufbereitungstechnik nicht nur eine wirtschaftliche, sondern auch umweltfreundliche Möglichkeit, tierische Abfälle zu entsorgen.

Biomethan wird für folgende Zwecke eingesetzt:

• Kochen;

• bei Motoren Verbrennungs Autos;

• zum Heizen eines Privathauses.

Biogasfreisetzungen große Menge Hitze. 1 Kubikmeter entspricht der Verbrennung von 1,5 kg Kohle.

Wie entsteht Biomethan?

Es kann nicht nur aus Gülle, sondern auch aus Algen, Pflanzenmaterial, Fett und anderen tierischen Abfällen sowie Rückständen aus der Verarbeitung von Rohstoffen aus Fischgeschäften gewonnen werden. Abhängig von der Qualität des Ausgangsmaterials und seiner Energiekapazität hängt die endgültige Ausbeute des Gasgemisches ab.

Die Mindestmenge an gewonnenem Gas beträgt 50 Kubikmeter pro Tonne Rindermist. Maximal - 1.300 Kubikmeter nach der Verarbeitung von tierischem Fett. Der Methangehalt beträgt bis zu 90 %.

Eine Art von Biogas ist Deponiegas. Es entsteht bei der Zersetzung von Müll auf vorstädtischen Mülldeponien. Der Westen verfügt bereits über Geräte, die die Abfälle der Bevölkerung verarbeiten und in Treibstoff umwandeln. Als Unternehmensform verfügt es über unbegrenzte Ressourcen.

Seine Rohstoffbasis umfasst:

• Lebensmittelindustrie;

• Tierhaltung;

• Geflügelzucht;

• Fischerei- und Verarbeitungsbetriebe;

• Molkereien;

• Herstellung von alkoholischen und alkoholarmen Getränken.

Jede Industrie ist gezwungen, ihre Abfälle zu entsorgen – das ist teuer und unrentabel. Zu Hause können Sie mit Hilfe einer kleinen selbstgebauten Installation mehrere Probleme gleichzeitig lösen: kostenlose Heizung des Hauses, Dünger Grundstück Hochwertige Nährstoffe, die bei der Gülleverarbeitung übrig bleiben, schaffen Platz und beseitigen Gerüche.

Technologie zur Herstellung von Biokraftstoffen

Alle Bakterien, die an der Bildung von Biogas beteiligt sind, sind anaerob, das heißt, sie benötigen keinen Sauerstoff, um zu funktionieren. Dazu werden komplett dichte Gärbehälter konstruiert, deren Auslassrohre auch keine Luft von außen durchlassen.

Nachdem die Rohflüssigkeit in den Tank gegossen und die Temperatur auf den erforderlichen Wert erhöht wurde, beginnen die Bakterien zu arbeiten. Es beginnt Methan freizusetzen, das von der Oberfläche der Gülle aufsteigt. Es wird in spezielle Kissen oder Tanks geleitet, anschließend gefiltert und gelangt in Gasflaschen.

Der flüssige Abfall der Bakterien sammelt sich am Boden, von wo er regelmäßig abgepumpt und ebenfalls zur Lagerung geschickt wird. Anschließend wird eine neue Portion Gülle in den Tank gepumpt.

Temperaturregime der Bakterienfunktion

Um Gülle zu Biogas zu verarbeiten, müssen geeignete Bedingungen für die Arbeit der Bakterien geschaffen werden. einige von ihnen werden bei Temperaturen über 30 Grad aktiviert – mesophil. Gleichzeitig ist der Prozess langsamer und das erste Produkt kann bereits nach 2 Wochen erhalten werden.

Thermophile Bakterien arbeiten bei Temperaturen von 50 bis 70 Grad. Der Zeitaufwand für die Gewinnung von Biogas aus Gülle verkürzt sich auf 3 Tage. In diesem Fall handelt es sich bei dem Abfall um einen vergorenen Schlamm, der auf den Feldern als Dünger für landwirtschaftliche Nutzpflanzen verwendet wird. Der Schlamm enthält keine pathogenen Mikroorganismen, Helminthen und Unkräuter, da diese bei hohen Temperaturen absterben.

Essen besondere Art thermophile Bakterien, die in auf 90 Grad erhitzten Umgebungen überleben können. Sie werden den Rohstoffen zugesetzt, um den Fermentationsprozess zu beschleunigen.

Ein Temperaturabfall führt zu einer Abnahme der Aktivität thermophiler oder mesophiler Bakterien. In Privathaushalten werden Mesophylle häufiger verwendet, da sie keine besondere Erwärmung der Flüssigkeit erfordern und die Gasproduktion kostengünstiger ist. Wenn anschließend die erste Gasmenge eintrifft, kann diese zum Beheizen des Reaktors mit thermophilen Mikroorganismen verwendet werden.

Wichtig! Methanogene vertragen keine plötzlichen Temperaturschwankungen und müssen daher im Winter ständig warm gehalten werden.

So bereiten Sie Rohstoffe zum Einfüllen in den Reaktor vor

Um aus Gülle Biogas zu erzeugen, ist es nicht notwendig, Mikroorganismen speziell in die Flüssigkeit einzubringen, da diese bereits in tierischen Exkrementen vorkommen. Sie müssen lediglich die Temperatur aufrechterhalten und rechtzeitig eine neue Güllelösung hinzufügen. Es muss richtig zubereitet werden.

Der Feuchtigkeitsgehalt der Lösung sollte 90 % betragen (die Konsistenz von flüssiger Sauerrahm), Daher werden trockene Kotarten zunächst mit Wasser gefüllt – Kaninchenkot, Pferdekot, Schafskot, Ziegenkot. Schweinegülle in reiner Form muss nicht verdünnt werden, da sie viel Urin enthält.

Der nächste Schritt besteht darin, die Mistfeststoffe aufzubrechen. Je feiner die Fraktion, desto besser verarbeiten die Bakterien die Mischung und desto mehr Gas wird freigesetzt. Zu diesem Zweck nutzen die Anlagen ein ständig laufendes Rührwerk. Dadurch wird die Gefahr der Bildung einer harten Kruste auf der Flüssigkeitsoberfläche verringert.

Für die Biogasproduktion eignen sich Güllearten, die den höchsten Säuregehalt aufweisen. Sie werden auch kalt genannt – Schweinefleisch und Kuhfleisch. Ein Abfall des Säuregehalts stoppt die Aktivität von Mikroorganismen, daher ist es notwendig, zu Beginn zu überwachen, wie lange es dauert, bis sie das Tankvolumen vollständig verarbeitet haben. Anschließend die nächste Dosis hinzufügen.

Gasreinigungstechnologie

Bei der Verarbeitung von Gülle zu Biogas entsteht:

• 70 % Methan;

• 30 % Kohlendioxid;

• 1 % Verunreinigungen von Schwefelwasserstoff und anderen flüchtigen Verbindungen.

Damit Biogas für den landwirtschaftlichen Betrieb nutzbar wird, muss es von Verunreinigungen gereinigt werden. Zur Entfernung von Schwefelwasserstoff werden spezielle Filter eingesetzt. Tatsache ist, dass flüchtige Schwefelwasserstoffverbindungen, die sich in Wasser lösen, Säure bilden. Es trägt zum Auftreten von Rost an den Wänden von Rohren oder Tanks bei, wenn diese aus Metall bestehen.

• Das entstehende Gas wird unter einem Druck von 9–11 Atmosphären komprimiert.

• Es wird in ein Wasserreservoir geleitet, wo Verunreinigungen in der Flüssigkeit gelöst werden.

IN industrieller Maßstab Zur Reinigung werden Kalk oder Aktivkohle sowie spezielle Filter verwendet.

So reduzieren Sie den Feuchtigkeitsgehalt

Es gibt mehrere Möglichkeiten, Wasserverunreinigungen im Gas selbst zu entfernen. Eines davon ist das Prinzip einer Mondscheindestille. Das Kaltrohr leitet das Gas nach oben. Die Flüssigkeit kondensiert und fließt nach unten. Dazu wird das Rohr unter der Erde verlegt, wo die Temperatur herrscht natürlich nimmt ab. Mit steigender Temperatur steigt auch die Temperatur und das getrocknete Gas gelangt in den Speicher.

Die zweite Möglichkeit ist eine Wassersperre. Nach dem Austritt gelangt das Gas in einen Behälter mit Wasser und wird dort von Verunreinigungen gereinigt. Diese Methode wird als einstufig bezeichnet, bei der Biogas sofort mit Wasser von allen flüchtigen Stoffen und Feuchtigkeit gereinigt wird.

Mit welchen Anlagen wird Biogas erzeugt?

Wenn die Installation in der Nähe eines Bauernhofs geplant ist, wäre eine zusammenklappbare Struktur, die leicht an einen anderen Ort transportiert werden kann, die beste Option. Das Hauptelement der Anlage ist ein Bioreaktor, in den Rohstoffe gegossen werden und der Fermentationsprozess stattfindet. Große Unternehmen nutzen Panzer Volumen 50 Kubikmeter.

In privaten landwirtschaftlichen Betrieben werden unterirdische Reservoirs als Bioreaktoren gebaut. Sie werden aus Ziegeln in ein vorbereitetes Loch gelegt und mit Zement beschichtet. Beton erhöht die Sicherheit des Bauwerks und verhindert das Eindringen von Luft. Die Menge hängt davon ab, wie viel Rohstoff pro Tag von Haustieren gewonnen wird.

Auch zu Hause erfreuen sich Flächensysteme großer Beliebtheit. Auf Wunsch kann die Anlage im Gegensatz zu einem stationären Untergrundreaktor demontiert und an einen anderen Ort verlegt werden. Als Tanks werden Kunststoff-, Metall- oder Polyvinylchloridfässer verwendet.

Nach Art der Steuerung gibt es:

• automatische Stationen, in denen das Abfüllen und Abpumpen von Abfallrohstoffen ohne menschliches Eingreifen erfolgt;

• mechanisch, wobei der gesamte Prozess manuell gesteuert wird.

Mit einer Pumpe können Sie das Entleeren des Tanks erleichtern, in den der Abfall nach der Gärung fällt. Einige Handwerker verwenden Pumpen, um Gas aus Kissen (z. B. Autoschläuchen) in eine Aufbereitungsanlage zu pumpen.

Schema einer selbstgebauten Anlage zur Erzeugung von Biogas aus Gülle

Bevor Sie an Ihrem Standort eine Biogasanlage errichten, müssen Sie sich mit den potenziellen Gefahren vertraut machen, die zu einer Explosion des Reaktors führen können. Die Hauptbedingung ist die Abwesenheit von Sauerstoff.

Methan ist ein explosives Gas und kann sich entzünden, dazu muss es jedoch auf über 500 Grad erhitzt werden. Wenn sich Biogas mit Luft vermischt, entsteht ein Überdruck, der zum Bruch des Reaktors führt. Beton kann reißen und ist für eine weitere Verwendung nicht mehr geeignet.

Video: Biogas aus Vogelkot

Um zu verhindern, dass der Druck den Deckel abreißt, verwenden Sie ein Gegengewicht, eine Schutzdichtung zwischen Deckel und Tank. Der Behälter ist nicht vollständig gefüllt – das sollte zumindest der Fall sein 10 % Volumen zur Gasfreisetzung. Besser – 20 %.

Um also einen Bioreaktor mit sämtlichem Zubehör an Ihrem Standort zu bauen, müssen Sie Folgendes tun:

• Es ist gut, einen Ort so zu wählen, dass er abseits von Wohnhäusern liegt (man weiß nie).

• Berechnen Sie die geschätzte Menge an Mist, die Tiere täglich produzieren. Wie man zählt – lesen Sie unten.

• Entscheiden Sie, wo die Lade- und Entladerohre sowie ein Rohr zur Kondensation der Feuchtigkeit im entstehenden Gas verlegt werden sollen.

• Legen Sie den Standort des Fäkalientanks fest (standardmäßig Dünger).

• Graben Sie eine Grube basierend auf der Berechnung der Rohstoffmenge.

• Wählen Sie einen Behälter aus, der als Reservoir für den Mist dient, und installieren Sie ihn in der Grube. Wenn ein Betonreaktor geplant ist, wird der Boden der Grube mit Beton gefüllt, die Wände mit Ziegeln ausgekleidet und mit Betonmörtel verputzt. Danach müssen Sie ihm Zeit zum Trocknen geben.

• Bei der Verlegung des Tanks werden auch die Verbindungen zwischen Reaktor und Rohren abgedichtet.

• Rüsten Sie eine Luke zur Inspektion des Reaktors aus. Dazwischen liegt eine abgedichtete Dichtung.

Wenn das Klima kalt ist, sollten Sie vor dem Betonieren oder Einbau eines Kunststofftanks überlegen, wie dieser beheizt werden kann. Dies können Heizgeräte oder Bänder sein, die in der „Warm Floor“-Technologie verwendet werden.

Überprüfen Sie am Ende der Arbeiten den Reaktor auf Undichtigkeiten.

Berechnung der Gasmenge

Aus einer Tonne Gülle können etwa 100 Kubikmeter Gas gewonnen werden. Frage: Wie viel Abfall produzieren Haustiere pro Tag?

• Huhn – 165 g pro Tag;

• Kuh – 35 kg;

• Ziege – 1 kg;

• Pferd – 15 kg;

• Schafe – 1 kg;

• Schwein – 5 kg.

Multipliziert man diese Zahlen mit der Anzahl der Köpfe, erhält man die täglich zu verarbeitende Kotdosis.

Mehr Gas kommt von Kühen und Schweinen. Wenn man der Mischung energetisch leistungsstarke Pflanzen wie Mais, Rübenspitzen und Hirse hinzufügt, erhöht sich die Biogasmenge. Sumpfpflanzen und Algen haben großes Potenzial.

Am höchsten sind die Abfälle aus Fleischverarbeitungsbetrieben. Wenn es solche Farmen in der Nähe gibt, können wir zusammenarbeiten und einen Reaktor für alle installieren. Die Amortisationszeit eines Bioreaktors beträgt 1–2 Jahre.

Biomasseabfall nach der Gasproduktion

Nach der Verarbeitung von Gülle in einem Reaktor entsteht als Nebenprodukt Bioschlamm. Bei der anaeroben Verarbeitung von Abfällen lösen Bakterien etwa 30 % der organischen Substanz auf. Der Rest wird unverändert freigegeben.

Die flüssige Substanz ist ebenfalls ein Nebenprodukt der Methanfermentation und wird auch in verwendet Landwirtschaft für Wurzelbehandlungen.

Kohlendioxid ist eine Abfallfraktion, die Biogasproduzenten entfernen möchten. Aber wenn man es in Wasser auflöst, dann kann diese Flüssigkeit auch von Vorteil sein.

Vollständige Nutzung der Biogasanlagenprodukte

Um die bei der Gülleverarbeitung anfallenden Produkte vollständig nutzen zu können, ist die Instandhaltung eines Gewächshauses erforderlich. Erstens kann organischer Dünger für den ganzjährigen Gemüseanbau verwendet werden, dessen Ertrag stabil bleibt.

Zweitens wird Kohlendioxid als Wurzel- oder Blattdünger verwendet, und sein Ausstoß beträgt etwa 30 %. Pflanzen nehmen Kohlendioxid aus der Luft auf und wachsen gleichzeitig besser und gewinnen an grüner Masse. Wenn Sie sich an Spezialisten auf diesem Gebiet wenden, helfen diese Ihnen bei der Installation von Geräten, die Kohlendioxid von der flüssigen Form in eine flüchtige Substanz umwandeln.

Video: Biogas in 2 Tagen

Tatsache ist, dass für die Aufrechterhaltung einer Viehhaltung viele Energieressourcen benötigt werden, insbesondere im Sommer, wenn keine Heizung des Stalls oder Schweinestalls erforderlich ist.

Daher wird empfohlen, noch einen zu machen profitable Ansicht Aktivitäten - ein umweltfreundliches Gewächshaus. Restliche Produkte können in Kühlräumen gelagert werden – bei gleichem Energieaufwand. Kühlgeräte oder andere Geräte können mit Strom betrieben werden, der von einer Gasbatterie erzeugt wird.

Verwendung als Dünger

Neben der Gasproduktion ist der Bioreaktor auch deshalb nützlich, weil der Abfall als wertvoller Dünger genutzt wird, der nahezu den gesamten Stickstoff und Phosphate zurückhält. Wenn dem Boden Gülle zugesetzt wird, gehen 30–40 % des Stickstoffs unwiederbringlich verloren.

Um den Verlust von Stickstoffsubstanzen zu reduzieren, werden dem Boden frische Exkremente zugesetzt, das freigesetzte Methan schädigt dann jedoch das Wurzelsystem der Pflanzen. Nach der Verarbeitung der Gülle wird das Methan für den Eigenbedarf genutzt und alle Nährstoffe bleiben erhalten.

Nach der Fermentation gehen Kalium und Phosphor in eine chelatisierte Form über, die zu 90 % von den Pflanzen aufgenommen wird. Wenn man es allgemein betrachtet, dann kann 1 Tonne fermentierter Mist 70 - 80 Tonnen gewöhnlichen Tierkot ersetzen.

Durch die anaerobe Verarbeitung bleibt der gesamte im Mist vorhandene Stickstoff erhalten und wird in Ammoniumform umgewandelt, was den Ertrag jeder Kultur um 20 % steigert.

Dieser Stoff ist für das Wurzelsystem ungefährlich und kann 2 Wochen vor dem Pflanzen von Pflanzen im Freiland ausgebracht werden, damit die organische Substanz Zeit hat, von aeroben Bodenmikroorganismen verarbeitet zu werden.

Vor der Verwendung wird der Biodünger mit Wasser verdünnt. im Verhältnis 1:60. Hierfür eignen sich sowohl trockene als auch flüssige Fraktionen, die nach der Vergärung ebenfalls in den Abfallrohstofftank gelangen.

Pro Hektar benötigen Sie 700 bis 1.000 kg/l unverdünnten Dünger. Wenn man bedenkt, dass aus einem Kubikmeter Reaktorfläche bis zu 40 kg Düngemittel pro Tag gewonnen werden, können Sie in einem Monat nicht nur Ihr eigenes Grundstück, sondern auch das Ihres Nachbarn durch den Verkauf von organischem Material versorgen.

Welche Nährstoffe können nach der Gülleverarbeitung gewonnen werden?

Der Hauptwert von fermentiertem Mist als Düngemittel ist das Vorhandensein von Huminsäuren, die wie eine Hülle Kalium- und Phosphorionen zurückhalten. Durch die Oxidation an der Luft während der Langzeitlagerung verlieren Mikroelemente ihre vorteilhaften Eigenschaften, während sie bei der anaeroben Verarbeitung im Gegenteil an Stärke gewinnen.

Humate wirken sich positiv auf die physikalische und chemische Zusammensetzung des Bodens aus. Durch die Zugabe organischer Substanz werden selbst schwerste Böden feuchtigkeitsdurchlässiger. Darüber hinaus bietet organisches Material Nahrung für Bodenbakterien. Sie verarbeiten die nicht von Anaerobiern gefressenen Rückstände weiter und setzen Huminsäuren frei. Durch diesen Prozess erhalten Pflanzen Nährstoffe, die vollständig absorbiert werden.

Zusätzlich zu den Hauptbestandteilen Stickstoff, Kalium und Phosphor enthält der Biodünger Mikroelemente. Ihre Menge hängt jedoch vom Ausgangsmaterial ab – pflanzlicher oder tierischer Herkunft.

Methoden zur Schlammlagerung

Am besten lagert man vergorenen Mist trocken. Dies erleichtert das Verpacken und Transportieren. Die Trockensubstanz verliert weniger nützliche Eigenschaften und kann verschlossen gelagert werden. Obwohl sich dieser Dünger im Laufe eines Jahres überhaupt nicht verschlechtert, muss er anschließend in einem Beutel oder Behälter verschlossen werden.

Flüssige Formen müssen in geschlossenen Behältern mit dicht schließendem Deckel aufbewahrt werden, um ein Austreten von Stickstoff zu verhindern.

So lagern Sie Mist auf dem Grundstück, um den Garten zu düngen: die besten Möglichkeiten

Gegeben theoretische Basis Herstellung von Methangas aus Biomasse durch anaerobe Vergärung.

Die Rolle von Bakterien bei der allmählichen Umwandlung organischer Substanzen wurde mit einer Beschreibung erläutert notwendige Voraussetzungen für die intensivste Produktion von Biogas. In diesem Artikel werden praktische Umsetzungen von Biogasanlagen vorgestellt und einige selbst erstellte Entwürfe beschrieben.

Da die Energiepreise steigen und viele Besitzer von Tierhaltungsbetrieben und Kleinbauernhöfen Probleme mit der Abfallentsorgung haben, Industriekomplexe zur Erzeugung von Biogas und kleinen Biogasanlagen für Privathaushalte. Über Suchmaschinen kann ein Internetnutzer ganz einfach eine erschwingliche Fertiglösung finden, damit die Biogasanlage und ihr Preis den Bedürfnissen entsprechen, mit Ausrüstungslieferanten in Kontakt treten und sich über den Bau eines Biogasgenerators zu Hause oder auf dem Bauernhof einigen.

Industriekomplex zur Biogasproduktion

Bioreaktor – die Basis einer Biogasanlage

Der Behälter, in dem die anaerobe Zersetzung von Biomasse stattfindet, wird als bezeichnet Bioreaktor, Fermenter oder Methantank. Bioreaktoren können vollständig abgedichtet sein, mit fester oder schwimmender Kuppel und im Tauchglocken-Design. Psychrophile Bell-Bioreaktoren (die keine Heizung erfordern) haben die Form eines offenen Reservoirs mit flüssiger Biomasse, in das ein Behälter in Form eines Zylinders oder einer Glocke eingetaucht wird, in dem Biogas gesammelt wird.

Das gesammelte Biogas übt Druck auf den Zylinder aus, wodurch dieser über den Tank steigt. Somit dient die Glocke auch als Gasspeicher – als Zwischenspeicher für das erzeugte Gas.

Der Nachteil der Glockenkonstruktion des Biogasreaktors besteht darin, dass es in der kalten Jahreszeit nicht möglich ist, das Substrat zu durchmischen und zu erwärmen. Ein weiterer negativer Faktor ist ein starker Geruch und unhygienische Bedingungen aufgrund der freiliegenden Oberfläche eines Teils des Untergrunds.

Darüber hinaus entweicht ein Teil des entstehenden Gases in die Atmosphäre und belastet die Umwelt. Daher werden diese Bioreaktoren nur in handwerklichen Biogasanlagen in armen Ländern mit heißem Klima eingesetzt.

Um Umweltverschmutzung vorzubeugen Umfeld und zur Beseitigung unangenehmer Gerüche sind die Reaktoren von Biogasanlagen für Privathaushalte und Großindustrien in fester Kuppelbauweise ausgeführt. Die Form der Struktur spielt bei der Gasbildung keine große Rolle, aber bei Verwendung einer Flasche mit kuppelförmigem Dach werden erhebliche Einsparungen erzielt Baumaterial. Bioreaktoren mit fester Kuppel sind mit Rohren zur Zugabe neuer Biomasseportionen und zur Auswahl verbrauchter Substrate ausgestattet.

Haupttypen von Biogasanlagen

Da das akzeptable Design eine feste Kuppel ist, sind die meisten vorgefertigten Bioreaktorlösungen von diesem Typ. Abhängig von der Beladungsmethode haben Bioreaktoren unterschiedliche Bauformen und werden unterteilt in:

• Portionsweise, mit einmaliger Beladung der gesamten Biomasse und anschließender kompletter Entladung nach der Verarbeitung der Rohstoffe. Der Hauptnachteil dieses Bioreaktortyps ist die ungleichmäßige Gasfreisetzung während der Substratverarbeitung;
• Kontinuierliches Be- und Entladen von Rohstoffen, wodurch eine gleichmäßige Freisetzung von Biogas erreicht wird. Dank der Konstruktion des Bioreaktors stoppt die Biogasproduktion beim Be- und Entladen nicht und es treten keine Lecks auf, da die Rohre, durch die Biomasse zugeführt und entnommen wird, in Form einer Wassersperre ausgeführt sind, die ein Austreten von Gas verhindert.

Batch-Biogasreaktoren können jedes Design haben, das ein Austreten von Gas verhindert. Beispielsweise waren in Australien einst Kanal-Methantanks mit einem elastischen aufblasbaren Dach beliebt, bei denen ein leichter Überdruck im Inneren des Bioreaktors eine Blase aus haltbarem Polypropylen aufblähte. Bei Erreichen eines bestimmten Druckniveaus im Bioreaktor wurde ein Kompressor eingeschaltet, der das produzierte Biogas abpumpte.

Die Art der Vergärung in dieser Biogasanlage kann mesophil (geringe Erwärmung) sein. Aufgrund der großen Fläche der Blähkuppel können Kanalbioreaktoren nur in beheizten Räumen oder in Regionen mit heißem Klima installiert werden. Der Vorteil der Konstruktion besteht darin, dass kein Zwischenempfänger erforderlich ist, der große Nachteil ist jedoch die Anfälligkeit der elastischen Kuppel gegenüber mechanischen Beschädigungen.

IN In letzter Zeit Batch-Bioreaktoren mit Trockenvergärung von Gülle ohne Zugabe von Wasser zum Substrat erfreuen sich zunehmender Beliebtheit. Da Gülle über eine eigene Feuchtigkeit verfügt, reicht diese für das Leben der Organismen aus, allerdings nimmt die Intensität der Reaktionen ab.

Trockenbioreaktoren sehen aus wie eine versiegelte Garage mit dicht schließenden Türen. Biomasse wird mit einem Frontlader in den Reaktor geladen und bleibt in diesem Zustand, bis der vollständige Gasbildungszyklus abgeschlossen ist (etwa sechs Monate), ohne dass ein Substrat hinzugefügt oder gemischt werden muss.

DIY-Biogasanlage

Zu beachten ist, dass in den meisten Bioreaktoren in der Regel nur die Gasbildungszone abgedichtet ist und die flüssige Biomasse am Ein- und Auslass unter Atmosphärendruck steht. Übermäßiger Druck im Bioreaktor verdrängt Ein Teil des flüssigen Substrats gelangt in die Düsen, weshalb der Biomassegehalt in ihnen etwas höher ist als im Behälter.

Diese Entwürfe selbstgebauter Bioreaktoren sind bei Volkshandwerkern beliebt, die eigenständig Biogasanlagen für zu Hause herstellen und so ein wiederholtes manuelles Be- und Entladen des Substrats ermöglichen. Bei der Herstellung von Bioreaktoren mit eigenen Händen experimentieren viele Handwerker mit vollständig versiegelten Behältern und verwenden mehrere Gummischläuche aus den Reifen großer Fahrzeuge als Gasbehälter.

Im folgenden Video beweist ein Liebhaber der selbstgemachten Biogasproduktion am Beispiel von mit Vogelkot gefüllten Fässern die Möglichkeit, zu Hause tatsächlich brennbares Gas zu erzeugen, indem er Geflügelstallabfälle zu nützlichem Dünger verarbeitet. Das Einzige, was zu dem in diesem Video beschriebenen Design hinzugefügt werden kann, ist die Installation eines Manometers und eines Sicherheitsventils an einem selbstgebauten Bioreaktor.

Berechnungen der Bioreaktorproduktivität

Die Menge an Biogas wird durch die Masse und Qualität der eingesetzten Rohstoffe bestimmt. Im Internet findet man zwar Tabellen, die die von verschiedenen Tieren produzierte Abfallmenge angeben, doch für Besitzer, die täglich Mist entfernen müssen, nützt diese Theorie nichts, da sie dank ihrer eigenen Praxis die Menge und Masse des Abfalls kennen zukünftiges Substrat. Basierend auf der Verfügbarkeit täglich erneuerbarer Rohstoffe ist es möglich, das benötigte Volumen des Bioreaktors und die Tagesmenge zu berechnen Biogasproduktion.

Nachdem die Berechnungen durchgeführt und die Auslegung des Bioreaktors genehmigt wurde, kann mit dem Bau begonnen werden. Das Material kann ein in den Boden gegossener Stahlbetonbehälter oder mit einer speziellen Beschichtung versiegeltes Mauerwerk sein, das zur Behandlung von Schwimmbädern verwendet wird.

Es ist auch möglich, den Haupttank einer Heimbiogasanlage aus mit Korrosionsschutzmaterial beschichtetem Eisen zu bauen. Kleine industrielle Bioreaktoren bestehen häufig aus großvolumigen, chemikalienbeständigen Kunststofftanks.

In industriellen Biogasanlagen werden sie eingesetzt elektronische Systeme Kontrolle und verschiedene Reagenzien zur Korrektur chemische Zusammensetzung Substrat und dessen Säuregehalt, und der Biomasse werden spezielle Substanzen zugesetzt – Enzyme und Vitamine, die die Vermehrung und Aktivität von Mikroorganismen im Bioreaktor stimulieren. Im Zuge der Entwicklung der Mikrobiologie entstehen immer stabilere und wirksamere Stämme methanogener Bakterien, die von Unternehmen erworben werden können, die sich mit der Produktion von Biogas befassen.

Die Notwendigkeit, Biogas abzupumpen und zu reinigen

Die ständige Gasproduktion in einem Bioreaktor jeglicher Bauart führt dazu, dass Biogas abgepumpt werden muss. Einige primitive Biogasanlagen können das entstehende Gas direkt in einem in der Nähe installierten Brenner verbrennen, aber die Instabilität des Überdrucks im Bioreaktor kann zum Verschwinden der Flamme mit anschließender Freisetzung führen giftiges Gas. Der Einsatz einer solch primitiven Biogasanlage mit Anschluss an einen Ofen ist aufgrund der Möglichkeit einer Vergiftung durch die giftigen Bestandteile des ungereinigten Biogases grundsätzlich inakzeptabel.

Daher umfasst fast jede Biogasanlage Gasspeichertanks und ein Gasreinigungssystem. Als selbstgebauter Reinigungskomplex können Sie einen Wasserfilter und einen selbstgebauten Behälter voller Metallspäne verwenden oder professionelle Filtersysteme erwerben. Ein Behälter zur Zwischenspeicherung von Biogas kann aus Reifenschläuchen hergestellt werden, aus denen das Gas von Zeit zu Zeit von einem Kompressor in Standard-Propanflaschen zur Lagerung und anschließenden Verwendung gepumpt wird.

Als Alternative zum obligatorischen Einsatz eines Gastanks kann ein verbesserter Bioreaktor mit schwimmender Kuppel in Betracht gezogen werden. Die Verbesserung besteht darin, eine konzentrische Trennwand hinzuzufügen, die eine Wassertasche bildet, die wie eine Wassersperre wirkt und verhindert, dass die Biomasse mit Luft in Kontakt kommt. Der Druck im Inneren der schwimmenden Kuppel hängt von ihrem Gewicht ab. Indem das Gas durch ein Reinigungssystem und einen Reduzierer geleitet wird, kann es in einem Haushaltsofen verwendet werden, wobei es regelmäßig aus dem Bioreaktor entlüftet wird.

Mahlen und Mischen des Substrats in einem Bioreaktor

Das Rühren der Biomasse ist ein wichtiger Teil des Biogasproduktionsprozesses und ermöglicht Bakterien den Zugang zu Nährstoffen, die sich möglicherweise am Boden des Fermenters verklumpen. Damit sich Biomassepartikel im Bioreaktor besser vermischen, müssen sie vor dem Einfüllen in den Methantank mechanisch oder manuell zerkleinert werden. Derzeit werden in industriellen und hausgemachten Biogasanlagen drei Methoden zum Mischen des Substrats verwendet:

1. mechanische Rührer, angetrieben durch einen Elektromotor oder manuell;
2. Zirkulationsmischung mittels Pumpe oder Propeller Pumpen des Substrats in den Bioreaktor;
3. Sprudelndes Mischen durch Spülen von flüssiger Biomasse mit vorhandenem Biogas. Nachteil diese Methode ist die Bildung von Schaum auf der Oberfläche des Substrats.

Das mechanische Mischen des Substrats im Bioreaktor kann manuell oder automatisch durch Einschalten des Elektromotors mithilfe eines elektronischen Timers erfolgen. Das Wasserstrahl- oder Blasenmischen von Biomasse kann nur mit manuell gesteuerten Elektromotoren oder mithilfe eines Softwarealgorithmus durchgeführt werden.

Dieser Bioreaktor ist mit einer mechanischen Mischvorrichtung ausgestattet.

Substraterwärmung in mesophilen und thermophilen Biogasanlagen

Die optimale Temperatur für die Gasbildung liegt bei der Substrattemperatur zwischen 35 und 50 °C. Um diese Temperatur aufrechtzuerhalten, sind verschiedene Heizsysteme– Wasser, Dampf, Strom. Die Temperaturregelung sollte über einen Thermostat oder Thermoelemente erfolgen, die an einen Aktor angeschlossen sind, der die Erwärmung des Bioreaktors regelt.

Sie müssen auch bedenken, dass eine offene Flamme die Wände des Bioreaktors überhitzt und die Biomasse im Inneren verbrennt. Ein verbranntes Substrat verringert die Wärmeübertragung und die Heizqualität und die heiße Wand des Bioreaktors kollabiert schnell. Einer von beste Optionen ist die Warmwasserbereitung aus der Rücklaufleitung der Hausheizung. Es ist notwendig, ein System elektrischer Ventile zu installieren, um die Heizung des Bioreaktors ausschalten oder die Substratheizung direkt vom Kessel anschließen zu können, wenn es zu kalt ist.

Das Erhitzen des Substrats in einem Bioreaktor mithilfe von Heizelementen ist nur dann sinnvoll, wenn alternativer Strom verfügbar ist, der von einem Windgenerator stammt oder Solarplatten. In diesem Fall können Heizelemente direkt an einen Generator oder eine Batterie angeschlossen werden, wodurch teure Spannungswandler aus dem Stromkreis entfallen. Um den Wärmeverlust zu reduzieren und die Kosten für die Erwärmung des Substrats in einem Bioreaktor zu senken, ist es notwendig, es mit verschiedenen Isoliermaterialien so weit wie möglich zu isolieren.

Beim Bau von Biogasanlagen mit eigenen Händen sind praktische Experimente unumgänglich

Egal wie viel Literatur ein unerfahrener Liebhaber der Eigenproduktion von Biogas liest und wie viele Videos er sich ansieht, in der Praxis muss er in der Praxis viel selbst lernen, und die Ergebnisse werden in der Regel weit entfernt sein die berechneten.

Daher gehen viele angehende Handwerker den Weg unabhängiger Experimente zur Biogaserzeugung, beginnend mit kleinen Behältern und ermitteln, wie viel Gas ihre kleine Versuchsbiogasanlage aus den verfügbaren Rohstoffen produziert. Die Preise für Komponenten, die Methanproduktion und die zukünftigen Kosten für den Bau einer voll funktionsfähigen Biogasanlage bestimmen deren Rentabilität und Machbarkeit.

Im Video oben demonstriert der Meister die Leistungsfähigkeit seiner Biogasanlage und misst, wie viel Biogas an einem Tag produziert wird. Wenn in seinem Fall acht Atmosphären in den Kompressorbehälter gepumpt werden, beträgt das Volumen des resultierenden Gases nach der Neuberechnung unter Berücksichtigung des Volumens des 24-Liter-Behälters etwa 0,2 m².

Diese aus einem Zweihundert-Liter-Fass gewonnene Biogasmenge ist nicht signifikant, aber wie im folgenden Video dieses Meisters gezeigt, reicht diese Gasmenge für eine Stunde Brennen eines Herdbrenners (15 Minuten multipliziert mit vier Atmosphären). eines Zylinders, der doppelt so groß ist wie der Empfänger).

In einem weiteren Video unten spricht der Meister über die Herstellung von Biogas und biologisch reinen Düngemitteln durch die Verarbeitung organischer Abfälle in einer Biogasanlage. Es muss berücksichtigt werden, dass der Wert von Umweltdüngern die Kosten des entstehenden Gases übersteigen kann und Biogas dann zu einem nützlichen Nebenprodukt bei der Herstellung hochwertiger Düngemittel wird. Einer noch nützliche Eigenschaft Bei Bio-Rohstoffen handelt es sich um die Fähigkeit, diese über einen bestimmten Zeitraum zu lagern, um sie zum richtigen Zeitpunkt nutzen zu können.

Sie können selbst zu Hause eine günstige Energiequelle erhalten – Sie müssen lediglich eine Biogasanlage aufbauen. Wenn Sie das Funktionsprinzip und den Aufbau verstehen, ist dies nicht schwer. Das dabei erzeugte Gemisch enthält eine große Menge Methan (abhängig vom eingesetzten Rohstoff bis zu 70 %) und bietet daher ein breites Anwendungsspektrum.

Das Nachfüllen von Autoflaschen, die mit Gas als Brennstoff für Heizkessel betrieben werden, ist keine vollständige Liste Möglichkeiten Verwendung des fertigen Produkts. In unserer Geschichte geht es darum, wie man mit eigenen Händen eine Biogasanlage installiert.

Es gibt verschiedene Ausführungen des Geräts. Bei der Auswahl einer bestimmten technischen Lösung müssen Sie verstehen, wie geeignet diese Installation für die örtlichen Gegebenheiten ist. Dies ist das Hauptkriterium für die Beurteilung der Machbarkeit der Installation. Außerdem haben Sie Ihre eigenen Fähigkeiten, das heißt, welche Art von Rohstoffen und in welcher Menge Sie verwenden können, was Sie mit Ihren eigenen Händen tun können.

Biogas entsteht durch die Zersetzung organischer Stoffe, sein „Ertrag“ (in volumetrischen Maßstäben) und damit die Effizienz der Anlage hängt jedoch davon ab, was genau in die Anlage geladen wird. Die Tabelle enthält relevante Informationen (Richtdaten), die bei der Auswahl einer bestimmten technischen Lösung hilfreich sind. Einige erläuternde Grafiken wären ebenfalls nützlich.

Gestaltungsmöglichkeiten

Mit manueller Beladung der Rohstoffe, ohne Erhitzen und Rühren

Für den Hausgebrauch gilt dieses Modell als das bequemste. Bei einer Reaktorkapazität von 1 bis 10 m³ werden täglich etwa 50–220 kg Gülle benötigt. Hiervon müssen Sie bei der Entscheidung über die Größe des Behälters ausgehen.

Die Installation erfolgt im Boden und erfordert daher eine kleine Grube. Ein Standort auf dem Gelände wird entsprechend seiner berechneten Abmessungen ausgewählt. Der Aufbau und Zweck aller Elemente der Schaltung ist nicht schwer zu verstehen.

Installationsfunktion

Nach der Installation des Reaktors vor Ort ist es notwendig, dessen Dichtheit zu überprüfen. Anschließend muss das Metall gestrichen (vorzugsweise mit einer frostbeständigen Masse) und isoliert werden.

• Die Entfernung des Abfalls erfolgt auf natürliche Weise – entweder während des Zugabevorgangs einer neuen Portion oder wenn bei geschlossenem Ventil ein Gasüberschuss im Reaktor vorhanden ist. Daher sollte das Fassungsvermögen des Abfallsammelbehälters nicht geringer sein als das des Arbeitsbehälters.
• Trotz der Einfachheit des Geräts und der Attraktivität für die Selbstmontage ist diese Installationsmöglichkeit aufgrund der Tatsache, dass kein Mischen und Erhitzen der Masse vorgesehen ist, für den Betrieb in Regionen mit mildem Klima, also hauptsächlich, ratsam im Süden Russlands. Obwohl diese Konstruktion bei hoher Wärmedämmung bei tiefen Grundwasserschichten durchaus für die Mittelzone geeignet ist.

Ohne Erhitzen, aber unter Rühren

Fast das Gleiche, nur eine kleine Modifikation, die die Leistung der Anlage deutlich steigert.

Wie erstelle ich einen Mechanismus? Für jemanden, der es zum Beispiel selbst zusammengebaut hat, ist das kein Problem. Im Reaktor muss eine Welle mit Schaufeln montiert werden. Daher ist der Einbau von Stützlagern erforderlich. Es empfiehlt sich, eine Kette als Übertragungsglied zwischen der Welle und dem Hebel zu verwenden.

Mit Ausnahme der nördlichen Regionen kann die Biogasanlage in fast allen Regionen betrieben werden. Im Gegensatz zum Vorgängermodell ist jedoch Aufsicht erforderlich.

Rühren + Erhitzen

Die thermische Einwirkung auf die Biomasse erhöht die Intensität der darin ablaufenden Zersetzungs- und Fermentationsprozesse. Die Biogasanlage ist vielseitiger einsetzbar, da sie in zwei Modi betrieben werden kann – mesophil und thermophil, also im Temperaturbereich (ungefähr) 25 – 65 °C (siehe Grafiken oben).

Im obigen Diagramm wird der Kessel mit dem entstehenden Gas betrieben, obwohl dies nicht die einzige Option ist. Die Erwärmung von Biomasse kann auf unterschiedliche Weise erfolgen, je nachdem, wie es für den Eigentümer bequemer ist, dies zu organisieren.

Automatisierte Optionen

Der Unterschied zwischen diesem Schema besteht darin, dass es mit der Installation verbunden ist. Dadurch können Sie Gasreserven ansammeln, anstatt es sofort für den vorgesehenen Zweck zu verwenden. Die Benutzerfreundlichkeit liegt auch darin begründet, dass nahezu jedes Temperaturregime für eine intensive Fermentation geeignet ist.

Diese Installation ist noch produktiver. Es ist in der Lage, bei einem ähnlichen Reaktorvolumen bis zu 1,3 Tonnen Rohstoffe pro Tag zu verarbeiten. Laden, Mischen – dafür ist die Pneumatik zuständig. Über den Auslasskanal können Abfälle entweder zur kurzfristigen Lagerung in einen Bunker oder zur sofortigen Entsorgung in mobile Container abtransportiert werden. Zum Beispiel zum Düngen von Feldern.

Diese Biogasanlagenvarianten sind für den Hausgebrauch kaum geeignet. Ihre Installation, insbesondere mit eigenen Händen, ist viel schwieriger. Aber für den Kleinen Bauernhof- gute Entscheidung.

Mechanisierte Biogasanlage

Der Unterschied zu den Vorgängermodellen besteht im zusätzlichen Tank, in dem die Voraufbereitung der Rohstoffmasse erfolgt.

Komprimiertes Biogas wird in den Einfülltrichter und dann in den Reaktor geleitet. Es wird auch zum Heizen verwendet.

Das Einzige, was beim Zusammenbau einer der Anlagen mit eigenen Händen erforderlich ist, sind genaue technische Berechnungen. Möglicherweise müssen Sie einen Spezialisten konsultieren. Ansonsten ist alles ganz einfach. Wenn sich mindestens einer der Leser für eine Biogasanlage interessiert und diese selbst installiert, dann hat der Autor nicht umsonst an diesem Artikel gearbeitet. Viel Glück!

Der ständige Anstieg der Kosten für traditionelle Energieressourcen zwingt Heimwerker dazu, selbstgemachte Geräte zu entwickeln, mit denen sie mit eigenen Händen Biogas aus Abfällen erzeugen können. Mit diesem landwirtschaftlichen Ansatz ist es nicht nur möglich, kostengünstige Energie zum Heizen des Hauses und für andere Zwecke zu gewinnen, sondern auch den Prozess der Wiederverwertung organischer Abfälle zu etablieren und kostenlose Düngemittel für die anschließende Ausbringung auf den Boden zu erhalten.

Überschüssig produziertes Biogas kann wie Düngemittel zum Marktwert an interessierte Verbraucher verkauft werden und so zu Geld machen, was buchstäblich „unter Ihren Füßen liegt“. Großbauern können es sich leisten, fertige Biogas-Produktionsanlagen zu kaufen, die in Fabriken zusammengebaut werden. Die Kosten für eine solche Ausrüstung sind recht hoch. Die Betriebsrendite entspricht jedoch der getätigten Investition. Weniger leistungsstarke Anlagen, die nach dem gleichen Prinzip funktionieren, können aus verfügbaren Materialien und Teilen selbst zusammengebaut werden.

Was ist Biogas und wie entsteht es?

Durch die Biomasseverarbeitung entsteht Biogas

Biogas gilt als umweltfreundlicher Kraftstoff. Aufgrund seiner Eigenschaften ähnelt Biogas in vielerlei Hinsicht dem im industriellen Maßstab erzeugten Erdgas. Die Technologie zur Biogaserzeugung lässt sich wie folgt darstellen:

• in einem speziellen Behälter namens Bioreaktor findet der Prozess der Biomasseverarbeitung unter Beteiligung anaerober Bakterien unter luftlosen Fermentationsbedingungen für einen bestimmten Zeitraum statt, dessen Dauer von der Menge der geladenen Rohstoffe abhängt;
• dabei wird ein Gasgemisch freigesetzt, bestehend aus 60 % Methan, 35 % Kohlendioxid, 5 % anderen gasförmigen Stoffen, darunter eine geringe Menge Schwefelwasserstoff;
• das entstehende Gas wird ständig aus dem Bioreaktor entfernt und nach der Reinigung der vorgesehenen Verwendung zugeführt;
• Verarbeitete Abfälle, die zu hochwertigen Düngemitteln geworden sind, werden regelmäßig aus dem Bioreaktor entfernt und auf die Felder transportiert.

Visuelles Diagramm des Biokraftstoffproduktionsprozesses

Um eine kontinuierliche Biogasproduktion zu Hause zu etablieren, müssen Sie landwirtschaftliche Betriebe und Viehzuchtbetriebe besitzen oder Zugang zu solchen haben. Die Produktion von Biogas ist nur dann wirtschaftlich rentabel, wenn eine kostenlose Versorgung mit Gülle und anderen organischen Abfällen aus der Tierhaltung möglich ist.

Die Gasheizung bleibt die zuverlässigste Heizmethode. Weitere Informationen zur autonomen Vergasung finden Sie im folgenden Material:

Arten von Bioreaktoren

Anlagen zur Erzeugung von Biogas unterscheiden sich in der Art der Rohstoffbeladung, der Sammlung des entstehenden Gases, der Platzierung des Reaktors relativ zur Erdoberfläche und dem Herstellungsmaterial. Beton, Ziegel und Stahl sind die am besten geeigneten Materialien für den Bau von Bioreaktoren.

Je nach Art der Beladung unterscheidet man Bioanlagen, bei denen eine bestimmte Menge an Rohstoffen verladen wird, einen Verarbeitungszyklus durchläuft und anschließend vollständig entladen wird. Die Gasproduktion in diesen Anlagen ist instabil, es kann jedoch jede Art von Rohstoff in sie geladen werden. Normalerweise haben sie das vertikale Anordnung und nehmen wenig Platz ein.

In das System der zweiten Art wird täglich ein Teil der organischen Abfälle geladen und ein gleicher Teil der fertigen fermentierten Düngemittel entladen. Das Arbeitsgemisch verbleibt immer im Reaktor. Die sogenannte Durchlaufanlage produziert konstant mehr Biogas und erfreut sich bei Landwirten großer Beliebtheit. Grundsätzlich sind diese Reaktoren horizontal angeordnet und praktisch, wenn auf dem Gelände freier Platz vorhanden ist.

Die gewählte Art der Biogassammlung bestimmt die Konstruktionsmerkmale des Reaktors.

• Ballonsysteme bestehen aus einem hitzebeständigen Gummi- oder Kunststoffzylinder, in dem ein Reaktor und ein Gasbehälter kombiniert sind. Die Vorteile dieses Reaktortyps sind die einfache Konstruktion, das Be- und Entladen von Rohstoffen, die einfache Reinigung und der Transport sowie die geringen Kosten. Zu den Nachteilen zählen eine kurze Lebensdauer von 2-5 Jahren und die Möglichkeit von Schäden durch äußere Einflüsse. Zu den Ballonreaktoren gehören auch Kanaleinheiten, die in Europa häufig zur Verarbeitung flüssiger Abfälle und verwendet werden Abwasser. Dieser Gummideckel ist bei hohen Umgebungstemperaturen wirksam und es besteht keine Gefahr einer Beschädigung des Zylinders. Das Design mit fester Kuppel verfügt über einen vollständig geschlossenen Reaktor und einen Ausgleichsbehälter für den Schlammaustrag. In der Kuppel sammelt sich Gas, beim Laden der nächsten Rohstoffportion wird die verarbeitete Masse in den Ausgleichsbehälter gedrückt.
• Biosysteme mit schwimmender Kuppel bestehen aus einem unter der Erde befindlichen monolithischen Bioreaktor und einem beweglichen Gasbehälter, der in einer speziellen Wassertasche oder direkt im Rohstoff schwimmt und unter dem Einfluss von Gasdruck aufsteigt. Der Vorteil einer schwimmenden Kuppel liegt in der einfachen Bedienung und der Möglichkeit, den Gasdruck anhand der Höhe der Kuppel zu bestimmen. Dies ist eine hervorragende Lösung für einen großen Bauernhof.
• Bei der Auswahl eines unterirdischen oder oberirdischen Installationsorts müssen Sie die Neigung des Geländes berücksichtigen, die das Be- und Entladen von Rohstoffen erleichtert, eine verbesserte Wärmedämmung unterirdischer Strukturen, die die Biomasse vor täglichen Temperaturschwankungen schützt, und macht den Fermentationsprozess stabiler.

Das Design kann mit zusätzlichen Geräten zum Erhitzen und Mischen von Rohstoffen ausgestattet werden.

Lohnt es sich, einen Reaktor zu bauen und Biogas zu nutzen?

Der Bau einer Biogasanlage hat folgende Ziele:

• Produktion billiger Energie;
• Herstellung leicht verdaulicher Düngemittel;
• Einsparungen beim Anschluss an die teure Kanalisation;
• Recycling von landwirtschaftlichen Abfällen;
• möglicher Gewinn aus Gasverkäufen;
• Reduzierung der Intensität unangenehmer Gerüche und Verbesserung der Umweltsituation in der Region.

Rentabilitätsdiagramm für die Biogasproduktion und -nutzung

Um die Vorteile des Baus eines Bioreaktors einzuschätzen, sollte ein umsichtiger Eigentümer die folgenden Aspekte berücksichtigen:

• die Kosten einer Bioanlage sind eine langfristige Investition;
• selbstgemachte Biogasanlagen und die Installation eines Reaktors ohne die Einbeziehung von Spezialisten von Drittanbietern kosten viel weniger, aber ihre Effizienz ist auch geringer als die einer teuren Fabrikanlage;
• Um einen stabilen Gasdruck aufrechtzuerhalten, muss der Landwirt über einen langen Zeitraum Zugang zu Viehabfällen in ausreichender Menge haben. Bei hohen Preisen für Strom und Erdgas oder fehlender Vergasungsmöglichkeit wird der Einsatz der Anlage nicht nur rentabel, sondern auch notwendig;
• für große landwirtschaftliche Betriebe mit eigener Rohstoffbasis wäre die Einbindung eines Bioreaktors in das System von Gewächshäusern und Rinderfarmen eine rentable Lösung;
• Bei kleinen landwirtschaftlichen Betrieben kann die Effizienz gesteigert werden, indem mehrere kleine Reaktoren installiert und Rohstoffe in unterschiedlichen Zeitintervallen geladen werden. Dadurch werden Unterbrechungen der Gasversorgung aufgrund von Rohstoffmangel vermieden.

So bauen Sie selbst einen Bioreaktor

Die Entscheidung zum Bau ist gefallen, jetzt müssen wir die Installation planen und kalkulieren notwendige Materialien, Werkzeuge und Ausrüstung.

Wichtig! Die Beständigkeit gegenüber aggressiven sauren und alkalischen Umgebungen ist die Hauptanforderung an Bioreaktormaterial.

Wenn ein Metalltank vorhanden ist, kann dieser verwendet werden, sofern er über eine Schutzbeschichtung gegen Korrosion verfügt. Achten Sie bei der Auswahl eines Metallbehälters auf dessen Vorhandensein Schweißnähte und ihre Stärke.

Eine langlebige und praktische Option ist ein Polymerbehälter. Dieses Material verrottet und rostet nicht. Ein Lauf mit dicken, harten Wänden oder einer Verstärkung hält der Belastung perfekt stand.

Am günstigsten ist es, einen Behälter aus Ziegeln, Steinen oder Betonblöcken aufzustellen. Zur Erhöhung der Festigkeit werden die Wände verstärkt und innen und außen mit einer mehrschichtigen wasser- und gasdichten Beschichtung versehen. Der Putz muss Zusatzstoffe enthalten, die für die angegebenen Eigenschaften sorgen. Die beste Form, um allen Druckbelastungen standzuhalten, ist oval oder zylindrisch.

Am Boden dieses Behälters befindet sich ein Loch, durch das überschüssige Rohstoffe entfernt werden. Dieses Loch muss dicht verschlossen sein, da das System nur unter abgedichteten Bedingungen effektiv funktioniert.

Berechnung der notwendigen Werkzeuge und Materialien

Um einen Ziegelcontainer auszulegen und das gesamte System zu installieren, benötigen Sie folgende Werkzeuge und Materialien:

• Behälter zum Mischen von Zementmörtel oder Betonmischer;
• Bohrmaschine mit Rühraufsatz;
• Schotter und Sand zum Bau eines Drainagekissens;
• Schaufel, Maßband, Kelle, Spachtel;
• Ziegel, Zement, Wasser, Feinsand, Bewehrung, Weichmacher und andere notwendige Zusatzstoffe;
• Schweißmaschinen und Befestigungselemente für die Installation von Metallrohren und -komponenten;
• ein Wasserfilter und ein Behälter mit Metallspänen zur Gasreinigung;
• Reifenflaschen oder Standard-Propanflaschen zur Gasspeicherung.

Die Größe des Betontanks richtet sich nach der Menge an organischen Abfällen, die täglich in einem privaten Gehöft oder landwirtschaftlichen Betrieb anfallen. Ein Vollbetrieb des Bioreaktors ist möglich, wenn dieser zu zwei Dritteln des verfügbaren Volumens gefüllt ist.

Bestimmen wir das Volumen des Reaktors für einen kleinen privaten Bauernhof: Wenn es 5 Kühe, 10 Schweine und 40 Hühner gibt, dann pro Tag ihrer Lebensaktivität ein Wurf von 5 x 55 kg + 10 x 4,5 kg + 40 x 0,17 kg = 275 kg + ergibt 45 kg + 6,8 kg = 326,8 kg. Bringen Hühnerkot Um die erforderliche Luftfeuchtigkeit von 85 % zu erreichen, fügen Sie 5 Liter Wasser hinzu. Gesamtgewicht = 331,8 kg. Für die Verarbeitung in 20 Tagen benötigen Sie: 331,8 kg x 20 = 6636 kg – etwa 7 Kubikmeter nur für das Substrat. Das sind zwei Drittel des benötigten Volumens. Um das Ergebnis zu erhalten, benötigen Sie 7x1,5 = 10,5 Kubikmeter. Der resultierende Wert ist das benötigte Volumen des Bioreaktors.

Bedenken Sie, dass es nicht möglich ist, große Mengen Biogas in kleinen Behältern zu produzieren. Die Ausbeute hängt direkt von der Masse der im Reaktor verarbeiteten organischen Abfälle ab. Um 100 Kubikmeter Biogas zu gewinnen, muss man also eine Tonne organischen Abfall verarbeiten.

Vorbereiten eines Standorts für einen Bioreaktor

Die in den Reaktor geladene organische Mischung sollte keine Antiseptika enthalten. Reinigungsmittel, Chemikalien, die das Leben von Bakterien schädigen und die Biogasproduktion verlangsamen.

Wichtig! Biogas ist brennbar und explosiv.

Für ordnungsgemäße Bedienung Für den Betrieb eines Bioreaktors gelten dieselben Regeln wie für alle anderen Gasinstallationen. Wenn das Gerät versiegelt ist und das Biogas rechtzeitig in den Gastank eingeleitet wird, treten keine Probleme auf.

Übersteigt der Gasdruck die Norm oder vergiftet sich die Dichtung, besteht Explosionsgefahr, daher wird empfohlen, Temperatur- und Drucksensoren im Reaktor zu installieren. Auch das Einatmen von Biogas ist gefährlich für die menschliche Gesundheit.

So stellen Sie die Biomasseaktivität sicher

Sie können den Fermentationsprozess von Biomasse beschleunigen, indem Sie diese erhitzen. In den südlichen Regionen tritt dieses Problem in der Regel nicht auf. Die Umgebungstemperatur reicht für die natürliche Aktivierung von Gärprozessen aus. In Regionen mit rauen klimatischen Bedingungen im Winter ist es in der Regel nicht möglich, eine Biogasanlage ohne Heizung zu betreiben. Schließlich beginnt der Fermentationsprozess bei einer Temperatur von über 38 Grad Celsius.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, die Beheizung eines Biomassetanks zu organisieren:

• Verbinden Sie die unter dem Reaktor befindliche Spule mit dem Heizsystem.
• Installieren Sie elektrische Heizelemente am Boden des Behälters.
• sorgen für eine direkte Beheizung des Tanks durch den Einsatz elektrischer Heizgeräte.

In den Rohstoffen selbst schlummern Bakterien, die die Methanproduktion beeinflussen. Ihre Aktivität nimmt ab einem bestimmten Temperaturniveau zu. Die Installation stellt den normalen Ablauf des Prozesses sicher automatisiertes System Heizung Die Automatisierung schaltet die Heizausrüstung ein, wenn die nächste kalte Charge in den Bioreaktor gelangt, und schaltet sie dann aus, wenn sich die Biomasse auf das angegebene Temperaturniveau erwärmt.

Ähnliche Temperaturkontrollsysteme sind in Warmwasserkesseln installiert und können daher in Geschäften erworben werden, die auf den Verkauf von Gasgeräten spezialisiert sind.

Das Diagramm zeigt den gesamten Kreislauf, beginnend mit der Beladung mit festen und flüssigen Rohstoffen bis hin zur Abfuhr des Biogases zu den Verbrauchern

Es ist wichtig zu beachten, dass Sie die Biogasproduktion zu Hause aktivieren können, indem Sie Biomasse in einem Reaktor mischen. Zu diesem Zweck wird ein Gerät hergestellt, das baulich einem Haushaltsmixer ähnelt. Das Gerät kann durch eine Welle in Bewegung gesetzt werden, die durch ein Loch im Deckel oder in den Wänden des Tanks ausgegeben wird.

Welche Sondergenehmigungen sind für die Anlage und Nutzung von Biogas erforderlich?

Um einen Bioreaktor zu bauen und zu betreiben sowie das entstehende Gas zu nutzen, müssen Sie sich bereits in der Entwurfsphase um die Einholung der erforderlichen Genehmigungen kümmern. Die Koordination muss mit dem Gasdienst, der Feuerwehr und Rostechnadzor abgeschlossen werden. Im Allgemeinen ähneln die Regeln für Installation und Betrieb den Regeln für die Verwendung herkömmlicher Gasgeräte. Der Bau muss streng nach SNIPs erfolgen, alle Rohrleitungen müssen gelb sein und entsprechende Markierungen aufweisen. Fertige, im Werk gefertigte Systeme kosten ein Vielfaches, verfügen aber über alle Begleitpapiere und erfüllen alle Anforderungen Technische Anforderungen. Hersteller gewähren eine Garantie auf Geräte und bieten Wartung und Reparatur ihrer Produkte an.

Mit einer selbstgebauten Anlage zur Erzeugung von Biogas können Sie Energiekosten einsparen, die einen großen Teil der Kosten landwirtschaftlicher Produkte ausmachen. Die Senkung der Produktionskosten wirkt sich auf die Steigerung der Rentabilität eines landwirtschaftlichen oder privaten Bauernhofs aus. Nachdem Sie nun wissen, wie Sie aus vorhandenen Abfällen Biogas gewinnen können, müssen Sie nur noch die Idee in die Tat umsetzen. Viele Landwirte haben längst gelernt, mit Gülle Geld zu verdienen.

Unter den wichtigen Bestandteilen unseres Lebens sind Energieressourcen von großer Bedeutung, deren Preise fast jeden Monat steigen. Jede Wintersaison belastet das Familienbudget und zwingt sie dazu, Heizkosten und damit Brennstoff für Öfen und Heizkessel zu tragen. Aber was tun, schließlich kosten Strom, Gas, Kohle oder Brennholz Geld, und je weiter unsere Häuser von großen Energieautobahnen entfernt sind, desto teurer wird Heizen... Mittlerweile alternatives Heizen, unabhängig von Anbietern und Tarifen , kann auf Biogas gebaut werden, für dessen Gewinnung keine geologische Erkundung, Brunnenbohrung oder teure Pumpausrüstung erforderlich ist.

Biogas kann nahezu zu Hause gewonnen werden und verursacht dabei minimale, sich schnell amortisierende Kosten – die meisten Antworten zu diesem Thema finden Sie in diesem Artikel.

Biogasheizung – Geschichte

Das Interesse an brennbarem Gas, das in der warmen Jahreszeit in Sümpfen entsteht, erwachte schon bei unseren fernen Vorfahren – Hochkulturen Indiens, Chinas, Persiens und Assyriens experimentierten vor über dreitausend Jahren mit Biogas. In der gleichen Antike bemerkten die Alemannen-Schwaben im europäischen Stammesgebiet, dass das in den Sümpfen freigesetzte Gas gut brannte – sie nutzten es zum Heizen ihrer Hütten, versorgten sie durch Lederrohre mit Gas und verbrannten es in den Feuerstellen. Für die Schwaben galt Biogas als „Atem der Drachen“, die ihrer Meinung nach in Sümpfen lebten.

Jahrhunderte und Jahrtausende später erlebte Biogas seine zweite Entdeckung – im 17. und 18. Jahrhundert machten zwei europäische Wissenschaftler sofort auf sich aufmerksam. Der berühmte Chemiker seiner Zeit, Jan Baptista van Helmont, stellte fest, dass bei der Zersetzung jeglicher Biomasse ein brennbares Gas entsteht, und der berühmte Physiker und Chemiker Alessandro Volta stellte einen direkten Zusammenhang zwischen der Menge der Biomasse, in der Zersetzungsprozesse stattfinden, und der Menge her freigesetztes Biogas. Im Jahr 1804 entdeckte der englische Chemiker John Dalton die Formel für Methan und vier Jahre später entdeckte der Engländer Humphry Davy es als Bestandteil von Sumpfgas. Interesse an praktische Anwendung Biogas entstand mit der Entwicklung der Gasstraßenbeleuchtung – Ende des 19. Jahrhunderts wurden die Straßen eines Stadtteils der englischen Stadt Exeter mit Gas beleuchtet, das aus einem Abwassersammler gewonnen wurde.

Im 20. Jahrhundert zwang der durch den Zweiten Weltkrieg verursachte Energiebedarf die Europäer, nach alternativen Energiequellen zu suchen. Biogasanlagen, in denen aus Gülle Gas erzeugt wurde, verbreiteten sich in Deutschland und Frankreich, teilweise auch in Osteuropa. Nach dem Sieg der Länder der Anti-Hitler-Koalition geriet Biogas jedoch in Vergessenheit – Strom, Erdgas und Erdölprodukte deckten den Bedarf der Industrie und der Bevölkerung vollständig.

Heute hat sich die Einstellung zu alternativen Energiequellen dramatisch verändert – sie sind interessant geworden, da die Kosten konventioneller Energieressourcen von Jahr zu Jahr steigen. Im Kern ist Biogas Echter Weg Verzichten Sie auf Zölle und Kosten für klassische Energieressourcen und nutzen Sie Ihre eigene Brennstoffquelle, für jeden Zweck und in ausreichender Menge.

Die meisten Biogasanlagen wurden in China errichtet und betrieben: 40 Millionen Anlagen mittlerer und geringer Leistung, die produzierte Methanmenge beträgt etwa 27 Milliarden m3 pro Jahr.

Biogas – was ist das?

Hierbei handelt es sich um ein Gasgemisch, das hauptsächlich aus Methan (Gehalt 50 bis 85 %), Kohlendioxid (Gehalt 15 bis 50 %) und anderen Gasen in viel geringeren Anteilen besteht. Biogas wird von einem Team aus drei Arten von Bakterien produziert, die sich von Biomasse ernähren: Hydrolysebakterien, die Nahrung für säurebildende Bakterien produzieren, die wiederum Nahrung für methanproduzierende Bakterien liefern, die Biogas bilden.

Die Vergärung des ursprünglichen organischen Materials (z. B. Gülle), deren Produkt Biogas sein wird, erfolgt ohne Zugang zur Außenatmosphäre und wird als anaerob bezeichnet. Ein weiteres Produkt dieser Fermentation, Komposthumus genannt, ist den Landbewohnern gut bekannt, die damit Felder und Gemüsegärten düngen, aber auch das in Komposthaufen erzeugte Biogas Wärmeenergie meist nicht genutzt – und das umsonst!

Welche Faktoren bestimmen die Ausbeute an Biogas mit höherem Methangehalt?

Zunächst kommt es auf die Temperatur an. Je höher die Temperatur ihrer Umgebung, desto höher ist die Aktivität der Bakterien, die organisches Material vergären; bei Temperaturen unter Null verlangsamt sich die Fermentation oder kommt ganz zum Erliegen. Aus diesem Grund ist die Biogasproduktion am weitesten verbreitet in Ländern Afrikas und Asiens, die in den Subtropen und Tropen liegen. Im russischen Klima erfordert die Produktion von Biogas und ein vollständiger Übergang zu Biogas als alternativer Brennstoff eine Wärmeisolierung des Bioreaktors und die Einführung von warmem Wasser in die Masse der organischen Substanz, wenn die Temperatur der Außenatmosphäre unter Null fällt Das in den Bioreaktor eingebrachte organische Material muss biologisch abbaubar sein, es muss eine erhebliche Menge Wasser enthalten – bis zu 90 % der Masse der organischen Substanz. Ein wichtiger Punkt wird die Neutralität der organischen Umgebung sein, das Fehlen von Bestandteilen in ihrer Zusammensetzung, die die Entwicklung von Bakterien verhindern, wie z. B. Reinigungs- und Reinigungsmittel sowie etwaige Antibiotika. Biogas kann aus nahezu allen Abfällen wirtschaftlichen und pflanzlichen Ursprungs, Abwasser, Gülle usw. gewonnen werden.

Der Prozess der anaeroben Vergärung organischer Stoffe funktioniert am besten, wenn der pH-Wert im Bereich von 6,8 bis 8,0 liegt – ein hoher Säuregehalt verlangsamt die Bildung von Biogas, weil Die Bakterien sind damit beschäftigt, Säuren zu verbrauchen und Kohlendioxid zu produzieren, das den Säuregehalt neutralisiert.

Das Verhältnis von Stickstoff und Kohlenstoff im Bioreaktor muss mit 1 zu 30 berechnet werden – in diesem Fall erhalten die Bakterien die Menge an Kohlendioxid, die sie benötigen, und der Methangehalt im Biogas ist am höchsten.

Die beste Biogasausbeute mit ausreichend hohem Methangehalt wird erreicht, wenn die Temperatur in der vergärbaren organischen Substanz im Bereich von 32–35 °C liegt; bei niedrigeren und höheren Temperaturen steigt der Kohlendioxidgehalt im Biogas und seine Qualität nimmt ab. Bakterien, die Methan produzieren, werden in drei Gruppen eingeteilt: psychrophil, wirksam bei Temperaturen von +5 bis +20 °C; mesophil, ihr Temperaturbereich liegt zwischen +30 und +42 °C; thermophil, Betrieb im Modus von +54 bis +56 °C. Für den Biogasverbraucher sind mesophile und thermophile Bakterien von größtem Interesse, die organische Stoffe mit einer höheren Gasausbeute vergären.

Die mesophile Fermentation reagiert weniger empfindlich auf Temperaturänderungen um einige Grad vom optimalen Temperaturbereich und erfordert weniger Energie zum Erhitzen von organischem Material im Bioreaktor. Die Nachteile im Vergleich zur thermophilen Fermentation sind ein geringerer Gasausstoß, ein längerer Zeitraum der vollständigen Verarbeitung des organischen Substrats (ca. 25 Tage) und das resultierende zersetzte organische Material kann schädliche Pflanzen enthalten, weil Die niedrige Temperatur im Bioreaktor gewährleistet keine 100-prozentige Sterilität.

Die Erhöhung und Aufrechterhaltung der Temperatur innerhalb des Reaktors auf einem für thermophile Bakterien akzeptablen Niveau gewährleistet die größte Biogasausbeute, die vollständige Fermentation der organischen Substanz erfolgt in 12 Tagen, die Zersetzungsprodukte des organischen Substrats sind völlig steril. Negative Eigenschaften: Eine Temperaturänderung um 2 Grad außerhalb des für thermophile Bakterien akzeptablen Bereichs verringert die Gasausbeute; hoher Heizbedarf, dadurch erhebliche Energiekosten.

Der Inhalt des Bioreaktors muss zweimal täglich umgerührt werden, da sich sonst auf der Oberfläche eine Kruste bildet, die eine Barriere für das Biogas darstellt. Durch das Rühren können Sie nicht nur es beseitigen, sondern auch die Temperatur und den Säuregehalt in der organischen Masse ausgleichen. In Bioreaktoren mit kontinuierlichem Kreislauf wird die höchste Biogasausbeute bei gleichzeitiger Entladung von organischem Material, das einer Fermentation unterzogen wurde, und der Beladung mit einem Volumen von 100 g erzielt neue organische Substanz in einer Menge, die dem entladenen Volumen entspricht. In kleinvolumigen Bioreaktoren, wie sie normalerweise in Datscha-Farmen verwendet werden, ist es notwendig, täglich organisches Material in einem Volumen zu extrahieren und einzuführen, das etwa 5 % des Innenvolumens der Fermentationskammer entspricht.

Die Biogasausbeute hängt direkt von der Art des im Bioreaktor platzierten organischen Substrats ab (die durchschnittlichen Daten pro kg Trockensubstratgewicht sind unten angegeben):

1. Pferdemist erzeugt 0,27 m3 Biogas, Methangehalt 57 %;
2. Rindermist erzeugt 0,3 m3 Biogas, Methangehalt 65 %;
3. frischer Rindermist erzeugt 0,05 m3 Biogas mit 68 % Methangehalt;
4. Hühnermist - 0,5 m3, der Methangehalt darin beträgt 60 %;
5. Schweinemist - 0,57 m3, der Methananteil beträgt 70 %;
6. Schafmist – 0,6 m3 mit einem Methangehalt von 70 %;
7. Weizenstroh – 0,27 m3, mit 58 % Methangehalt;
8. Maisstroh - 0,45 m3, Methangehalt 58 %;
9. Gras – 0,55 m3, mit 70 % Methangehalt;
10. Holzlaub - 0,27 m3, Methananteil 58 %;
11. Fett - 1,3 m3, Methangehalt 88 %.

Biogasanlagen

Diese Geräte bestehen aus den folgenden Hauptelementen: einem Reaktor, einem Beladetrichter für organische Stoffe, einem Biogasauslass und einem Entladetrichter für fermentierte organische Stoffe.

Biogasanlagen werden je nach Bauart in folgende Typen eingeteilt:

• ohne Erhitzen und ohne Rühren der fermentierten organischen Substanz im Reaktor;
• ohne Erhitzen, aber unter Rühren der organischen Masse;
• unter Erhitzen und Rühren;
• mit Erhitzen, mit Rühren und mit Geräten, die es Ihnen ermöglichen, den Fermentationsprozess zu kontrollieren und zu steuern.

Der erste Biogasanlagentyp eignet sich für einen kleinen landwirtschaftlichen Betrieb und ist für psychrophile Bakterien ausgelegt: Das Innenvolumen des Bioreaktors beträgt 1–10 m3 (Verarbeitung von 50–200 kg Gülle pro Tag), minimale Ausrüstung, das entstehende Biogas ist nicht vorhanden gespeichert - es gelangt sofort zu den Haushaltsgeräten, die es verbrauchen. Diese Installation kann nur in südlichen Regionen eingesetzt werden, sie ist für eine Innentemperatur von 5-20 °C ausgelegt.

Die Entfernung fermentierter (fermentierter) organischer Stoffe erfolgt gleichzeitig mit der Beladung einer neuen Charge; die Verladung erfolgt in einen Behälter, dessen Volumen gleich oder größer als das Innenvolumen des Bioreaktors sein muss. Der Inhalt des Behälters wird darin aufbewahrt, bis er in den gedüngten Boden eingebracht wird. Das Design des zweiten Typs ist auch für kleine landwirtschaftliche Betriebe konzipiert; seine Produktivität ist etwas höher als die der Biogasanlagen des ersten Typs – es ist mit einer Mischvorrichtung mit manuellem oder mechanischem Antrieb ausgestattet.

Der dritte Typ von Biogasanlagen ist zusätzlich zur Mischvorrichtung mit einer Zwangsbeheizung des Bioreaktors ausgestattet; der Warmwasserkessel wird mit alternativem Brennstoff betrieben, der von der Biogasanlage erzeugt wird. Die Methanproduktion in solchen Anlagen erfolgt je nach Heizintensität und Temperaturniveau im Reaktor durch mesophile und thermophile Bakterien.

Der letzte Typ von Biogasanlagen ist der komplexeste und für mehrere Biogasverbraucher ausgelegt; die Anlagenkonstruktion umfasst ein elektrisches Kontaktmanometer, ein Sicherheitsventil, einen Warmwasserboiler, einen Kompressor (pneumatische Durchmischung organischer Stoffe), ein Empfänger, ein Gastank, ein Gasreduzierer und ein Auslass zum Laden von Biogas in den Transport. Diese Anlagen arbeiten im Dauerbetrieb, ermöglichen durch eine präzise einstellbare Heizung die Einstellung von drei Temperaturbedingungen und die Biogasauswahl erfolgt automatisch.

DIY-Biogasanlage

Der Heizwert von Biogas, das in Biogasanlagen erzeugt wird, beträgt etwa 5.500 kcal/m3 und liegt damit etwas unter dem Heizwert von Erdgas (7.000 kcal/m3). Um 50 m2 eines Wohngebäudes zu heizen und einen vierflammigen Gasherd eine Stunde lang zu nutzen, werden durchschnittlich 4 m3 Biogas benötigt.

Wird auf dem russischen Markt angeboten Industrieanlagen für die Biogasproduktion kosten sie ab 200.000 Rubel. - Trotz ihrer scheinbar hohen Kosten ist es erwähnenswert, dass diese Anlagen genau nach der Menge des geladenen organischen Substrats berechnet werden und durch Herstellergarantien abgedeckt sind.

Wenn Sie eine Biogasanlage lieber selbst bauen möchten, dann sind weitere Informationen genau das Richtige für Sie!

Bioreaktorform

Die beste Form dafür wäre oval (eiförmig), aber der Bau eines solchen Reaktors ist äußerst schwierig. Ein zylindrischer Bioreaktor, dessen Ober- und Unterteil die Form eines Kegels oder Halbkreises haben, lässt sich einfacher konstruieren. Quadratische oder rechteckige Reaktoren aus Ziegeln oder Beton sind wirkungslos, weil... Im Laufe der Zeit bilden sich durch den Druck des Substrats Risse in den Ecken; in den Ecken sammeln sich verhärtete Fragmente organischer Substanz an, die den Fermentationsprozess beeinträchtigen. Stahltanks von Bioreaktoren sind luftdicht, beständig gegen hohen Druck, und das sind sie nicht so schwer zu bauen. Ihr Nachteil ist ihre geringe Rostbeständigkeit; sie erfordern das Aufbringen einer Schutzschicht, beispielsweise aus Harz, auf die Innenwände. Die Außenseite des Stahlbioreaktors muss gründlich gereinigt und in zwei Schichten lackiert werden.

Bioreaktorbehälter aus Beton, Ziegeln oder Stein müssen auf der Innenseite sorgfältig mit einer Harzschicht beschichtet werden, die ihre wirksame Wasser- und Gasundurchlässigkeit gewährleistet, Temperaturen von etwa 60 °C und der Aggressivität von Schwefelwasserstoff und organischen Säuren standhält. Zusätzlich zum Harz können Sie zum Schutz der Innenflächen des Reaktors Paraffin verwenden, das mit 4 % Motoröl (neu) oder Kerosin verdünnt und auf 120–150 °C erhitzt wird – die Oberflächen des Bioreaktors müssen mit einem Brenner erhitzt werden bevor Sie eine Paraffinschicht darauf auftragen.

Beim Bau eines Bioreaktors können Sie Kunststoffbehälter verwenden, die nicht anfällig für Rost sind, sondern nur Hartplastik mit ausreichend starken Wänden. Weichplastik kann nur in der warmen Jahreszeit verwendet werden, weil... Bei einsetzender Kälte wird es schwierig, die Isolierung daran anzubringen, und die Wände sind nicht stark genug. Bioreaktoren aus Kunststoff können nur zur psychrophilen Fermentation organischer Stoffe verwendet werden.

Standort des Bioreaktors

Die Platzierung wird abhängig von der verfügbaren Fläche auf dem jeweiligen Gelände, der ausreichenden Entfernung zu Wohngebäuden, der Entfernung zur Mülldeponie, zu Tierablageplätzen usw. geplant. Die Planung eines bodengebundenen, vollständig oder teilweise überfluteten Bioreaktors hängt vom Grundwasserspiegel und der Möglichkeit ab, das organische Substrat in den Reaktortank einzuführen und zu entfernen. Optimal wäre es, den Reaktorbehälter unter der Erdoberfläche zu platzieren – es werden Einsparungen bei der Ausrüstung zum Einbringen eines organischen Substrats in den Reaktorbehälter erzielt, die Wärmedämmung wird deutlich erhöht, wofür kostengünstige Materialien (Stroh, Ton) verwendet werden können.

Bioreaktorausrüstung

Der Reaktortank muss mit einer Luke ausgestattet sein, die für Reparaturen und Reparaturen genutzt werden kann präventive Arbeit. Zwischen dem Bioreaktorkörper und dem Lukendeckel muss eine Gummidichtung oder eine Dichtmittelschicht angebracht werden. Optional, aber äußerst praktisch ist es, den Bioreaktor mit einem Sensor für Temperatur, Innendruck und Füllstand des organischen Substrats auszustatten.

Wärmedämmung des Bioreaktors

Sein Fehlen ermöglicht den Betrieb der Biogasanlage nicht das ganze Jahr, nur bei warmem Wetter. Zur Isolierung eines vergrabenen oder halb vergrabenen Bioreaktors werden Ton, Stroh, Trockenmist und Schlacke verwendet. Die Isolierung wird schichtweise verlegt – beim Einbau eines Erdreaktors wird die Grube mit einer Schicht PVC-Folie abgedeckt, die den direkten Kontakt des wärmedämmenden Materials mit dem Boden verhindert. Vor der Installation des Bioreaktors wird Stroh auf den Boden der Grube gegossen, auf den eine PVC-Folie gelegt wird, eine Tonschicht wird darauf gelegt und dann wird der Bioreaktor aufgestellt. Anschließend werden alle freien Bereiche zwischen dem Reaktorbehälter und der mit PVC-Folie ausgekleideten Baugrube fast bis zum Behälterende mit Stroh aufgefüllt und darüber eine 300 mm dicke Schicht aus mit Schlacke vermischtem Ton gegossen.

Be- und Entladen von organischem Substrat

Der Durchmesser der Rohre zum Be- und Entladen des Bioreaktors muss mindestens 300 mm betragen, da es sonst zu Verstopfungen kommt. Um anaerobe Bedingungen im Reaktor aufrechtzuerhalten, sollte jedes dieser Rohre mit Schrauben- oder Halbdrehventilen ausgestattet sein. Das Volumen des Bunkers zur Versorgung mit organischen Stoffen sollte je nach Art der Biogasanlage der täglichen Menge an zugeführten Rohstoffen entsprechen. Der Einfülltrichter sollte sich auf der Sonnenseite des Bioreaktors befinden, denn Dies wird dazu beitragen, die Temperatur im eingebrachten organischen Substrat zu erhöhen und die Fermentationsprozesse zu beschleunigen. Wenn die Biogasanlage direkt an den Bauernhof angeschlossen ist, sollte der Bunker unter seiner Struktur platziert werden, damit das organische Substrat unter dem Einfluss der Schwerkraft in ihn gelangt.

Die Rohrleitungen zum Be- und Entladen des organischen Substrats sollten sich auf gegenüberliegenden Seiten des Bioreaktors befinden. In diesem Fall werden die zugeführten Rohstoffe gleichmäßig verteilt und die fermentierte organische Substanz kann unter dem Einfluss der Schwerkraft und der Masse leicht entfernt werden des frischen Substrats. Die Bohrungen und die Installation der Rohrleitung zum Be- und Entladen organischer Stoffe sollten vor der Installation des Bioreaktors am Installationsort und vor dem Anbringen von Wärmedämmschichten darauf abgeschlossen sein. Die Dichtheit des Innenvolumens des Bioreaktors wird dadurch erreicht, dass die Eingänge der Substratbeschickungs- und -entladerohre in einem spitzen Winkel angeordnet sind, während der Flüssigkeitsspiegel im Inneren des Reaktors höher ist als die Rohreintrittspunkte – eine hydraulische Dichtung blockiert der Zutritt von Luft.

Neues und vergorenes organisches Material lässt sich am einfachsten nach dem Überlaufprinzip einbringen, d. h. Ein Anstieg des Gehalts an organischem Material im Inneren des Reaktors, wenn eine neue Portion zugeführt wird, führt dazu, dass das Substrat durch das Entladerohr in einem Volumen entfernt wird, das dem Volumen des eingeführten Materials entspricht.