Uso de torta para producir biogás. Cómo obtener biogás a partir de estiércol: tecnología y diseño de una planta de producción. La planta de biogás de bricolaje más sencilla.

Si usted es el feliz propietario de una casa de verano o de una casa privada con una parcela pequeña, puede instalar una casa de baños en un antiguo granero. Proporcionará a toda la familia buena salud y un maravilloso descanso después de una difícil día de trabajo. Además, si surge la necesidad y el deseo, puedes ganar mucho dinero instalando pago por hora y dejar que vecinos, conocidos y otras personas se diviertan allí.

Equiparemos un antiguo granero, que no utilizamos, con un suelo de hormigón a modo de baño de vapor. El granero se puede construir con madera, ladrillo, bloque de espuma o estructura.

Están planeando

Para la sala de vapor, asignaremos un área considerable del granero, aproximadamente 6 metros cuadrados. m, esta será una pequeña sala de vapor, al calcular, tenga en cuenta que debe haber al menos 2 m2 por visitante. m Si tienes una familia pequeña, entonces 6 metros cuadrados. m será suficiente para usted, pero si planea ganar dinero en el futuro utilizando una sala de vapor, entonces necesitará más área.

No olvide planificar de antemano la ubicación y el número de estantes, y determinar el lugar más ventajoso para ello. La conveniencia de alojarse en su casa de baños de un antiguo granero, que hará con sus propias manos, depende del diseño.

Vale la pena colocar baldosas estructurales sobre un piso de concreto en un granero; la superficie de dichas baldosas es un poco rugosa, como un poco abrasiva. Y es casi imposible resbalar sobre esas baldosas. También vale la pena hacer rejillas con tablas, que colocaremos encima de las baldosas para movernos cómodamente por la casa de baños, porque la madera no se calienta tanto como las baldosas y no te quemará los pies al caminar.

Asegúrese de sopesar los pros y los contras y decidir si instalar un drenaje de agua en el piso. Si desea tomar un baño de vapor en el parque, entonces su sauna de granero de bricolaje deberá limpiarse a fondo con un paño seco y ventilarse.

Materiales de la sala de vapor

Construimos el marco de nuestra casa de baños a partir de vigas, no es un trabajo nada complicado y luego es difícil fijar el marco al piso. Pero esto se puede hacer con un poco de esfuerzo. La fijación la realizaremos perforando agujeros alineados en suelo y vigas, en los que introduciremos tornillos largos, y no olvidemos colocar impermeabilización entre suelo y vigas.

Es muy importante instalar paneles impermeabilizantes y de vapor en las paredes, que deben estar revestidos con tablas. Para estos trabajos, es mejor utilizar tablas de álamo, habiendo hecho previamente ranuras a lo largo de las tablas, que servirán para una mejor adherencia de las tablas entre sí.

Al clavar clavos, debe clavarlos lo más profundamente posible en la madera, porque la temperatura en la sala de vapor es alta y puede quemarse si toca la cabeza caliente de un clavo de hierro.

Techo

Instalamos el techo en la casa de baños del granero con nuestras propias manos a partir de tablas con las que están cubiertas las paredes. Pero para ello los cortamos por la mitad y sacamos 2, 3 cm cada uno, los fijamos directamente al marco de la casa de baños.

Estantes para mentir

Vale la pena hacerlos anchos, su ancho debe ser de aproximadamente 70 cm, vale la pena tratar muy bien la superficie de cada cama para no lesionarse y no clavar astillas en la piel.

Instalación de hornos y ventilación.

La estufa debe colocarse cerca de la puerta, sobre ladrillos refractarios. También colocamos el ladrillo en el espacio entre la estufa y la pared y sacamos la tubería al exterior. Tenga cuidado de encerrar la estufa con estructuras de madera y evite quemarse.


Minimizar la pérdida de calor a través de las puertas.

Para que se pierda la menor cantidad de calor posible a través de las puertas, la hacemos estrecha, 50-60 cm, y le colocamos una junta de goma. Las manijas de las puertas deben ser de madera.

Proporcionamos electricidad a la casa de baños.

Para iluminar tu baño necesitarás una lámpara especial con doble aislamiento y resistente a altas temperaturas. El interruptor no debe ser normal, sino resistente a la humedad; debe ubicarse en la entrada de la sala de vapor, como lo exigen las normas de seguridad contra incendios.

El cableado debe profundizarse en las paredes para que el cable no interfiera, y luego la casa de baños se verá mejor y más ordenada.

Adiciones:

  • todas las tablas utilizadas para revestir la casa de baños deben estar hechas de árboles de hoja caduca;
  • no escatime en materiales de cableado, cables, lámparas, interruptores y enchufes. Compre unos de alta calidad y resistentes a la humedad, porque de ello depende la vida y la salud de su familia y de los invitados que visitarán su baño de vapor;
  • las lámparas deben ser de vidrio resistente al calor, ya que la temperatura en la casa de baños a veces supera los 100 °C;
  • A muchas personas les gusta sumergirse en una piscina fresca después de un baño caliente. Pero si no puede permitirse ese lujo, construya un pequeño estanque en el jardín o coloque recipientes con agua fría, por ejemplo, barriles, en los que podrá sumergirse felizmente después de un baño cálido y agradable.

Y en periodo de invierno Los tratamientos con agua se pueden sustituir por frotamiento con nieve:

  • asegúrese de que el agua de los barriles, la piscina o el estanque no se estanque. Desinfectar los recipientes con agua. Especialmente si otras personas te molestan;
  • Con el tiempo, podrá ampliar la casa de baños, agregar una sala de relajación y usarla para ganar dinero. Despues de todo esto buena idea para negocios.

conclusiones

Ahora que sabes cómo hacer una casa de baños desde un granero con tus propias manos, esta no es una tarea tan difícil. Al tomar un baño de vapor, obtienes muchas emociones positivas y, al mismo tiempo, mejoras seriamente tu salud.

Sí, construir una casa de baños es un proceso que requiere mucha mano de obra, y si completa el trabajo que comenzó, usted y su familia estarán felices, y si aborda este negocio con creatividad, usa su ingenio e imaginación, puede ganar mucho dinero. .

¿Qué podría ser más hermoso que un baño? ¡Casa de baños con lavadero y aseo! Estas ampliaciones acercan el edificio destinado a la recreación recreativa a nuevo nivel, agregando muchas funciones útiles.

Tal proyecto de una casa de baños con un bloque de servicios públicos se puede implementar agregando un edificio pequeño y las comunicaciones necesarias a un edificio ya terminado, o agregando inicialmente una habitación adicional al diseño, construyendo todo sobre una sola base.

Provisiones generales

Una casa de baños combinada con un cuarto de servicio tiene una cantidad mucho mayor de requisitos que deben cumplirse para poder implementación exitosa planificado.

Éstas incluyen:

  • La presencia de cómodas entradas y salidas sin obstáculos, tanto dentro como fuera del edificio.

Consejo: proporcione entradas separadas para la casa de baños y el bloque de servicios públicos.
Esto le permitirá utilizarlos por separado, lo cual es más conveniente.

  • Conexión de un suministro de agua o una estación de bombeo de agua para un suministro de agua independiente. El tanque de agua de la sala de vapor no es suficiente para satisfacer todas las necesidades del hogar.
  • Redes de intercambio de calor. Será necesaria calefacción para poder utilizar el local en invierno.
  • Techo común. Para evitar la formación de agua y controlar la escorrentía, se debe construir una estructura de techo común para todo el edificio.

  • Condiciones seguras para el uso simultáneo de todos los locales. Esto se aplica principalmente a la seguridad contra incendios debido al uso de una estufa en una sala de vapor.
  • Separado.

Si se puede reproducir todo lo anterior se obtendrán las siguientes ventajas:

Ventajas

  • Posibilidad de preparar comida. Una adición indispensable a una casa de campo sin edificio residencial y la posibilidad de descargar la cocina principal, si la hay.
  • WC incorporado. Lo cual es increíblemente importante cuando se utiliza una casa de baños en invierno, especialmente con niños.

  • Condiciones completas para recibir invitados. Gracias a la presencia de un bloque de servicios públicos, la sala de estar se puede utilizar como sala de estar.

Casa de baños con bloque de servicios públicos o bloque de servicios con casa de baños

Esta diferencia parece insignificante a primera vista, pero no lo es:

  • Se permite el uso de un bloque de servicios públicos con una casa de baños en una cabaña de verano sin otros edificios y en caso de que llegue sin pasar la noche.

  • Se recomienda realizar proyectos de baños con bloque de servicios públicos en el sector privado con un edificio residencial. Esto te permitirá trasladar allí algunas de tus actividades y cosas diarias, lo que, a su vez, liberará mucho espacio en la casa para otras necesidades.

Proyecto de autoconstrucción o ya preparado.

Los edificios independientes sin plano siempre tienen muchas desventajas. En este caso, esto conlleva no solo una violación de la belleza estética y la geometría del edificio, sino también violaciones de las normas de seguridad contra incendios.

Por lo tanto, no importa si va a hacer todo usted mismo o contratar profesionales, se recomienda utilizar un proyecto ya preparado.

Entonces serás:

  • confianza en la confiabilidad de la estructura;
  • la capacidad de calcular costos;
  • una representación gráfica de lo que estás construyendo;
  • instrucciones de avance del trabajo.

Ejemplo

Los diseños de una casa de baños con bloque de servicios públicos son muy diversos.

Se distinguen entre sí:

  • dimensiones;
  • precio;
  • complejidad;
  • número de habitaciones y mucho más.

Para una comprensión general, veamos uno de ellos.

El área de todo el edificio es de 4 m por 8 m.

Incluye:

  • La base es columnar de bloques de hormigón de 40 cm de altura y 20 cm de sección por 20 cm, cantidad: 15 piezas.
  • Para paredes exteriores y tabiques interiores se utiliza madera perfilada con una sección de 14 cm por 9 cm.
  • Los techos tienen 2 m de altura.
  • La base rugosa está formada por tablas sin lijar de 2,5 cm de espesor.
  • La barrera de vapor está formada por una película de membrana.
  • La base de acabado está formada por tableros machihembrados de 3,6 cm de espesor.
  • La decoración interior de la sala de vapor está hecha de álamo temblón.

  • Dentro de la sala de vapor hay estantes de dos niveles, también de álamo temblón.
  • El techo a dos aguas está cubierto de ondulina.
  • Las ventanas son de madera y doble cristal en la ducha y el WC y miden 40 cm por 40 cm, y en el lavadero y la habitación de invitados, 80 cm por 80 cm.
  • Puertas de tres marcos de 1,8 m de alto y 0,8 m de ancho.
  • B de madera de 1,9 m por 0,6 m.
  • Estufa de ladrillo con tanque de agua en la sala de vapor.

Consejo: si planea utilizar la habitación como sauna, entonces debe trasladar el tanque a la habitación contigua, porque la sauna implica el uso de una sala de vapor seco.

  • Tubo de chimenea de acero inoxidable.

Conclusión

La presencia de un bloque de servicios públicos en la casa de baños agrega muchas características útiles, que incluyen preparar alimentos y recibir invitados, lo que le permite transferir allí algunas de las funciones de un edificio residencial.

Hay que tener en cuenta que el bloque económico también requiere medidas adicionales de organización: suministro independiente de agua, alcantarillado, Seguridad contra incendios etcétera.

Una amplia gama de proyectos para este tipo de edificios le ayudarán a elegir. Mejor opción para su sitio.

El vídeo de este artículo le presentará información adicional sobre este material.

¡Buena suerte con tu trabajo de construcción!

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Rendimiento de biogás y contenido de metano.

Salida biogás Generalmente se calcula en litros o metros cúbicos por kilogramo de materia seca contenida en el estiércol. La tabla muestra el rendimiento de biogás por kilogramo de materia seca para diferentes tipos Materias primas después de 10-20 días de fermentación a temperatura mesófila.

Para determinar el rendimiento de biogás a partir de materias primas frescas utilizando una tabla, primero es necesario determinar el contenido de humedad de las materias primas frescas. Para hacer esto, puede tomar un kilogramo de estiércol fresco, secarlo y pesar el residuo seco. El porcentaje de humedad del estiércol se puede calcular mediante la fórmula: (1 - peso del estiércol seco)x100%.


Tipo de materia prima

Salida de gas (m 3 por kilogramo de materia seca)

Contenido de metano (%)

A. estiércol animal

estiércol de ganado

0,250 - 0,340

65

estiércol de cerdo

0,340 - 0,580

65 - 70

Excrementos de aves

0,310 - 0,620

60

estiércol de caballo

0,200 - 0,300

56 - 60

estiércol de oveja

0,300 - 620

70

B. Residuos domésticos

aguas residuales, heces

0,310 - 0,740

70

Residuos vegetales

0,330 - 0,500

50-70

tapas de papa

0,280 - 0,490

60 - 75

Tapas de remolacha

0,400 - 0,500

85

C. Residuos secos vegetales

Paja de trigo

0,200 - 0,300

50 - 60

paja de centeno

0,200 - 0,300

59

Paja de cebada

0,250 - 0,300

59

Paja de avena

0,290 - 0,310

59

paja de maiz

0,380 - 0,460

59

Lino

0,360

59

Cáñamo

0,360

59

Pulpa de remolacha

0,165

hojas de girasol

0,300

59

Trébol

0,430 - 0,490

D. Otros

Césped

0,280 - 0,630

70

follaje de arbol

0,210 - 0,290

58

Rendimiento de biogás y contenido de metano cuando se utiliza. diferentes tipos materias primas

Puede calcular cuánto estiércol fresco con un determinado contenido de humedad corresponderá a 1 kg de materia seca de la siguiente manera: reste el porcentaje de humedad del estiércol de 100 y luego divida 100 por este valor:

100: (100% - humedad en %).


Ejemplo 1.

Si se determina que el contenido de humedad del estiércol bovino utilizado como materia prima es del 85%. entonces 1 kilogramo de materia seca corresponderá a 100:(100-85) = unos 6,6 kilogramos de estiércol fresco. Esto significa que de 6,6 kilogramos de estiércol fresco obtenemos 0,250 - 0,320 m 3 de biogás: y de 1 kilogramo de estiércol fresco de ganado podemos obtener 6,6 veces menos: 0,037 - 0,048 m 3 de biogás.

Ejemplo 2.

Ha determinado que el contenido de humedad del estiércol de cerdo es del 80%, lo que significa que 1 kilogramo de materia seca equivaldrá a 5 kilogramos de estiércol de cerdo fresco.
De la tabla sabemos que 1 kilogramo de materia seca o 5 kg de estiércol fresco de cerdo liberan entre 0,340 y 0,580 m 3 de biogás. Esto significa que 1 kilogramo de estiércol de cerdo fresco emite entre 0,068 y 0,116 m 3 de biogás.

Valores aproximados

Si se conoce el peso del estiércol fresco diario, entonces el rendimiento diario de biogás será aproximadamente el siguiente:

1 tonelada de estiércol de ganado - 40-50 m 3 de biogás;
1 tonelada de estiércol de cerdo - 70-80 m 3 de biogás;
1 tonelada de excrementos de pájaros - 60 -70 m 3 de biogás. Debe recordarse que se dan valores aproximados para materias primas terminadas con un contenido de humedad del 85% al ​​92%.

Peso del biogás

El peso volumétrico del biogás es de 1,2 kg por 1 m 3, por lo que al calcular la cantidad de fertilizante obtenido es necesario restarlo de la cantidad de materias primas procesadas.

Para una carga diaria promedio de 55 kg de materias primas y una producción diaria de biogás de 2,2 a 2,7 m 3 por cabeza de ganado, la masa de materias primas disminuirá entre un 4 y un 5 % durante su procesamiento en una planta de biogás.

Optimización del proceso de producción de biogás.

Las bacterias formadoras de ácido y metano se encuentran en todas partes de la naturaleza, particularmente en los excrementos animales. El sistema digestivo del ganado contiene una amplia gama de microorganismos necesarios para la fermentación del estiércol. Por lo tanto, el estiércol de ganado se utiliza a menudo como materia prima cargada en un nuevo reactor. Para iniciar el proceso de fermentación basta con proporcionar las siguientes condiciones:

Mantenimiento de condiciones anaeróbicas en el reactor.

La actividad vital de las bacterias productoras de metano sólo es posible en ausencia de oxígeno en el reactor de una planta de biogás, por lo que es necesario asegurarse de que el reactor esté sellado y que no entre oxígeno.

Cumplimiento de temperatura

Mantener la temperatura óptima es uno de los factores más importantes en el proceso de fermentación. EN condiciones naturales educación biogás ocurre a temperaturas de 0°C a 97°C, pero teniendo en cuenta la optimización del proceso de procesamiento de residuos orgánicos para producir biogás y biofertilizantes, se distinguen tres regímenes de temperatura:

El régimen de temperatura psicófilo está determinado por temperaturas de hasta 20 - 25 ° C,
El régimen de temperatura mesófilo está determinado por temperaturas de 25°C a 40°C y
El régimen de temperatura termofílico está determinado por temperaturas superiores a 40°C.

El grado de producción bacteriológica de metano aumenta con el aumento de la temperatura. Pero, dado que la cantidad de amoníaco libre también aumenta con la temperatura, el proceso de fermentación puede ralentizarse. Plantas de biogás sin calefacción del reactor, presentarán un rendimiento satisfactorio sólo cuando la temperatura media anual sea de unos 20°C o superior o cuando la temperatura media diaria alcance al menos 18°C. A temperaturas medias de 20-28°C, la producción de gas aumenta desproporcionadamente. Si la temperatura de la biomasa es inferior a 15°C, la producción de gas será tan baja que una planta de biogás sin aislamiento térmico ni calefacción dejará de ser económicamente rentable.

La información sobre el régimen de temperatura óptimo es diferente para los diferentes tipos de materias primas. Para las plantas de biogás que funcionan con estiércol mixto de ganado vacuno, porcino y aves de corral, la temperatura óptima para el régimen mesófilo es de 34 a 37°C, y para el termófilo, de 52 a 54°C. Se observan condiciones de temperatura psicófilas en instalaciones sin calefacción en las que no hay control de temperatura. La liberación más intensa de biogás en modo psicofílico se produce a 23°C.

El proceso de biometanación es muy sensible a los cambios de temperatura. El grado de esta sensibilidad depende a su vez del rango de temperatura en el que se procesan las materias primas. Durante el proceso de fermentación, la temperatura cambia dentro de los límites de:


temperatura psicofílica: ± 2°C por hora;
régimen de temperatura mesófilo: ± 1°C por hora;
régimen de temperatura termófilo: ± 0,5°C por hora.

En la práctica, son más comunes dos regímenes de temperatura: termófilo y mesófilo. Cada uno de ellos tiene sus propias ventajas y desventajas. Las ventajas del proceso de fermentación termofílica son una mayor tasa de descomposición de las materias primas y, por tanto, un mayor rendimiento de biogás, así como la destrucción casi completa de las bacterias patógenas contenidas en las materias primas. Las desventajas de la degradación termófila incluyen; una gran cantidad de energía necesaria para calentar las materias primas en el reactor, la sensibilidad del proceso de fermentación a cambios mínimos de temperatura y una calidad ligeramente inferior del resultado biofertilizantes.

Con el modo de fermentación mesófila se conserva la alta composición de aminoácidos de los biofertilizantes, pero la desinfección de las materias primas no es tan completa como con el modo termófilo.

Disponibilidad de nutrientes

Para el crecimiento y funcionamiento de las bacterias metano (con cuya ayuda se produce el biogás) es necesaria la presencia de nutrientes orgánicos y minerales en las materias primas. Además de carbono e hidrógeno, para la creación de biofertilizantes se necesitan cantidades suficientes de nitrógeno, azufre, fósforo, potasio, calcio y magnesio y algunos oligoelementos: hierro, manganeso, molibdeno, zinc, cobalto, selenio, tungsteno, níquel y otros. Las materias primas orgánicas habituales (estiércol animal) contienen cantidades suficientes de los elementos mencionados anteriormente.

tiempo de fermentación

El tiempo óptimo de fermentación depende de la dosis de carga del reactor y de la temperatura del proceso de fermentación. Si el tiempo de fermentación se elige demasiado corto, al descargar la biomasa fermentada, las bacterias se eliminan del reactor más rápido de lo que pueden multiplicarse y el proceso de fermentación prácticamente se detiene. Mantener las materias primas en el reactor durante demasiado tiempo no cumple con los objetivos de obtener el numero mas grande biogás y biofertilizantes durante un período de tiempo determinado.

Al determinar la duración óptima de la fermentación, se utiliza el término "tiempo de respuesta del reactor". El tiempo de respuesta del reactor es el tiempo durante el cual la materia prima nueva cargada en el reactor se procesa y se descarga del reactor.

Para sistemas con carga continua, el tiempo promedio de fermentación está determinado por la relación entre el volumen del reactor y el volumen diario de materia prima. En la práctica, el tiempo de rotación del reactor se selecciona en función de la temperatura de fermentación y de la composición de la materia prima en los siguientes intervalos:

Rango de temperatura psicófila: de 30 a 40 o más días;
régimen de temperatura mesófilo: de 10 a 20 días;
Régimen de temperatura termofílica: de 5 a 10 días.

La dosis diaria de carga de materia prima está determinada por el tiempo de rotación del reactor y aumenta (al igual que el rendimiento de biogás) con el aumento de la temperatura en el reactor. Si el tiempo de funcionamiento del reactor es de 10 días, la carga diaria será de 1/10 del volumen total de materias primas cargadas. Si el tiempo de respuesta del reactor es de 20 días, la carga diaria será 1/20 del volumen total de materias primas cargadas. Para instalaciones que funcionan en modo termófilo, la proporción de carga puede ser hasta 1/5 del volumen total de carga del reactor.

La elección del tiempo de fermentación también depende del tipo de materia prima que se procese. Para los siguientes tipos de materias primas procesadas en condiciones de temperatura mesófilas, el tiempo durante el cual se libera la mayor parte del biogás es aproximadamente:

Estiércol líquido de ganado: 10 -15 días;


estiércol líquido de cerdo: 9 -12 días;
líquido excrementos de pollo: 10-15 días;
estiércol mezclado con residuos vegetales: 40-80 días.

Equilibrio ácido-base

Las bacterias productoras de metano son más adecuadas para vivir en condiciones neutras o ligeramente alcalinas. En el proceso de fermentación de metano, la segunda etapa de producción de biogás es la fase activa de las bacterias ácidas. En este momento, el nivel de pH disminuye, es decir, el ambiente se vuelve más ácido.

Sin embargo, durante el curso normal del proceso, la actividad vital diferentes grupos Las bacterias en el reactor pasan igualmente eficientemente y los ácidos son procesados ​​por bacterias de metano. El valor de pH óptimo varía según la materia prima de 6,5 a 8,5.

Puede medir el nivel de equilibrio ácido-base utilizando papel tornasol. Los valores del equilibrio ácido-base corresponderán al color que adquiere el papel al sumergirlo en materias primas fermentables.

Contenido de carbono y nitrógeno

Uno de los más factores importantes Lo que influye en la fermentación del metano (liberación de biogás) es la proporción de carbono y nitrógeno en las materias primas procesadas. Si la relación C/N es excesivamente alta, entonces la falta de nitrógeno actuará como un factor limitante para el proceso de fermentación del metano. Si esta proporción es demasiado baja, se forma una cantidad tan grande de amoníaco que se vuelve tóxico para las bacterias.

Los microorganismos necesitan tanto nitrógeno como carbono para asimilarse en su estructura celular. Varios experimentos han demostrado que el rendimiento de biogás es mayor con una proporción de carbono a nitrógeno de 10 a 20, donde el óptimo varía según el tipo de materia prima. Para lograr una alta producción de biogás, se practica la mezcla de materias primas para lograr una relación C/N óptima.


Material biofermentable

Nitrógeno N(%)

Relación carbono/nitrógeno C/N

A. Estiércol animal

Ganado

1,7 - 1,8

16,6 - 25

Pollo

3,7 - 6,3

7,3 - 9,65

Caballo

2,3

25

Cerdo

3,8

6,2 - 12,5

Oveja

3,8

33

B. Residuos secos vegetales

Mazorcas de maíz

1,2

56,6

paja de cereales

1

49,9

Paja de trigo

0,5

100 - 150

paja de maiz

0,8

50

Paja de avena

1,1

50

soja

1,3

33

Alfalfa

2,8

16,6 - 17

Pulpa de remolacha

0,3 - 0,4

140 - 150

C. Otros

Césped

4

12

Serrín

0,1

200 - 500

hojas caídas

1

50

Selección del contenido de humedad de la materia prima.

El metabolismo libre de las materias primas es un requisito previo para una alta actividad bacteriana. Esto sólo es posible si la viscosidad de la materia prima permite el libre movimiento de bacterias y burbujas de gas entre el líquido y los sólidos que contiene. Los residuos agrícolas contienen diversas partículas sólidas.

Las partículas sólidas, como arena, arcilla, etc., provocan la formación de sedimentos. Los materiales más ligeros suben a la superficie de la materia prima y forman una costra. Esto conduce a una disminución en la producción de biogás. Por lo tanto, se recomienda triturar bien los residuos vegetales (paja, etc.) antes de cargarlos en el reactor y procurar que no haya sólidos en las materias primas.



tipos de animales

Promedio diario cantidad de estiércol, kg/día

Humedad del estiércol (%)

Promedio diario número de excrementos (kg/día)

Humedad de las excretas (%)

Ganado

36

65

55

86

cerdos

4

65

5,1

86

Pájaro

0,16

75

0,17

75

Cantidad y contenido de humedad de estiércol y excremento por animal.


La humedad de las materias primas cargadas en el reactor de la instalación deberá ser al menos del 85% en invierno y del 92% en verano. Para conseguir el correcto contenido de humedad de la materia prima, se suele diluir el estiércol con agua caliente en una cantidad determinada por la fórmula: OB = Hx((B 2 - B 1): (100 - B 2)), donde H es el cantidad de estiércol cargado. B 1 es el contenido de humedad inicial del estiércol, B 2 es el contenido de humedad requerido de las materias primas, OB es la cantidad de agua en litros. La tabla muestra la cantidad de agua necesaria para diluir 100 kg de estiércol al 85% y 92% de humedad.


Cantidad de agua para alcanzar el contenido de humedad requerido por 100 kg de estiércol

agitación regular

Para trabajo eficiente planta de biogás y mantener la estabilidad del proceso de fermentación de las materias primas dentro del reactor requiere una mezcla periódica. Los principales objetivos de la mezcla son:

Liberación de biogás producido;
mezcla de sustrato fresco y población bacteriana (inoculación):
prevenir la formación de costras y sedimentos;
prevenir áreas de diferentes temperaturas dentro del reactor;
asegurar una distribución uniforme de la población bacteriana:
evitando la formación de huecos y acumulaciones que reduzcan el área efectiva del reactor.

A la hora de elegir un método y método de mezcla adecuado, hay que tener en cuenta que el proceso de fermentación es una simbiosis entre diferentes cepas de bacterias, es decir, las bacterias de una especie pueden alimentar a otra especie. Cuando la comunidad se descompone, el proceso de fermentación será improductivo hasta que se forme una nueva comunidad de bacterias. Por tanto, una agitación demasiado frecuente o prolongada e intensa es perjudicial. Se recomienda remover lentamente las materias primas cada 4-6 horas.

Inhibidores de procesos

La masa orgánica fermentada no debe contener sustancias (antibióticos, disolventes, etc.) que afecten negativamente la actividad vital de los microorganismos, ralentizan y en ocasiones incluso detienen el proceso de liberación de biogás. Algunas sustancias inorgánicas tampoco contribuyen al "trabajo" de los microorganismos, por lo que no se puede, por ejemplo, utilizar el agua que queda después de lavar la ropa con detergentes sintéticos para diluir el estiércol.

Cada uno de los diferentes tipos de bacterias involucradas en las tres etapas de formación de metano se ve afectado de manera diferente por estos parámetros. También existe una estrecha interdependencia entre los parámetros (por ejemplo, el momento de la fermentación depende de la temperatura), por lo que es difícil determinar la influencia exacta de cada factor en la cantidad de biogás producido.

Producir biogás en casa te permitirá ahorrar en el consumo de gas doméstico y obtener fertilizante de las malas hierbas. Este artículo instructivo muestra cómo una persona común se puede hacer con simples pasos sistema efectivo extraer biogás de las malas hierbas con tus propias manos.



Así de sencillo instrucciones paso a paso sugerido por el indio Antoni Raj. Experimentó durante mucho tiempo con la producción de energía a partir de la digestión anaeróbica de las malas hierbas. Y esto es lo que surgió de ello.

Paso 1: Seleccione un recipiente para el biogenerador.



La digestión anaeróbica (según la definición) es un conjunto de procesos mediante los cuales los microorganismos, en ausencia de oxígeno, destruyen completamente el biomaterial y liberan biogás.

Primero, llena el biogenerador con maleza picada. Al mismo tiempo, recogeremos información sobre las cantidades de biogás liberado como consecuencia de la fermentación y la cantidad de energía.
Puedes leer sobre el propio biogenerador Anthony.

Paso 2: recolectar malezas



La capacidad del cilindro de fermentación es de 750 l. Dejemos 50 litros de reserva. Diluimos 2,5 kg de malas hierbas recién cosechadas con agua suficiente para obtener al final 20 litros de “biomaterial” diluido. La mezcla debe fermentar durante unos 35 días. El agua después de eliminar el biomaterial sólido se puede utilizar como fertilizante para las plantas del jardín. De 4 kg de malas hierbas recién cortadas, después de cortar las raíces y ramas, se pueden obtener unos 2,5 kg de material. La materia prima se puede almacenar hasta por 3-4 días.

Para propietarios de grandes granjas Hay un problema urgente en forma de estiércol, excrementos de pájaros y restos de animales. Para solucionar el problema, se pueden utilizar instalaciones especiales diseñadas para producir biogás. Son fáciles de preparar en casa y se pueden utilizar durante un largo período con un alto rendimiento de producto listo para usar.

¿Qué es el biogás?

El biogás es una sustancia que se obtiene a partir de materias primas naturales en forma de biomasa (estiércol, excrementos de pájaros) debido a su fermentación. En este proceso intervienen diversas bacterias, cada una de las cuales se alimenta de los productos de desecho de las anteriores. Se identifican los siguientes microorganismos que participan activamente en el proceso de producción de biogás:

  • hidrolítico;
  • formador de ácido;
  • formador de metano.

La tecnología para producir biogás a partir de biomasa terminada implica estimular procesos naturales. Las bacterias del estiércol deben contar con condiciones óptimas para una reproducción rápida y un procesamiento eficiente de las sustancias. Para ello, las materias primas biológicas se colocan en un tanque sellado contra oxígeno.

Tras esto, entra en acción un grupo de microbios anaeróbicos. Permiten la conversión de compuestos que contienen fósforo, potasio y nitrógeno en formas puras. Como resultado del procesamiento, no solo se forma biogás, sino también homologaciones de calidad. Son ideales para las necesidades agrícolas y son más eficientes que el estiércol tradicional.

Valor medioambiental de la producción de biogás.

Gracias al procesamiento eficiente de los residuos biológicos se obtiene un valioso combustible. Establecer este proceso ayuda a prevenir las emisiones de metano a la atmósfera, que tienen un impacto negativo en el medio ambiente. Este compuesto estimula el efecto invernadero 21 veces más fuerte que el dióxido de carbono. El metano puede persistir en la atmósfera durante 12 años.

Para prevenir el calentamiento global, que es un problema global, es necesario limitar la entrada y distribución de esta sustancia al medio ambiente. Los residuos resultantes del proceso de reciclaje son un aval de alta calidad. Su uso permite reducir el volumen de compuestos químicos utilizados. Los fertilizantes producidos sintéticamente contaminan las aguas subterráneas y afectan negativamente ambiente.

¿Qué afecta la productividad del proceso de producción?

En organización adecuada proceso de producción para la producción de biogás, a partir de 1 cúbico. m de materias primas orgánicas rinden alrededor de 2-3 metros cúbicos. m de producto puro. Su eficacia está influenciada por muchos factores:

  • temperatura ambiente;
  • nivel de acidez de las materias primas orgánicas;
  • humedad ambiental;
  • la cantidad de fósforo, nitrógeno y carbono en la masa biológica inicial;
  • tamaño de las partículas de estiércol o excrementos;
  • la presencia de sustancias que ralentizan el proceso de procesamiento;
  • inclusión de aditivos estimulantes en la biomasa;
  • frecuencia de suministro de sustrato.

Lista de materias primas utilizadas para la producción de biogás.

El biogás se puede producir no sólo a partir de estiércol o excrementos de pájaros. Se pueden utilizar otras materias primas para producir combustible ecológico:

  • vinaza de cereales;
  • desperdicios de jugo;
  • pulpa de remolacha;
  • desechos de la producción de pescado o carne;
  • granos gastados;
  • desechos de lecherías;
  • lodos fecales;
  • residuos domésticos de origen orgánico;
  • Residuos de la producción de biodiesel a partir de colza.

Composición del gas biológico.

La composición del biogás después de su paso es la siguiente:

  • 50-87% metano;
  • 13-50% de dióxido de carbono;
  • impurezas de hidrógeno y sulfuro de hidrógeno.

Después de purificar el producto de impurezas se obtiene biometano. Es un análogo, pero tiene una naturaleza de origen diferente. Para mejorar la calidad del combustible se normaliza el contenido de metano en su composición, que es la principal fuente de energía.

Al calcular el volumen de gases producidos se tiene en cuenta la temperatura ambiente. Cuando aumenta, aumenta el rendimiento del producto y disminuye su contenido calórico. Las características del biogás se ven afectadas negativamente por el aumento de la humedad del aire.

Alcance de la aplicación del biogás.

La producción de biogás desempeña un papel importante no sólo en la preservación del medio ambiente, sino que también proporciona economía nacional combustible. Se caracteriza por una amplia gama de aplicaciones:

  • utilizado como materia prima para la producción de electricidad, combustible para automóviles;
  • satisfacer las necesidades energéticas de las pequeñas o medianas empresas;
  • Las plantas de biogás desempeñan el papel de instalaciones de tratamiento, lo que permite solucionar este problema.

Tecnología de producción de biogás.

Para producir biogás se deben tomar acciones para acelerar el proceso de degradación natural de la materia orgánica. Antes de colocarlas en un recipiente sellado con suministro limitado de oxígeno, las materias primas naturales se trituran minuciosamente y se mezclan con una cierta cantidad agua.

Como resultado, se obtiene el sustrato original. La presencia de agua en su composición es necesaria para prevenir los efectos negativos sobre las bacterias que pueden producirse cuando entran sustancias del medio ambiente. Sin el componente líquido, el proceso de fermentación se ralentiza significativamente y reduce la eficiencia de toda la bioinstalación.

Los equipos de tipo industrial para el procesamiento de materias primas orgánicas están equipados adicionalmente con:

  • un dispositivo para calentar el sustrato;
  • equipos para mezclar materias primas;
  • Dispositivos para controlar la acidez del medio ambiente.

Estos dispositivos aumentan significativamente la eficiencia de los biorreactores. La agitación elimina la costra dura de la superficie de la biomasa, lo que aumenta la cantidad de gas liberado. La duración del procesamiento de la masa orgánica es de unos 15 días. Durante este tiempo, se descompone sólo en un 25%. Importe máximo gas natural Se libera cuando el grado de descomposición del sustrato alcanza el 33%.

La tecnología de producción de gas biológico implica la renovación diaria del sustrato. Para ello, se retira el 5% de la masa del biorreactor y en su lugar se coloca una nueva porción de materia prima. El producto gastado se utiliza como aval.

Tecnología de producción de biogás en casa.

La producción de biogás en casa se produce según el siguiente esquema:

  1. La masa biológica es triturada. Es necesario obtener partículas cuyo tamaño no supere los 10 mm.
  2. La masa resultante se mezcla bien con agua. Para 1 kg de materia prima se necesitan aproximadamente 700 ml de componente líquido. El agua utilizada debe ser potable y libre de impurezas.
  3. Todo el recipiente se llena con el sustrato resultante y luego se sella herméticamente.
  4. Es recomendable mezclar bien el sustrato varias veces al día, lo que aumentará la eficacia de su procesamiento.
  5. Al quinto día del proceso de producción, se comprueba la presencia de biogás y se bombea gradualmente a los cilindros preparados mediante un compresor. Es obligatoria la eliminación periódica de productos gaseosos. Su acumulación conduce a un aumento de presión dentro del tanque, lo que afecta negativamente el proceso de descomposición de la masa biológica.
  6. Al día 15 de producción, se retira parte del sustrato y se carga una porción fresca de material biológico.

Para determinar el volumen requerido del reactor para el procesamiento de biomasa, se debe calcular la cantidad de estiércol producido durante el día. Se debe tener en cuenta el tipo de materias primas utilizadas y las condiciones de temperatura que se mantendrán en la instalación. El depósito utilizado debe llenarse hasta el 85-90% de su volumen. El 10% restante es necesario para la acumulación del gas biológico resultante.

Debe tenerse en cuenta la duración del ciclo de procesamiento. Manteniendo una temperatura de +35°C, son 12 días. No debemos olvidar que las materias primas utilizadas se diluyen con agua antes de enviarlas al reactor. Por tanto, su cantidad se tiene en cuenta antes de calcular el volumen del tanque.

Diagrama de una instalación biológica sencilla.

Para producir biogás en casa, es necesario crear las condiciones óptimas para que los microorganismos descompongan la masa biológica. En primer lugar, es recomendable organizar el calentamiento del generador, lo que supondrá costes adicionales.

  • El volumen del contenedor para almacenar residuos debe ser de al menos 1 metro cúbico. metro;
  • es necesario utilizar un recipiente herméticamente cerrado;
  • aislamiento de un tanque de biomasa – condición requerida su funcionamiento efectivo;
  • el tanque se puede profundizar en el suelo. El aislamiento térmico se instala únicamente en su parte superior;
  • Se instala una batidora de mano en el recipiente. Su asa sale a través de una unidad sellada;
  • Se proporcionan boquillas para carga/descarga de materias primas y entrada de biogás.

Tecnología de fabricación de reactores subterráneos.

Para producir biogás, se puede instalar la instalación más sencilla, profundizándola en el suelo. La tecnología de fabricación de dicho tanque es la siguiente:

  1. cavando un hoyo el tamaño adecuado. Sus paredes están rellenas de hormigón de arcilla expandida, que además está reforzada.
  2. Se dejan agujeros en las paredes opuestas del búnker. Instala tuberías con cierta pendiente para bombear materias primas y extraer material residual.
  3. Casi cerca del fondo se instala una tubería de salida con un diámetro de 70 mm. Su otro extremo está instalado en un tanque al que se bombearán los lodos residuales. Se recomienda hacerlo rectangular.
  4. La tubería para el suministro de materias primas se coloca a una altura de 0,5 m con respecto al fondo. Su diámetro recomendado es de 30-35 mm. La parte superior de la tubería se coloca en un tanque separado para recibir las materias primas preparadas.
  5. La parte superior del biorreactor debe tener forma de cúpula o cono. Puede estar hecho de hierro para tejados común u otras láminas de metal. Está permitido hacer la tapa del tanque con una tina de ladrillo. Para fortalecer su estructura, la superficie se enlucirá adicionalmente con la instalación de malla de refuerzo.
  6. En la parte superior de la tapa del tanque hago una trampilla, que debe cerrarse herméticamente. A través de él también pasa una tubería de salida de gas. Además, se instala una válvula de alivio de presión.
  7. Para mezclar el sustrato se instalan varios tubos de plástico en el tanque. Deben estar sumergidos en biomasa. En las tuberías se hacen muchos agujeros, lo que permite mezclar las materias primas mediante burbujas de gas en movimiento.

Cálculo del rendimiento de biogás

El rendimiento de gas biológico depende del contenido de materia seca de la materia prima y de su tipo:

  • de 1 tonelada de estiércol de ganado se obtienen entre 50 y 60 metros cúbicos. m de producto con un contenido de metano del 60%;
  • de 1 tonelada de residuos vegetales se obtienen entre 200 y 500 metros cúbicos. m de biogás con una concentración de metano del 70%;
  • de 1 tonelada de grasa se obtienen 1300 metros cúbicos. m de gas con una concentración de metano del 87%.

Para determinar la eficiencia de la producción se realizan pruebas de laboratorio sobre las materias primas utilizadas. Se calcula su composición, lo que incide en las características de calidad del biogás.