Technológia nie je nová. Začal sa vyvíjať v 18. storočí, keď chemik Jan Helmont zistil, že hnoj dáva horľavé plyny.

V jeho výskume pokračovali Alessandro Volta a Humphrey Devi, ktorí našli v zmesi plynov metán. Na konci 19. storočia sa v Anglicku bioplyn z hnoja používal v pouličných lampách. V polovici 20. storočia boli objavené baktérie, ktoré produkujú metán a jeho prekurzory.

Faktom je, že v hnoji striedavo pracujú tri skupiny mikroorganizmov, ktoré sa živia odpadovými produktmi predchádzajúcich baktérií. Ako prvé pôsobia acetogénne baktérie, ktoré v suspenzii rozpúšťajú sacharidy, bielkoviny a tuky.

Po spracovaní nutričnej rezervy anaeróbnymi mikroorganizmami vzniká metán, voda a oxid uhličitý. V dôsledku prítomnosti vody nie je bioplyn v tomto štádiu schopný horieť - je potrebné ho vyčistiť, takže prechádza čističkou.

Čo je to biometán

Plyn získaný rozkladom biomasy z hnoja je analogický k zemný plyn... Je takmer 2-krát ľahší ako vzduch, takže vždy stúpa nahor. To vysvetľuje výrobnú technológiu umelou metódou: hore je ponechaný voľný priestor, aby sa látka mohla uvoľňovať a hromadiť, odkiaľ ju potom odčerpávajú čerpadlá na použitie pre svoje vlastné potreby.

Metán výrazne prispieva k skleníkovému efektu - oveľa viac ako oxid uhličitý - 21-krát. Preto je technológia spracovania hnoja nielen ekonomickým, ale aj ekologickým spôsobom zneškodňovania živočíšneho odpadu.

Biometán sa používa na tieto účely:

• varenie;

• v spaľovacích motoroch automobilov;

• na vykurovanie súkromného domu.

Uvoľňovanie bioplynu veľké množstvo teplo. 1 meter kubický zodpovedá spáleniu 1,5 kg uhlia.

Ako sa získava biometán

Možno ho získať nielen z hnoja, ale aj z rias, rastlinnej hmoty, tuku a iného živočíšneho odpadu, zvyškov zo spracovania surovín z obchodov s rybami. V závislosti od kvality východiskového materiálu a jeho energetickej kapacity závisí konečný výťažok plynnej zmesi.

Minimum je 50 metrov kubických plynu na tonu dobytka. Maximum - 1 300 metrov kubických po spracovaní živočíšneho tuku. Zároveň je obsah metánu až 90%.

Jedným z druhov biologického plynu je skládka. Vzniká pri rozklade odpadu na skládkach v krajine. Západ už má zariadenie, ktoré recykluje odpad z obyvateľstva a premieňa ho na palivo. Ako typ podnikania ide o neobmedzené zdroje.

Jeho základňa surovín zahŕňa:

• potravinársky priemysel;

• chov zvierat;

• chov hydiny;

• rybárske a spracovateľské závody;

• mliekarne;

• výroba alkoholických a nízkoalkoholických nápojov.

Každé priemyselné odvetvie je nútené zbaviť sa svojho odpadu - je to drahé a nerentabilné. Doma môžete pomocou malej domácej inštalácie vyriešiť niekoľko problémov naraz: bezplatné vykurovanie domu, hnojenie pozemok pozemok vysokokvalitné zvyšky živín zo spracovania hnoja, bez priestoru a bez zápachu.

Technológia výroby biopalív

Všetky baktérie, ktoré sa podieľajú na tvorbe bioplynu, sú anaeróbne, to znamená, že k životu nepotrebujú kyslík. Za týmto účelom sú postavené úplne utesnené fermentačné nádrže, ktorých odbočné potrubia tiež neumožňujú priechod vzduchu zvonku.

Po naliatí surovej kvapaliny do nádrže a zvýšení teploty na požadovanú hodnotu začnú baktérie pracovať. Začína sa uvoľňovať metán, ktorý stúpa z povrchu močovky. Posiela sa do špeciálnych vankúšov alebo nádrží, po ktorých sa filtruje a vstupuje do plynových fliaš.

Kvapalina strávená baktériami sa hromadí na dne, odkiaľ sa pravidelne odčerpáva a tiež sa odosiela do zásob. Potom sa do nádrže načerpá nová časť hnoja.

Teplotný režim fungovania baktérií

Na premenu hnoja na bioplyn je potrebné vytvoriť vhodné podmienky na fungovanie baktérií. niektoré z nich sa aktivujú pri teplotách nad 30 stupňov - mezofilné. Zároveň je proces pomalší a prvú výrobu je možné získať za 2 týždne.

Termofilné baktérie pôsobia pri teplotách medzi 50 a 70 stupňami. Čas získavania bioplynu z hnoja sa skracuje na 3 dni. Odpadom je fermentovaný kal, ktorý sa používa na poliach ako hnojivo pre plodiny. V kale nie sú žiadne patogénne mikroorganizmy, červy a burina, pretože pri pôsobení vysokých teplôt hynú.

Existuje špeciálny druh termofilných baktérií, ktoré môžu prežiť v prostredí zahriatom na 90 stupňov. Pridávajú sa do surovín na urýchlenie procesu fermentácie.

Pokles teploty vedie k zníženiu aktivity termofilných alebo mezofilných baktérií. V súkromných domácnostiach sa mezofyly používajú častejšie, pretože nepotrebujú špeciálne ohrievať kvapalinu a výroba plynu je lacnejšia. Následne, keď sa prijme prvá dávka plynu, môže sa použiť na ohrev reaktora termofilnými mikroorganizmami.

Dôležité! Metanogény neznášajú náhle výkyvy teploty, preto sa musia v zime neustále udržiavať v teple.

Ako pripraviť suroviny na nalievanie do reaktora

Na výrobu bioplynu z hnoja nie je potrebné osobitne pridávať do kvapaliny mikroorganizmy, pretože sú už v exkrementoch zvierat. Je len potrebné udržiavať teplotný režim a včas pridať nové riešenie hnoja. Musí byť správne uvarené.

Obsah vlhkosti v roztoku by mal byť 90% (konzistencia tekutej kyslej smotany), preto sa najskôr suché druhy exkrementov naplnia vodou - trus zajaca, kôň, ovca, koza. Čistý bravčový hnoj nie je potrebné riediť, pretože obsahuje veľa moču.

Ďalším krokom je rozbitie pevných častíc hnoja. Čím jemnejšia je frakcia, tým lepšie baktérie zmes spracujú a tým viac plynu vyjde. Na tento účel používajú inštalácie neustále fungujúci mixér. Znižuje riziko tvorby tvrdej kôry na povrchu kvapaliny.

Na výrobu bioplynu sú vhodné také druhy hnoja, ktoré majú najvyššiu kyslosť. Tiež sa nazývajú studené - bravčové a kravské. Zníženie kyslosti zastaví aktivitu mikroorganizmov, preto je na začiatku potrebné sledovať, ako dlho trvá, kým úplne spracujú objem zásobníka. Potom doplňte ďalšiu dávku.

Technológia čistenia plynu

Pri spracovaní hnoja na bioplyn sa ukazuje:

• 70% metánu;

• 30% oxidu uhličitého;

• 1% nečistoty zo sírovodíka a iných prchavých zlúčenín.

Aby bol bioplyn vhodný na použitie na farme, musí byť vyčistený od nečistôt. Na odstránenie sírovodíka sa používajú špeciálne filtre. Faktom je, že prchavé zlúčeniny sírovodíka sa rozpúšťajú vo vode a vytvárajú kyselinu. Prispieva k vzhľadu hrdze na stenách potrubí alebo nádrží, ak sú vyrobené z kovu.

• Výsledný plyn je stlačený pod tlakom 9 - 11 atmosfér.

• Plní sa do vodnej nádrže, kde sa nečistoty rozpúšťajú v kvapaline.

IN priemyselnom meradle na čistenie sa používa vápno alebo aktívne uhlie, ako aj špeciálne filtre.

Ako znížiť obsah vlhkosti

Existuje niekoľko spôsobov, ako sa zbaviť vodných nečistôt v plyne svojpomocne. Jedným z nich je princíp stáleho mesiaca. Plyn smeruje nahor cez studené potrubie. V takom prípade kvapalina kondenzuje a steká dole. Za týmto účelom je potrubie uložené pod zemou, kde teplota prirodzene klesá. Keď stúpa, stúpa aj teplota a vysušený plyn sa dostáva do skladu.

Druhou možnosťou je vodná pečať. Po opustení plyn vstupuje do nádoby s vodou a je tam vyčistený od nečistôt. Táto metóda sa nazýva jednostupňová, keď sa pomocou vody bioplyn okamžite čistí od všetkých prchavých látok a vlhkosti.

Aké rastliny sa používajú na výrobu bioplynu

Ak sa plánuje umiestnenie zariadenia v blízkosti farmy, najlepšou možnosťou by bola skladacia konštrukcia, ktorú je ľahké prepraviť na iné miesto. Hlavným prvkom zariadenia je bioreaktor, do ktorého sa nalievajú suroviny a prebieha fermentačný proces. Veľké podniky používajú nádrže objem 50 metrov kubických.

V súkromných domácnostiach sa podzemné nádrže stavajú ako bioreaktor. Sú uložené z tehál v pripravenom otvore a pokryté cementom. Betón zvyšuje bezpečnosť konštrukcie a bráni vstupu vzduchu. Objem závisí od toho, koľko suroviny sa denne získa z domácich miláčikov.

Povrchové systémy sú populárne aj doma. Ak je to žiaduce, zariadenie je možné rozobrať a presunúť na iné miesto, na rozdiel od stacionárneho podzemného reaktora. Ako nádrže sa používajú plastové, kovové alebo polyvinylchloridové sudy.

Podľa typu ovládania sú:

• automatické stanice, v ktorých sa plnenie a čerpanie odpadových surovín vykonáva bez ľudského zásahu;

• mechanické, kde je celý proces riadený ručne.

Pomocou čerpadla je možné uľahčiť vyprázdnenie nádrže, do ktorej spadá odpad po fermentácii. Niektorí remeselníci používajú na čerpanie plynu z vankúšov (napríklad automobilových komôr) do čistiarne čerpadlá.

Schéma domácej rastliny na výrobu bioplynu z hnoja

Pred výstavbou zariadenia na výrobu bioplynu na vašom webe je potrebné oboznámiť sa s potenciálnym nebezpečenstvom, ktoré by mohlo explodovať v reaktore. Hlavnou podmienkou je neprítomnosť kyslíka.

Metán je výbušný plyn a je horľavý, ale musí sa preto zahrievať nad 500 stupňov. Ak sa bioplyn zmieša so vzduchom, vytvorí sa pretlak, ktorý rozbije reaktor. Betón môže prasknúť a bude nepoužiteľný.

Video: Bioplyn z hydinového hnoja

Aby ste zabránili vyfúknutiu tlaku z veka, použite protizávažie a ochranné tesnenie medzi vekom a nádržkou. Nádoba nie je úplne naplnená - mala by zostať minimálne 10% objemu pre výstup plynu. Lepšie - 20%.

Aby ste teda mohli na vašom webe vyrobiť bioreaktor so všetkým príslušenstvom, musíte:

• Je dobré zvoliť si miesto tak, aby bolo umiestnené ďaleko od bývania (nikdy neviete čo).

• Vypočítajte odhadované množstvo hnoja, ktoré zvieratá dávkujú každý deň. Ako počítať - prečítajte si nižšie.

• Rozhodnite sa, kam položiť nakladacie a vykladacie potrubie, ako aj potrubie na kondenzáciu vlhkosti vo výslednom plyne.

• Určite umiestnenie odpadovej nádrže (štandardne hnojivo).

• Vykopať jamu na základe výpočtu množstva surovín.

• Vyberte nádobu, ktorá bude slúžiť ako zásobník hnoja, a nainštalujte ju do jamy. Ak sa plánuje betónový reaktor, potom je dno jamy vyplnené betónom, steny sú vyložené z tehál a omietnuté betónovou maltou. Po tomto, musíte dať čas na sušenie.

• Spoje medzi reaktorom a potrubím sú tiež utesnené v štádiu plnenia nádrže.

• Zariaďte prielez pre inšpekciu reaktora. Medzi ním je umiestnené vzduchotesné tesnenie.

Ak je chladné podnebie, potom pred betónovaním alebo inštaláciou plastovej nádrže premýšľajú o spôsoboch jej ohrevu. Môžu to byť vykurovacie zariadenia alebo páska používaná v technológii „teplej podlahy“.

Na konci práce skontrolujte tesnosť reaktora.

Výpočet množstva plynu

Jedna tona hnoja dokáže vyprodukovať asi 100 metrov kubických plynu. Otázka - koľko vrhov dávajú domáce zvieratá za deň:

• kuracie mäso - 165 g denne;

• krava - 35 kg;

• koza - 1 kg;

• kôň - 15 kg;

• ovce - 1 kg;

• prasa - 5 kg.

Vynásobte tieto čísla počtom hláv a získate dennú dávku exkrementov, ktoré sa majú spracovať.

Viac plynu sa získava od kráv a ošípaných. Ak do zmesi pridáte také energeticky silné rastliny ako kukurica, vrcholy repy, proso, množstvo bioplynu sa zvýši. Bažinaté rastliny a riasy majú veľký potenciál.

Najvyššia je pri odpadoch z mäsospracujúcich závodov. Ak sú v blízkosti také zariadenia, môžete spolupracovať a nainštalovať jeden reaktor pre všetkých. Doba návratnosti pre bioreaktor je 1 - 2 roky.

Odpadová biomasa po výrobe plynu

Po spracovaní hnoja v reaktore je biologický kal vedľajším produktom. Počas anaeróbneho spracovania odpadu baktérie rozpúšťajú asi 30% organických látok. Zvyšok je zvýraznený nezmenený.

Kvapalná látka je tiež vedľajším produktom fermentácie metánu a používa sa tiež v poľnohospodárstvo na koreňový obväz.

Oxid uhličitý je odpadová frakcia, ktorú sa snažia producenti bioplynu odstraňovať. Ale ak ho rozpustíte vo vode, potom môže byť táto kvapalina tiež prospešná.

Plné využitie produktov na výrobu bioplynu

Na úplné využitie produktov získaných po spracovaní hnoja je potrebné udržiavať skleník. Po prvé, organické hnojivo sa môže použiť na celoročné pestovanie zeleniny, ktorej výnos bude stabilný.

Po druhé, oxid uhličitý sa používa ako krycí obväz - koreňový alebo listový, a jeho produkcia je asi 30%. Rastliny absorbujú oxid uhličitý zo vzduchu, a tým lepšie rastú a získavajú zelenú hmotu. Ak sa poradíte s odborníkmi v tejto oblasti, pomôžu vám s inštaláciou zariadenia, ktoré premieňa oxid uhličitý z kvapalnej formy na prchavú látku.

Video: Bioplyn za 2 dni

Faktom je, že na údržbu chovu hospodárskych zvierat môže byť veľa získaných energetických zdrojov, najmä v lete, keď nie je potrebné vykurovanie stodoly alebo ošípaných.

Preto sa odporúča urobiť ešte jeden výnosný pohľad činnosti - ekologický skleník. Zvyšky produktu je možné skladovať v chladiacich miestnostiach - za použitia rovnakej energie. Chladenie alebo akékoľvek iné zariadenie môže bežať na elektrinu, ktorú generuje plynová akumulátorová batéria.

Použiť ako hnojivo

Okrem výroby plynu je bioreaktor užitočný aj v tom, že sa odpad používa ako hodnotné hnojivo, ktoré zadržuje takmer všetok dusík a fosfáty. Po zavedení hnoja do pôdy sa nenávratne stratí 30 - 40% dusíka.

Na zníženie straty dusíkatých látok sa do pôdy zavádzajú čerstvé exkrementy, ale potom uvoľnený metán poškodzuje koreňový systém rastlín. Po spracovaní hnoja sa metán používa pre vlastnú potrebu a zachovávajú sa všetky výživné látky.

Draslík a fosfor po fermentácii prechádzajú do chelátovej formy, ktorá je absorbovaná rastlinami o 90%. Všeobecne povedané, potom 1 tona fermentovaného hnoja môže nahradiť 70 - 80 ton bežných exkrementov zvierat.

Anaeróbne spracovanie zachováva všetok dusík prítomný v hnoji a premieňa ho na amónnu formu, čo zvyšuje výnosy akejkoľvek plodiny o 20%.

Takáto látka nie je nebezpečná pre koreňový systém a je možné ju zaviesť 2 týždne pred výsadbou plodín na otvorenom teréne, aby bolo možné organickú hmotu tentokrát spracovať pôdnymi aeróbnymi mikroorganizmami.

Pred použitím sa biohnojivo zriedi vodou v pomere 1:60. K tomu sú vhodné suché aj tekuté frakcie, ktoré po vykvasení vstupujú aj do nádrže na odpadové suroviny.

Potrebujete 700 až 1 000 kg / l neriedeného hnojiva na hektár. Ak vezmeme do úvahy, že z jedného kubického metra plochy reaktora sa získa až 40 kg hnojív denne, potom za mesiac môžete poskytnúť nielen svoje vlastné, ale aj susedné miesto, ktoré predáva organické látky.

Aké živiny môžete získať po odpracovaní hnoja

Hlavnou hodnotou fermentovaného hnoja ako hnojiva je prítomnosť humínových kyselín, ktoré si ako škrupina zachovávajú ióny draslíka a fosforu. Mikroelementy, ktoré pri dlhodobom skladovaní oxidujú na vzduchu, strácajú svoje užitočné vlastnosti, ale naopak sa získavajú pri anaeróbnom spracovaní.

Humáty priaznivo ovplyvňujú fyzikálne a chemické zloženie pôdy. V dôsledku vnášania organických látok sa aj najťažšie pôdy stávajú priepustnými pre vlhkosť. Organická hmota je navyše potravou pre pôdne baktérie. Ďalej spracúvajú zvyšky, ktoré sú „podvyživené“ anaeróbmi, a uvoľňujú humínové kyseliny. Výsledkom tohto procesu je, že rastliny dostávajú živiny, ktoré sú úplne absorbované.

Okrem hlavných - dusík, draslík a fosfor - obsahuje biologické hnojivo stopové prvky. Ich množstvo ale závisí od suroviny - rastlinného alebo živočíšneho pôvodu.

Metódy uskladňovania kalu

Fermentovaný hnoj sa najlepšie skladuje v suchu. Pohodlnejšie je teda zabaliť ho a prepraviť. Sušina stráca menej užitočné vlastnosti a môže sa skladovať uzavretá. Aj keď sa počas roka také hnojivo vôbec nezhorší, musí byť uzavreté vo vrecku alebo nádobe.

Tekuté formy sa musia skladovať v uzavretých nádobách s pevne priskrutkovaným vekom, aby sa zabránilo erózii dusíkom.

Ako skladovať hnoj na mieste pre hnojenie záhrady: najlepšie spôsoby

Boli predstavené teoretické základy výroby metánového plynu z biomasy anaeróbnou digesciou.

Úloha baktérií v postupnej transformácii organickej hmoty bola vysvetlená popisom nevyhnutné podmienky pre najintenzívnejšiu výrobu bioplynu. Tento článok poskytne praktické implementácie zariadení na výrobu bioplynu s popisom niektorých domácich štruktúr.

Keď ceny energií stúpali a mnoho majiteľov fariem pre chov dobytka a malých fariem má problémy s likvidáciou odpadu, objavil sa na predaj priemyselné komplexy na výrobu bioplynu a malých bioplynových staníc pre súkromný dom. Pomocou vyhľadávacích nástrojov môže užívateľ internetu ľahko nájsť dostupné hotové riešenie, aby zariadenie na výrobu bioplynu a jeho cena zodpovedali potrebám, boli v kontakte s dodávateľmi zariadení a dohodli sa na stavbe generátora bioplynu doma alebo na farme.

Priemyselný komplex na výrobu bioplynu

Bioreaktor - základňa bioplynovej stanice

Nazýva sa kapacita, v ktorej dochádza k anaeróbnemu rozkladu biomasy bioreaktor, fermentor alebo metantán. Bioreaktory sú úplne utesnené, majú pevnú alebo plávajúcu kupolu a majú dizajn potápačského zvona. Psychrofilné (nevyžadujúce zahriatie) bioreaktory Bell majú formu otvoreného zásobníka s kvapalnou biomasou, do ktorého je ponorený zásobník vo forme valca alebo zvonu, kde sa zhromažďuje bioplyn.

Zhromaždený bioplyn vyvíja tlak na valec, čo spôsobuje, že stúpa nad nádrž. Zvon teda funguje aj ako držiak plynu - dočasné uskladnenie vygenerovaného plynu.

Nevýhodou zvonovej konštrukcie bioplynového reaktora je nemožnosť miešania substrátu a jeho ohrievania v chladných ročných obdobiach. Negatívnym faktorom je tiež silný zápach a nehygienické podmienky v dôsledku otvoreného povrchu časti podkladu.

Okrem toho bude časť generovaného plynu unikať do atmosféry a znečisťovať tak životné prostredie. Preto sa tieto bioreaktory používajú iba v remeselných zariadeniach na výrobu bioplynu v chudobných krajinách s horúcim podnebím.

Aby sa zabránilo znečisteniu životného prostredia a eliminoval nepríjemný zápach, sú reaktory bioplynových staníc pre domácnosť a veľký priemysel navrhnuté s pevnou kupolou. Tvar konštrukcie v procese plynovania veľmi nezáleží, ale pri použití valca s kupolovitou strechou sa dosahujú značné úspory stavebných materiálov. Fixné kupolovité bioreaktory sú vybavené tryskami na pridávanie nových častí biomasy a zhromažďovanie použitého substrátu.

Hlavné typy bioplynových staníc

Pretože je najprijateľnejší dizajn s pevnou kupolou, väčšina riešení bioreaktorov je tohto typu. V závislosti od spôsobu nakladania majú bioreaktory rôzny dizajn a sú rozdelené do:

• Šarža s jednorazovým naložením celej biomasy a s následným úplným vyložením po spracovaní surovín. Hlavnou nevýhodou tohto typu bioreaktora je nerovnomerný vývoj plynu počas spracovania substrátu;
• nepretržité nakladanie a vykladanie surovín, vďaka čomu sa dosahuje rovnomerné uvoľňovanie bioplynu. Vďaka konštrukcii bioreaktora sa počas nakladania a vykladania produkcia bioplynu nezastavuje a nedochádza k únikom, pretože potrubia, cez ktoré sa biomasa pridáva a odvádza, sú vyrobené vo forme hydraulického tesnenia zabraňujúcemu odtoku plynu.

Dávkové reaktory na bioplyn môžu byť akejkoľvek konštrukcie, aby sa zabránilo úniku plynu. Napríklad v Austrálii boli svojho času populárne kanálové metantanky s elastickou inflačnou klenbou, kde mierny pretlak vo vnútri bioreaktora nafúkol bublinu vyrobenú z odolného polypropylénu. Po dosiahnutí určitej úrovne tlaku vo vnútri bioreaktora sa zapol kompresor a odčerpal vyrobený bioplyn.

Typ fermentácie v tejto bioplynovej stanici môže byť mezofilný (s nízkym ohrevom). Kvôli veľkej ploche nafukovacej kupoly môžu byť potrubné bioreaktory inštalované iba vo vykurovaných miestnostiach alebo v oblastiach s horúcim podnebím. Výhodou konštrukcie je, že nie je potrebný medziprijímač, ale veľkou nevýhodou je zraniteľnosť elastickej kupoly voči mechanickému poškodeniu.

V poslednej dobe si získavajú obľubu dávkové bioreaktory so suchou fermentáciou hnoja bez pridania vody do substrátu. Pretože hnoj má svoju vlastnú vlhkosť, bude to stačiť na život organizmov, aj keď intenzita reakcií bude klesať.

Suché bioreaktory majú vzhľad uzavretej garáže s tesne zatvárajúcimi sa dverami. Biomasa sa plní do reaktora pomocou čelného nakladača a zostáva v tomto stave až do konca celého cyklu plynovania (asi šesť mesiacov), pričom sa nevyžaduje pridávanie a miešanie substrátu.

DIY bioplynová stanica

Je potrebné poznamenať, že vo väčšine bioreaktorov je spravidla hermeticky utesnená iba zóna tvorby plynu a kvapalná biomasa na vstupe a výstupe je pod atmosférickým tlakom. Pretlak vo vnútri bioreaktora vytesňuje časť tekutého substrátu do trysiek, vďaka čomu je hladina biomasy v nich o niečo vyššia ako vo vnútri nádrže.

Tieto návrhy domácich bioreaktorov sú populárne medzi ľudovými remeselníkmi, ktorí samostatne vyrábajú zariadenia na výrobu bioplynu vlastnými rukami pre dom a umožňujú opakované ručné vkladanie a vykladanie substrátu. Pri výrobe bioreaktorov vlastnými rukami veľa remeselníkov experimentuje s úplne utesnenými nádobami, pričom ako držiak plynu používajú niekoľko gumových komôr z pneumatík kolies veľkých vozidiel.

Vo videu nižšie nadšenec domácej výroby bioplynu na príklade sudov naplnených hydinovým hnojom dokazuje možnosť skutočného získania horľavého plynu doma a spracovania odpadu z hydinárne na užitočné hnojivo. Jedinou vecou, \u200b\u200bktorú je možné pridať k dizajnu opísanému v tomto videu, je, že na domáci bioreaktor musíte umiestniť manometer a bezpečnostný ventil.

Výpočty produktivity bioreaktorov

Množstvo bioplynu je určené hmotnosťou a kvalitou použitých surovín. Na internete nájdete tabuľky, ktoré označujú množstvo odpadu produkovaného rôznymi zvieratami, ale majitelia, ktorí musia každý deň vynášať hnoj, je táto teória zbytočná, pretože vďaka vlastnej praxi poznajú množstvo a hmotnosť budúceho substrátu. Na základe dostupnosti zásob obnoviteľných surovín každý deň je možné vypočítať požadovaný objem bioreaktora a denný výroba bioplynu.

Po výpočtoch a schválenom návrhu bioreaktora môžete pristúpiť k jeho výstavbe. Materiálom môže byť železobetónová nádoba, nalievaná do zeme alebo murivo, utesnené špeciálnym náterom, ktorý sa používa na spracovanie bazénov.

Je tiež možné postaviť hlavnú nádrž domácej bioplynovej stanice vyrobenú zo železa, pokrytú antikoróznym materiálom. Malé priemyselné bioreaktory sa často vyrábajú z veľkoobjemových chemicky odolných plastových nádrží.

Využívajú sa priemyselné bioplynové stanice elektronické systémy kontrola a rôzne reagenty na korekciu chemického zloženia substrátu a jeho úrovne kyslosti, ako aj pridávanie špeciálnych látok do biomasy - enzýmy a vitamíny, ktoré stimulujú reprodukciu a životne dôležitú aktivitu mikroorganizmov vo vnútri bioreaktora. Postupom mikrobiológie sa vytvárajú stále odolnejšie a efektívnejšie kmene metanogénových baktérií, ktoré je možné zakúpiť od spoločností na výrobu bioplynu.

Potreba odčerpávania a čistenia bioplynu

Konštantná výroba plynu v bioreaktore akejkoľvek konštrukcie vedie k potrebe odčerpávať bioplyn. Niektoré primitívne zariadenia na výrobu bioplynu môžu spaľovať vyrobený plyn priamo v horáku nainštalovanom v blízkosti, ale nestabilita pretlaku v bioreaktore môže viesť k zmiznutiu plameňa a následnému uvoľneniu jedovatý plyn... Použitie takého primitívneho zariadenia na výrobu bioplynu pripojeného k kachliam je kategoricky neprijateľné z dôvodu možnosti otravy surového bioplynu toxickými zložkami.

Preto takmer každá schéma zariadenia na výrobu bioplynu zahŕňa zásobníky plynu a systém čistenia plynu. Ako domáci čistiaci komplex môžete použiť vodný filter a domácu nádobu naplnenú kovovými hoblinami alebo si kúpiť profesionálne filtračné systémy. Nádrž na dočasné uskladnenie bioplynu môže byť vyrobená z komôr z pneumatík, z ktorých sa z kompresora občas čerpá plyn do štandardných propánových fliaš na uskladnenie a následné použitie.

Vylepšený bioreaktor s plávajúcou kupolou možno vnímať ako alternatívu k povinnému použitiu plynového držiaka. Vylepšenie spočíva v pridaní sústrednej prepážky, ktorá vytvára vodnú kapsu, ktorá funguje ako vodný uzáver a nedovolí biomase prísť do styku so vzduchom. Tlak vo vnútri plávajúcej kupoly bude závisieť od jej hmotnosti. Prechádzajúcim plynom cez čistiaci systém a reduktorom sa môže používať v kachliach pre domácnosť a pravidelne odvádzať plyn z bioreaktora.

Drvenie a miešanie substrátu v bioreaktore

Miešanie biomasy je dôležitou súčasťou procesu výroby bioplynu a poskytuje baktériám prístup k živinám, ktoré sa môžu na dne bioreaktora hromadiť. Aby sa častice biomasy mohli lepšie miešať v bioreaktore, musia sa pred vložením do metantanku mechanicky alebo manuálne rozdrviť. V súčasnosti sa v priemyselných a domácich zariadeniach na výrobu bioplynu používajú tri spôsoby miešania substrátu:

1. mechanické miešadlá poháňané elektromotorom alebo ručne;
2. cirkulujúce miešanie pomocou čerpadla alebo vrtuľačerpanie substrátu dovnútra bioreaktora;
3. prebublávanie miešaním fúkaním kvapalnej biomasy s existujúcim bioplynom. Nevýhodou tejto metódy je tvorba peny na povrchu podkladu.

Mechanické miešanie substrátu vo vnútri bioreaktora sa môže uskutočniť ručne alebo automaticky zapnutím elektromotora pomocou elektronického časovača. Vodné lúče alebo bublinkové miešanie biomasy sa môžu vykonávať iba pomocou elektromotorov, ručne ovládaných alebo pomocou softvérového algoritmu.

Tento bioreaktor má mechanické miešacie zariadenie

Ohrev substrátu v mezofilných a termofilných zariadeniach na výrobu bioplynu

Optimálna teplota pre plynovanie je teplota podkladu v rozmedzí 35-50 ° C. Na udržanie tejto teploty v bioreaktore rôzne vykurovacie systémy - voda, para, elektrický. Regulácia teploty by sa mala uskutočňovať pomocou termostatu alebo termočlánkov pripojených k aktuátoru, ktorý reguluje ohrev bioreaktora.

Malo by sa tiež pamätať na to, že otvorený plameň prehreje steny bioreaktora a biomasa v ňom bude horieť. Spálený substrát zníži prestup tepla a kvalitu ohrevu a horúca stena bioreaktora sa rýchlo zrúti. Jeden z najlepšie možnosti je ohrev vody zo spätného potrubia domáceho vykurovacieho systému. Je potrebné inštalovať systém elektrických ventilov, aby bolo možné vypnúť ohrev bioreaktora alebo pripojiť ohrev podkladu priamo z kotla, ak je príliš chladný.

Zahrievanie substrátu v bioreaktore pomocou vykurovacích telies bude prospešné, iba ak existuje alternatívna elektrina získavaná z veterného generátora alebo solárnych panelov. V takom prípade môžu byť vykurovacie články pripojené priamo k generátoru alebo batérii, čo vylúči z obvodu drahé meniče napätia. Na zníženie tepelných strát a zníženie nákladov na ohrev substrátu v bioreaktore je potrebné ho čo najviac izolovať pomocou rôznych izolačných materiálov.

Pri stavbe zariadení na výrobu bioplynu vlastnými rukami sú nevyhnutné praktické experimenty

Bez ohľadu na to, koľko literatúry prečíta začínajúci nadšenec bioplynu, a bez ohľadu na to, koľko videí sleduje, v praxi sa budete musieť veľa naučiť sami, a výsledky nebudú spravidla vzdialené od vypočítaných.

Mnoho začínajúcich remeselníkov preto sleduje cestu nezávislých experimentov pri získavaní bioplynu, počnúc malými nádobami a určujúc, koľko plynu z dostupných surovín vyprodukuje jeho malá experimentálna bioplynová stanica. Ceny komponentov, výťažky metánu a budúce náklady na výstavbu plne funkčnej bioplynovej stanice určia jej ziskovosť a uskutočniteľnosť.

Vo vyššie uvedenom videu demonštruje majster schopnosti svojej bioplynovej stanice s poznámkou, koľko bioplynu sa vyrobí za jeden deň. V jeho prípade bude pri prečerpávaní ôsmich atmosfér do prijímača kompresora objem výsledného plynu po prepočtoch, berúc do úvahy objem nádoby 24 litrov, asi 0,2 m².

Tento objem bioplynu získaného z dvesto litrového suda nie je významný, ale ako ukazuje ďalšie video tohto majstra, toto množstvo plynu stačí na hodinu horenia jedného horáka sporáka (15 minút vynásobených štyrmi atmosférami valca, čo je dvojnásobok prijímača).

V ďalšom videu nižšie magister hovorí o výrobe bioplynu a organických hnojív spracovaním organického odpadu v bioplynovej stanici. Je potrebné mať na pamäti, že hodnota ekologických hnojív môže prekročiť náklady na vyrobený plyn, a potom sa bioplyn stáva užitočným vedľajším produktom procesu výroby kvalitných hnojív. Ďalšou užitočnou vlastnosťou organických surovín je schopnosť skladovať ich na určité obdobie v správnom čase.

Lacný zdroj energie si môžete zaobstarať sami, doma - stačí zostaviť bioplynovú stanicu. Ak pochopíte princíp jeho fungovania a štruktúry, potom to nie je ťažké urobiť. Zmes, ktorú vyrába, obsahuje veľké množstvo metánu (v závislosti od východiskovej suroviny, až 70%), takže má široké spektrum použitia.

Tankovanie plynových fliaš do automobilov ako palivo na vykurovanie kotlov nie je úplným zoznamom všetkých možné možnosti použitie hotového výrobku. Ako je možné zostaviť bioplynovú stanicu vlastnými rukami, je náš príbeh.

Existuje niekoľko návrhov jednotky. Pri výbere toho či iného inžinierskeho riešenia musíte pochopiť, ako daná inštalácia vyhovuje miestnym podmienkam. Toto je hlavné kritérium pre posúdenie uskutočniteľnosti inštalácie. A navyše - svoje vlastné schopnosti, to znamená, aký druh surovín a v akom objeme sa dá použiť, čo sa dá robiť vlastnými rukami.

Bioplyn sa získava rozkladom organických látok, ale jeho „výťažkom“ (v objemovom vyjadrení), a preto účinnosť zariadenia závisí od toho, čo presne sa do neho zavádza. Tabuľka obsahuje príslušné informácie (približné údaje), ktoré pomôžu určiť výber konkrétneho inžinierskeho riešenia. Užitočné budú aj niektoré vysvetľujúce grafy.

Možnosti návrhu

S ručným vkladaním surovín, bez zohrievania a miešania

Pre domáce použitie sa tento model považuje za najpohodlnejší. Pri kapacite reaktora od 1 do 10 m³ bude potrebné hnoj asi 50 - 220 kg denne. Z toho musíme vychádzať pri určovaní veľkosti kontajnera.

Inštalácia je inštalovaná v zemi, preto je pre ňu potrebná malá základová jama. V súlade s jeho vypočítanými rozmermi sa na webe vyberie miesto. Zloženie a účel všetkých prvkov obvodu je ľahko pochopiteľné.

Inštalačná funkcia

Po inštalácii reaktora na miesto je potrebné skontrolovať jeho tesnosť. Potom sa má kov natrieť (najlepšie mrazuvzdornou kompozíciou) a izolovať.

• Odpad sa odstraňuje prirodzeným spôsobom - buď pri plnení novej časti, alebo pri prebytku plynu v reaktore so zatvoreným ventilom. Kapacita nádoby na zber odpadu preto nesmie byť menšia ako kapacita pracovníka.
• Napriek jednoduchosti zariadenia a atraktívnosti pre vlastnú montáž, vzhľadom na to, že nie je zabezpečené miešanie hmoty a kúrenia, je vhodné prevádzkovať túto možnosť inštalácie v regiónoch s miernym podnebím, to znamená hlavne na juhu Ruska. Aj keď s vysoko kvalitnou tepelnou izoláciou, v podmienkach, keď sú vrstvy podzemnej vody hlboké, je tento dizajn celkom vhodný pre stredné pásmo.

Neohriaty, ale za stáleho miešania

Takmer to isté, len mierna úprava, ktorá výrazne zvyšuje produktivitu inštalácie.

Ako vyrobiť mechanizmus? Pre tých, ktorí sa napríklad zhromaždili vlastnými rukami, to nie je problém. V reaktore bude musieť byť namontovaný hriadeľ s lopatkami. Preto je potrebné namontovať oporné ložiská. Je dobré použiť reťaz ako prevodový článok medzi hriadeľom a pákou.

Bioplynovú stanicu je možné prevádzkovať takmer vo všetkých regiónoch, s výnimkou severných oblastí. Ale na rozdiel od predchádzajúceho modelu potrebuje dohľad.

Miešanie + ohrev

Tepelné pôsobenie na biomasu zvyšuje intenzitu procesov rozkladu a fermentácie, ktoré v nej prebiehajú. Jednotka na výrobu bioplynu je univerzálnejšia, pretože môže pracovať v dvoch režimoch - mezofilnom a termofilnom, to znamená v teplotnom rozmedzí (približne) 25 - 65 ° C (pozri grafy vyššie).

Na tomto diagrame kotol pracuje na výsledný plyn, aj keď to nie je jediná možnosť. Ohrev biomasy sa môže uskutočňovať rôznymi spôsobmi, pretože je pohodlnejšie usporiadať ho pre majiteľa.

Automatizované možnosti

Rozdiel medzi touto schémou je v tom, že je pripojený k inštalácii. To vám umožňuje akumulovať zásoby plynu a nie okamžite ich spotrebovať na určený účel. Ľahké použitie spočíva aj v tom, že pre intenzívne kvasenie je vhodný takmer akýkoľvek teplotný režim.

Táto inštalácia je ešte efektívnejšia. Je schopný spracovať až 1,3 tony surovín za deň s podobným objemom reaktora. Za to je „zodpovedné“ plnenie, miešanie - pneumatika. Vypúšťací kanál umožňuje odvoz odpadu buď do násypky na krátkodobé uskladnenie, alebo do mobilných kontajnerov na okamžité odstránenie. Napríklad na hnojenie polí.

Pre domáce použitie sú tieto možnosti pre zariadenie na výrobu bioplynu ťažko vhodné. Ich inštalácia, a to aj vlastnými rukami, je oveľa náročnejšia. Ale pre malého farmy - dobré rozhodnutie.

Mechanizovaná bioplynová stanica

Rozdiel od predchádzajúcich modelov je v prídavnej nádrži, v ktorej prebieha predbežná príprava surovej hmoty.

Stlačený bioplyn sa privádza do násypného zásobníka a potom do reaktora. Používa sa aj na kúrenie.

Jediná vec, ktorá je potrebná pri zostavovaní ktorejkoľvek zo zariadení vlastnými rukami, sú presné technické výpočty. Možno budete musieť konzultovať s odborníkom. Zvyšok je dosť jednoduchý. Ak sa aspoň jeden z čitateľov zaujíma o bioplynovú jednotku a montuje ju svojpomocne, potom autor nadarmo tento článok nepracoval. Veľa štastia!

Neustále zvyšovanie nákladov na tradičné zdroje energie tlačí domácich remeselníkov k vytváraniu domácich zariadení, ktoré im umožňujú získavať bioplyn z odpadu vlastnými rukami. S týmto prístupom k poľnohospodárstvu je možné nielen získať lacnú energiu na vykurovanie domu a ďalšie potreby, ale aj zorganizovať proces využívania organického odpadu a získavania bezplatných hnojív pre následnú aplikáciu do pôdy.

Prebytočne vyrobený bioplyn, ako aj hnojivá sa môžu predávať za trhovú hodnotu spotrebiteľom, ktorí majú záujem, a premieňať ich na peniaze, ktoré im doslova „ležia pod nohami“. Veľkí poľnohospodári si môžu dovoliť kúpiť hotové bioplynové stanice zmontované v továrni. Náklady na takéto zariadenie sú pomerne vysoké. Návratnosť jeho prevádzky však zodpovedá uskutočnenej investícii. Menej výkonné inštalácie pracujúce na rovnakom princípe je možné zostaviť svojpomocne z dostupných materiálov a dielov.

Čo je to bioplyn a ako sa vyrába

Pri spracovaní biomasy sa vyrába bioplyn

Bioplyn je klasifikovaný ako ekologické palivo. Pokiaľ ide o jeho vlastnosti, bioplyn vo veľkej miere konverguje so zemným plynom vyrobeným v priemyselnom meradle. Technológiu výroby bioplynu je možné predstaviť nasledovne:

• v špeciálnej nádobe zvanej bioreaktor sa biomasa spracúva za účasti anaeróbnych baktérií v podmienkach bezvzduchovej fermentácie na určité obdobie, ktorého trvanie závisí od objemu naložených surovín;
• v dôsledku toho sa uvoľní zmes plynov, ktorá pozostáva zo 60% metánu, 35% oxidu uhličitého, 5% iných plynných látok, medzi ktorými je aj malé množstvo sírovodíka;
• výsledný plyn sa neustále odvádza z bioreaktora a po vyčistení sa odosiela na určené použitie;
• recyklovaný odpad, ktorý sa stal vysoko kvalitným hnojivom, sa pravidelne odstraňuje z bioreaktora a prepravuje sa na polia.

Vizuálny diagram procesu výroby biopalív

Na zabezpečenie domácej výroby bioplynu v nepretržitom režime musíte vlastniť alebo mať prístup k poľnohospodárskym a živočíšnym podnikom. Z hospodárskeho hľadiska je ziskové zaoberať sa výrobou bioplynu, iba ak existuje zdroj bezplatného zásobovania hnojom a iným organickým živočíšnym odpadom.

Najspoľahlivejšou metódou vykurovania zostáva plynové kúrenie. Viac sa o autonómnom splyňovaní dozviete v nasledujúcom článku:

Typy bioreaktorov

Zariadenia na výrobu bioplynu sa líšia typom nakladania surovín, zberom vyprodukovaného plynu, umiestnením reaktora vzhľadom na zemský povrch a výrobným materiálom. Betón, tehla a oceľ sú najvhodnejšími materiálmi na výrobu bioreaktorov.

Podľa typu nakladania sa rozlišujú biologické rastliny, do ktorých sa naloží daná časť surovín a prejde spracovateľský cyklus a potom sa úplne vyloží. Produkcia plynu v týchto závodoch je nestabilná, ale je možné do nich nakladať akýkoľvek druh suroviny. Spravidla sú zvislé a zaberajú málo miesta.

Časť organického odpadu sa denne zavádza do systému druhého typu a vykladá sa časť hotových fermentovaných hnojív s rovnakým objemom. Pracovná zmes vždy zostáva v reaktore. Takzvaná továreň na nepretržité nabíjanie dôsledne vyrába viac bioplynu a je veľmi obľúbená u poľnohospodárov. Tieto reaktory sú v zásade umiestnené vodorovne a sú vhodné, ak na nich je voľný priestor.

Zvolený typ zberu bioplynu určuje konštrukčné vlastnosti reaktora.

• balónové systémy pozostávajú z gumového alebo plastového žiaruvzdorného balóna, v ktorom sú kombinované reaktor a držiak plynu. Výhodami tohto typu reaktorov sú jednoduchosť konštrukcie, nakládka a vykládka surovín, ľahké čistenie a preprava a nízke náklady. Medzi nevýhody patrí krátka životnosť, 2 - 5 rokov, možnosť poškodenia v dôsledku vonkajších vplyvov. Súčasťou tankových reaktorov sú aj zariadenia kanálového typu, ktoré sa v Európe často používajú na spracovanie kvapalných odpadov a odpadových vôd. Tento gumený zvršok je účinný pri vysokých teplotách okolia a nehrozí riziko poškodenia valca. Konštrukcia s pevnou kupolou má úplne uzavretý reaktor a vyrovnávaciu nádobu na vypúšťanie kalu. V kupole sa hromadí plyn, keď sa naloží ďalšia časť surovín, spracovaná hmota sa natlačí do vyrovnávacej nádrže.
• Biosystémy s plávajúcou kupolou pozostávajú z monolitického bioreaktora umiestneného pod zemou a pohyblivého držiaka plynu, ktorý pláva v špeciálnej vodnej kapse alebo priamo do krmiva a stúpa pôsobením tlaku plynu. Výhodou plávajúcej kupoly je ľahká obsluha a schopnosť určiť tlak plynu podľa výšky stúpania kupoly. To je skvelé riešenie pre veľkú farmu.
• Pri výbere podzemia alebo umiestnenia zariadenia nad povrchom je potrebné brať do úvahy sklon reliéfu, ktorý uľahčuje nakladanie a vykladanie surovín, zosilnenú tepelnú izoláciu podzemných konštrukcií, ktorá chráni biomasu pred dennými teplotnými výkyvmi a robí proces fermentácie stabilnejším.

Konštrukcia môže byť vybavená ďalšími zariadeniami na ohrev a miešanie surovín.

Je nákladovo efektívne postaviť reaktor a využívať bioplyn

Výstavba bioplynovej stanice má tieto ciele:

• lacná výroba energie;
• výroba ľahko stráviteľných hnojív;
• úspora za pripojenie k drahým kanalizačným systémom;
• spracovanie poľnohospodárskeho odpadu;
• možný zisk z predaja plynu;
• zníženie intenzity nepríjemného zápachu a zlepšenie environmentálnej situácie na území.

Graf ziskovosti výroby a využitia bioplynu

Pri posudzovaní výhod stavby bioreaktora by opatrný vlastník mal zvážiť nasledujúce aspekty:

• náklady na bioinštaláciu sú dlhodobou investíciou;
• domáce zariadenie na bioplyn a inštalácia reaktora bez zapojenia externých odborníkov budú oveľa lacnejšie, ale jeho účinnosť je tiež nižšia ako v prípade drahých zariadení;
• aby sa udržal stabilný tlak plynu, musí mať poľnohospodár po dlhú dobu prístup k dostatočnému množstvu živočíšneho odpadu. V prípade vysokých cien elektriny a zemného plynu alebo nedostatočnej plynofikácie sa použitie zariadenia stáva nielen výnosným, ale aj nevyhnutným;
• pre veľké farmy s vlastnou surovinovou základňou by bolo výhodným riešením zahrnutie bioreaktora do systému skleníkov a chovov dobytka;
• pre malé farmy sa dá účinnosť zvýšiť inštaláciou niekoľkých malých reaktorov a nakladaním surovín v rôznych časoch. Vyhnete sa tak prerušeniu dodávok plynu pri nedostatku východiskovej suroviny.

Ako si postaviť bioreaktor svojpomocne

Padlo rozhodnutie o stavbe, teraz je potrebné navrhnúť inštaláciu a vypočítať potrebné materiály, nástroje a vybavenie.

Dôležité! Hlavnou požiadavkou na materiál bioreaktora je odolnosť proti agresívnym kyslým a zásaditým médiám.

Ak je k dispozícii kovová nádrž, môže sa použiť, ak je chránená proti korózii. Pri výbere kovovej nádoby venujte pozornosť prítomnosti zvarov a ich pevnosti.

Odolnou a pohodlnou možnosťou je polymérová nádoba. Tento materiál nehnije ani nehrdzavie. Sud s hrubými tuhými stenami alebo vystužený dokonale vydrží zaťaženie.

Najlacnejším spôsobom je rozložiť nádobu z tehál alebo kameňa, betónové bloky. Na zvýšenie pevnosti sú steny vystužené a zvnútra i zvonka pokryté viacvrstvovou hydroizoláciou a plynotesným náterom. Omietka musí obsahovať prísady, ktoré poskytujú stanovené vlastnosti. Najlepšie vydrží všetky tlakové zaťaženia tvar oválneho alebo valcového tvaru.

Na dne tejto nádoby je otvor, cez ktorý sa budú odstraňovať použité suroviny. Tento otvor musí byť tesne uzavretý, pretože systém funguje efektívne iba v uzavretých podmienkach.

Výpočet požadovaných nástrojov a materiálov

Na rozloženie tehlového kontajnera a zariadenia celého systému budete potrebovať nasledujúce nástroje a materiály:

• nádoba na miešanie cementovej malty alebo domiešavača betónu;
• vŕtačka s nástavcom mixéra;
• drvený kameň a piesok pre zariadenie odtokového vankúša;
• lopata, zvinovací meter, stierka, stierka;
• tehla, cement, voda, jemný piesok, výstuž, plastifikátor a ďalšie potrebné prísady;
• zvárací stroj a spojovacie prvky na inštaláciu kovových rúrok a príslušenstva;
• vodný filter a nádoba s kovovými hoblinami na čistenie plynu;
• fľaše na pneumatiky alebo štandardné zásobníky na propánový plyn.

Veľkosť betónovej nádrže sa určuje z množstva organického odpadu, ktorý sa každý deň objaví na súkromnom záhrade alebo farme. Plná prevádzka bioreaktora je možná, ak je naplnená dvoma tretinami dostupného objemu.

Stanovme objem reaktora pre malú súkromnú farmu: ak je k dispozícii 5 kráv, 10 ošípaných a 40 kurčiat, potom sa počas dňa ich života vytvorí trus 5 x 55 kg + 10 x 4,5 kg + 40 x 0,17 kg \u003d 275 kg +. 45 kg + 6,8 kg \u003d 326,8 kg. Aby sa kurací hnoj dostal na požadovaný obsah vlhkosti 85%, je potrebné pridať 5 litrov vody. Celková hmotnosť \u003d 331,8 kg. Na spracovanie za 20 dní potrebujete: 331,8 kg x 20 \u003d 6636 kg - asi 7 kociek iba na podklad. To sú dve tretiny požadovaného objemu. Aby ste dosiahli výsledok, potrebujete 7x1,5 \u003d 10,5 kubických metrov. Výslednou hodnotou je požadovaný objem bioreaktora.

Pamätajte, že nie je možné vyťažiť veľké množstvo bioplynu v malých nádobách. Výťažok priamo závisí od hmotnosti organického odpadu spracovaného v reaktore. Na získanie 100 metrov kubických bioplynu je teda potrebné spracovať tonu organického odpadu.

Príprava miesta pre zariadenie bioreaktora

Organická zmes privádzaná do reaktora by nemala obsahovať antiseptiká, detergenty, chemikálie, ktoré sú škodlivé pre život baktérií, a spomaliť produkciu bioplynu.

Dôležité! Bioplyn je horľavý a výbušný.

Pre správna práca bioreaktor, musia sa dodržiavať rovnaké pravidlá ako pre všetky plynové zariadenia. Ak je zariadenie hermeticky uzavreté, bioplyn sa včas vypustí do plynovej nádrže, potom nebudú žiadne problémy.

Ak tlak plynu prekročí normu alebo dôjde k otráveniu, ak dôjde k narušeniu tesnosti, hrozí nebezpečenstvo výbuchu, preto sa odporúča inštalovať do reaktora snímače teploty a tlaku. Vdýchnutie bioplynu je tiež nebezpečné pre ľudské zdravie.

Ako zabezpečiť činnosť biomasy

Fermentáciu biomasy je možné urýchliť jej zahriatím. Tento problém spravidla nevzniká v južných oblastiach. Teplota okolia je dostatočná na prirodzenú aktiváciu fermentačných procesov. V regiónoch s nepriaznivými klimatickými podmienkami v zime je spravidla nemožné prevádzkovať bioplynovú stanicu bez kúrenia. Koniec koncov, fermentačný proces začína pri teplote presahujúcej 38 stupňov Celzia.

Existuje niekoľko spôsobov, ako organizovať ohrev nádrže na biomasu:

• pripojte špirálu umiestnenú pod reaktorom k vykurovaciemu systému;
• nainštalujte elektrické vykurovacie články na základňu nádrže;
• zabezpečiť priamy ohrev nádrže pomocou elektrických ohrievačov.

Baktérie, ktoré ovplyvňujú produkciu metánu, sú v samotnom krmive nečinné. Ich aktivita sa zvyšuje pri určitej teplotnej úrovni. Inštalácia automatizovaný systém kúrenie. Automatizácia zapne vykurovacie zariadenie, keď do bioreaktora vstúpi ďalšia studená dávka, a potom ho vypne, keď sa biomasa zahreje na nastavenú teplotu.

Takéto systémy regulácie teploty sú inštalované v teplovodných kotloch, takže je možné ich zakúpiť v obchodoch, ktoré sa špecializujú na predaj plynových zariadení.

Diagram zobrazuje celý cyklus, počnúc naplnením tuhých a tekutých surovín a končiac odstránením bioplynu spotrebiteľom

Je dôležité si uvedomiť, že je možné aktivovať výrobu bioplynu doma zmiešaním biomasy v reaktore. Na tento účel sa vyrába zariadenie, ktoré je štrukturálne podobné mixéru pre domácnosť. Zariadenie sa dá uviesť do pohybu pomocou hriadeľa, ktorý sa odstráni otvorom umiestneným vo veku alebo stenách nádrže.

Aké zvláštne povolenia sú potrebné na inštaláciu a používanie bioplynu

Na stavbu a prevádzku bioreaktora, ako aj na použitie výsledného plynu je potrebné získať potrebné povolenia vo fáze projektovania. Musí byť zabezpečená koordinácia s plynárenskou službou, hasičmi a Rostekhnadzorom. Všeobecne sú pravidlá pre inštaláciu a prevádzku podobné pravidlám pre používanie konvenčných plynových zariadení. Stavba musí byť vykonávaná striktne v súlade s pravidlami SNIP. Všetky potrubia musia byť žlté a musia mať príslušné označenie. Ready-made systémy vyrobené v továrni stoja mnohonásobne viac, ale majú všetky sprievodné dokumenty a spĺňajú všetky technické požiadavky. Výrobcovia poskytujú záruku na zariadenie a vykonávajú údržbu a opravy svojich výrobkov.

Vlastne vyrobená bioplynová stanica môže ušetriť na nákladoch na energiu, ktoré sa významne podieľajú na určovaní nákladov na poľnohospodárske výrobky. Zníženie výrobných nákladov ovplyvní zvýšenie ziskovosti farmy alebo súkromného dvora. Teraz, keď viete, ako získať bioplyn z dostupného odpadu, musíte túto myšlienku uviesť do praxe. Mnoho farmárov sa už dávno naučilo zarábať si na truse.

Z dôležitých zložiek nášho života majú veľký význam nosiče energie, ktorých ceny rastú takmer každý mesiac. Každé zimné obdobie robí v rodinných rozpočtoch dieru a núti ich znášať náklady na vykurovanie, čo znamená palivo pre kachle a kotly. Čo však robiť, pretože elektrina, plyn, uhlie alebo palivové drevo stoja peniaze a čím ďalej sú naše domácnosti od hlavných energetických sietí, tým drahšie kúrenie bude stáť ... Medzitým môže byť alternatívne vykurovanie, ktoré nezávisí od žiadnych dodávateľov a taríf, postavené na bioplyne, ktorých výroba nevyžaduje geologický prieskum, vŕtanie studní alebo drahé čerpacie zariadenie.

Bioplyn je možné získať prakticky doma a zároveň s minimálnymi a rýchlo získanými nákladmi - tento článok obsahuje väčšinu odpovedí na túto otázku.

Vykurovanie bioplynom - história

Záujem o horľavý plyn, ktorý sa tvoril v močiaroch počas teplého ročného obdobia, vzrástol aj u našich vzdialených predkov - vyspelé kultúry Indie, Číny, Perzie a Asýrie experimentovali s bioplynom pred viac ako 3 tisícročiami. V rovnakom staroveku v kmeňovej Európe si Alemanni Swabians všimli, že plyn uvoľnený v močiaroch horí perfektne - používali ho na vykurovanie ich chát, dodávali im plyn cez kožené potrubia a spaľovali ich v ohniskách. Švábania považovali bioplyn za „dych drakov“, ktorý podľa ich názoru žil v močiaroch.

O storočia a tisícročia neskôr zažil bioplyn svoj druhý objav - v 17. a 18. storočí mu venovali pozornosť dvaja európski vedci naraz. Slávny chemik svojej doby, Jan Baptista van Helmont, stanovil, že pri rozklade akejkoľvek biomasy vzniká horľavý plyn, a slávny fyzik a chemik Alessandro Volta nadviazal priamy vzťah medzi množstvom biomasy, v ktorej prebiehajú procesy rozkladu, a množstvom uvoľneného bioplynu. V roku 1804 objavil anglický chemik John Dalton recept na metán a o štyri roky neskôr ho objavil Angličan Humphrey Davy v bažinnom plyne. Záujem o praktické využitie bioplynu vznikol pri vývoji plynového pouličného osvetlenia - na konci 19. storočia boli osvetlené ulice jednej štvrte anglického mesta Exeter. plyn získaný zo zberača odpadových vôd.

V 20. storočí nutnosť energetických zdrojov spôsobená druhou svetovou vojnou prinútila Európanov hľadať alternatívne zdroje energie. Zariadenia na výrobu bioplynu, v ktorých sa vyrábal plyn z hnoja, sa rozšírili v Nemecku a Francúzsku, čiastočne vo východnej Európe. Po víťazstve krajín protihitlerovskej koalície však zabudli na bioplyn - elektrina, zemný plyn a ropné produkty plne pokryli potreby priemyselných odvetví a obyvateľstva.

Dnes sa postoj k alternatívnym zdrojom energie dramaticky zmenil - stali sa zaujímavými, pretože náklady na konvenčné zdroje energie sa z roka na rok zvyšujú. Bioplyn je vo svojej podstate skutočným spôsobom, ako sa vyhnúť tarifám a nákladom na klasické zdroje energie, získať svoj vlastný zdroj paliva, a to na akýkoľvek účel a v dostatočnom množstve.

Najviac bioplynových staníc bolo postavených a je v prevádzke v Číne: 40 miliónov jednotiek so strednou a malou kapacitou, objem vyrobeného metánu je asi 27 miliárd m3 ročne.

Bioplyn - čo to je

Je to zmes plynov, ktorá sa skladá hlavne z metánu (obsah od 50 do 85%), oxidu uhličitého (obsah od 15 do 50%) a ďalších plynov v oveľa nižšom percente. Bioplyn vyrába tím troch typov baktérií, ktoré sa živia biomasou - hydrolýzne baktérie, ktoré produkujú potravu pre baktérie tvoriace kyselinu a ktoré zase dodávajú potravu pre baktérie produkujúce metán, ktoré tvoria bioplyn.

Fermentácia pôvodného organického materiálu (napríklad hnoja), ktorého produktom bude bioplyn, prebieha bez prístupu do vonkajšej atmosféry a nazýva sa anaeróbna. Ďalší produkt takejto fermentácie, ktorý sa nazýva humus kompostu, je dobre známy dedinčanom, ktorí ho používajú na hnojenie polí a zeleninových záhrad, ale bioplyn vyrobený v hromadách kompostu a termálna energia zvyčajne sa nepoužíva - a márne!

Aké faktory určujú výťažnosť bioplynu s vyšším obsahom metánu

V prvom rade - od teploty. Aktivita baktérií kvasiacich organické látky je tým vyššia, čím vyššia je teplota ich prostredia, pri nižších teplotách sa fermentácia spomalí alebo úplne zastaví. Z tohto dôvodu je výroba bioplynu najbežnejšia v krajinách Afriky a Ázie nachádzajúcich sa v subtrópoch a trópoch. V ruskom podnebí si získanie bioplynu a úplný prechod na neho, ako alternatívneho paliva, bude vyžadovať tepelnú izoláciu bioreaktora a zavedenie teplej vody do hmoty organickej hmoty, keď teplota vonkajšej atmosféry klesne pod nulu. Organický materiál vložený do bioreaktora musí byť biologicky odbúrateľný, je potrebný významné množstvo vody v ňom - \u200b\u200baž 90% hmotnosti organickej hmoty. Dôležitým bodom bude neutralita organického prostredia, absencia jeho zložiek, ktoré bránia vývoju baktérií, ako sú čistiace a čistiace prostriedky, akékoľvek antibiotiká. Bioplyn je možné získať takmer z každého odpadu z domácností a rastlín, odpadových vôd, hnoja atď.

Proces anaeróbnej fermentácie organických látok funguje najlepšie, keď je hodnota pH v rozmedzí 6,8-8,0 - vysoká kyslosť spomalí tvorbu bioplynu, pretože baktérie budú zaneprázdnené konzumáciou kyselín a produkciou oxidu uhličitého, ktorý neutralizuje kyslosť.

Pomer dusíka a uhlíka v bioreaktore sa musí vypočítať od 1 do 30 - v takom prípade dostanú baktérie potrebné množstvo oxidu uhličitého a obsah metánu v bioplyne bude najvyšší.

Najlepší výťažok bioplynu s dostatočne vysokým obsahom metánu sa dosiahne, ak sa teplota vo fermentovanej organickej hmote pohybuje v rozmedzí 32 - 35 ° C, pri nižších a vyšších teplotách v bioplyne sa zvyšuje obsah oxidu uhličitého, klesá jeho kvalita. Baktérie produkujúce metán sú rozdelené do troch skupín: psychrofilné, účinné pri teplotách od +5 do +20 ° C; mezofilné, ich teplotný režim je od +30 do +42 ° С; teplomilné, pracujúce v režime od +54 do +56 ° С. Pre spotrebiteľa bioplynu sú najdôležitejšie mezofilné a termofilné baktérie, ktoré fermentujú organickú hmotu s vyšším výťažkom plynu.

Mezofilná fermentácia je menej citlivá na zmeny teploty o niekoľko stupňov od optimálneho teplotného rozsahu a vyžaduje menej energie na zahriatie organického materiálu v bioreaktore. Jeho nevýhodami, v porovnaní s termofilnou fermentáciou, sú menší výťažok plynu, dlhšia doba úplného spracovania organického substrátu (asi 25 dní), výsledný rozkladaný organický materiál môže obsahovať škodlivú flóru, pretože nízka teplota v bioreaktore neposkytuje 100% sterilitu.

Zvýšenie a udržanie teploty v reaktore na úrovni prijateľnej pre termofilné baktérie zabezpečí najvyšší výťažok bioplynu, úplná fermentácia organických látok sa uskutoční za 12 dní a produkty rozkladu organického substrátu sú úplne sterilné. Negatívne vlastnosti: zmena teplotného režimu o 2 stupne mimo rozsah prijateľný pre teplomilné baktérie zníži výdaj plynu; vysoký dopyt po vykurovaní, v dôsledku čoho - značné náklady na energiu.

Obsah bioreaktora sa musí miešať v intervaloch 2 krát denne, inak sa na jeho povrchu vytvorí kôra, ktorá vytvorí bariéru pre bioplyn. Okrem svojej eliminácie vám miešanie umožňuje vyrovnať hladinu teploty a kyslosti vo vnútri organickej hmoty. V bioreaktoroch s nepretržitým prevádzkovým cyklom nastáva najväčší výťažok bioplynu pri súčasnom vykladaní organických látok, ktoré prešli fermentáciou, a naložení objemu novej organickej hmoty v množstve rovnajúcom sa vypustenému objemu. V maloobjemových bioreaktoroch, ktoré sa zvyčajne používajú v letných chatkách, je každý deň potrebné extrahovať a zaviesť organickú hmotu v objeme rovnajúcom sa približne 5% vnútorného objemu fermentačnej komory.

Výnos bioplynu priamo závisí od typu organického substrátu vloženého do bioreaktora (nižšie sú priemerné údaje na kg hmotnosti suchého substrátu):

1. konský hnoj dáva 0,27 m3 bioplynu, obsah metánu 57%;
2. hovädzí hnoj (dobytok) dáva 0,3 m3 bioplynu, obsah metánu 65%;
3. čerstvý hnoj z hovädzieho dobytka dáva 0,05 m3 bioplynu s 68% obsahom metánu;
4. kurací trus - 0,5 m3, obsah metánu v ňom bude 60%;
5. bravčový hnoj - 0,57 m3, podiel metánu bude 70%;
6. ovčí hnoj - 0,6 m3 s obsahom metánu 70%;
7. pšeničná slama - 0,27 m3, s 58% obsahom metánu;
8. kukuričná slama - 0,45 m3, obsah metánu 58%;
9. tráva - 0,55 m3, so 70% obsahom metánu;
10. drevná zeleň - 0,27 m3, podiel metánu je 58%;
11. tuk - 1,3 m3, obsah metánu 88%.

Zariadenia na výrobu bioplynu

Tieto zariadenia pozostávajú z nasledujúcich hlavných prvkov - reaktora, zásobníka na plnenie organických látok, výstupu bioplynu, zásobníka na vykládku fermentovaných organických látok.

Podľa typu konštrukcie sú zariadenia na výrobu bioplynu tieto typy:

• bez zahrievania a bez miešania fermentovanej organickej hmoty v reaktore;
• bez zahrievania, ale za miešania organických látok;
• zahrievaním a miešaním;
• s ohrevom, s miešaním a so zariadeniami, ktoré vám umožňujú monitorovať a riadiť proces fermentácie.

Bioplynová stanica prvého typu je vhodná pre malú farmu a je určená pre psychrofilné baktérie: vnútorný objem bioreaktora je 1 - 10 m3 (spracovanie 50 - 200 kg hnoja za deň), minimálna konfigurácia, výsledný bioplyn sa neuchováva - okamžite ide do domácich spotrebičov, ktoré ho spotrebujú. Túto jednotku je možné používať iba v južných oblastiach a je určená pre vnútornú teplotu 5 - 20 ° C.

Odstránenie fermentovaných (fermentovaných) organických látok sa vykonáva súčasne s naložením novej dávky, preprava sa uskutoční do nádoby, ktorej objem musí byť rovnaký alebo väčší ako vnútorný objem bioreaktora. Obsah nádoby sa v nej uskladňuje, kým sa nezavádza do oplodnenej pôdy. Konštrukcia druhého typu je určená aj pre malú farmu, jej produktivita je o niečo vyššia ako u bioplynových staníc prvého typu - k jej výbave patrí miešacie zariadenie s ručným alebo mechanickým pohonom.

Tretí typ bioplynových staníc je okrem zmiešavacieho zariadenia vybavený núteným ohrevom bioreaktora, pričom teplovodný kotol pracuje na alternatívne palivo vyrobené v bioplynovej stanici. Produkciu metánu v týchto zariadeniach vykonávajú mezofilné a termofilné baktérie v závislosti od intenzity ohrevu a úrovne teploty v reaktore.

Posledný typ bioplynových staníc je najkomplexnejší a je určený pre viacerých spotrebiteľov bioplynu. Do konštrukcie týchto zariadení sú zavedené elektrický kontaktný tlakomer, poistný ventil, teplovodný kotol, kompresor (pneumatické miešanie organických látok), prijímač, držiak plynu, reduktor plynu, odbočka na plnenie bioplynu do prepravy. Tieto zariadenia pracujú nepretržite, dajú sa nastaviť do niektorého z troch teplotných režimov vďaka presne nastaviteľnému ohrevu a bioplyn sa odoberá automaticky.

DIY bioplynová stanica

Výhrevnosť bioplynu vyrobeného v bioplynových staniciach je približne 5 500 kcal / m3, čo je o niečo nižšia hodnota ako výhrevnosť zemného plynu (7 000 kcal / m3). Vykurovanie 50 m2 bytového domu a použitie plynového sporáka so štyrmi horákmi bude vyžadovať v priemere 4 m3 bioplynu za hodinu.

Ponúkané na ruskom trhu priemyselné závody na výrobu bioplynu náklady z 200 000 rubľov. - s ich mimoriadne vysokými nákladmi stojí za zmienku, že tieto zariadenia sú presne vypočítané pre objem naloženého organického substrátu a sú kryté zárukami výrobcov.

Ak si radšej chcete vytvoriť bioplynovú stanicu sami, ďalšie informácie sú pre vás!

Tvar bioreaktora

Najlepšie bude mať oválny tvar (vajcovitý), ale je veľmi ťažké ho postaviť. Ľahšie sa bude vyrábať cylindrický bioreaktor, ktorého horná a dolná časť sú vyrobené vo forme kužeľa alebo polkruhu. Reaktory štvorcového alebo obdĺžnikového tvaru vyrobené z tehál alebo betónu budú neúčinné, pretože v rohoch sa v nich časom vytvoria trhliny spôsobené tlakom podkladu, v rohoch sa budú hromadiť stvrdnuté úlomky organických látok, ktoré narúšajú proces fermentácie.Ocelové nádrže bioreaktorov sú utesnené, odolné voči vysokému tlaku, nie sú také náročné na stavbu. Ich nevýhodou je, že sú slabo odolné proti hrdzi, na vnútorné steny je potrebné naniesť ochranný náter, napríklad živicu. Vonkajšie povrchy oceľového bioreaktora musia byť dôkladne očistené a natreté v dvoch vrstvách.

Nádoby bioreaktorov z betónu, tehál alebo kameňa musia byť zvnútra opatrne natreté vrstvou živice, ktorá zabezpečí ich efektívnu vodotesnosť a plynotesnosť, odolá teplotám okolo 60 ° C, agresii sírovodíka a organických kyselín. Okrem živice môžete na ochranu vnútorných povrchov reaktora použiť parafín zriedený 4% motorovým olejom (novým) alebo petrolejom a zahriaty na 120 - 150 ° C - povrchy bioreaktora sa musia pred nanesením parafínovej vrstvy zahriať pomocou horáka.

Pri vytváraní bioreaktora môžete použiť nehrdzavejúce plastové nádoby, ale vyrobené iba z tvrdého plastu s dostatočne pevnými stenami. Mäkký plast je možné použiť iba počas teplej sezóny, pretože s nástupom chladného počasia bude ťažké na ňom zafixovať izoláciu, navyše jeho steny nie sú dostatočne pevné. Plastové bioreaktory sa môžu použiť iba na psychrofilnú fermentáciu organických látok.

Umiestnenie bioreaktora

Jeho umiestnenie je plánované v závislosti od voľného priestoru na tomto mieste, dostatočnej vzdialenosti od obytných budov, odľahlosti od miesta zneškodňovania odpadu, od ubytovania pre zvieratá atď. Plánovanie povrchového bioreaktora, úplne alebo čiastočne ponoreného v zemi, závisí od hladiny podzemnej vody, od vhodnosti zavedenia a odobratia organického substrátu do nádoby reaktora. Optimálne bude umiestniť nádobu reaktora pod úroveň terénu - dosiahnu sa úspory zariadenia na zavedenie organického substrátu do nádoby reaktora, výrazne sa zvýši tepelná izolácia, na ktorú je možné použiť lacné materiály (slama, hlina).

Zariadenie bioreaktora

Je potrebné, aby bol výkon reaktora vybavený poklopom, pomocou ktorého je možné vykonávať opravy a údržbu. Medzi telesom bioreaktora a krytom šachty musí byť umiestnené gumové tesnenie alebo tmel. Je voliteľné, ale mimoriadne pohodlné vybaviť bioreaktor snímačom teploty, vnútorného tlaku a hladiny organického substrátu.

Tepelná izolácia bioreaktora

Jeho absencia neumožní prevádzku bioplynovej stanice po celý rok, iba v teplom počasí. Hlina, slama, suchý hnoj a troska sa používajú na izoláciu zakopaného alebo čiastočne zakopaného bioreaktora. Izolácia je položená vo vrstvách - pri inštalácii zakopaného reaktora je jama pokrytá vrstvou pvc fólie, ktorá znemožňuje priamy kontakt tepelnoizolačného materiálu s pôdou. Pred inštaláciou bioreaktora sa slama naleje na dno jamy položenou pvc fóliou, na ňu sa položí vrstva hliny, potom sa bioreaktor odkryje. Potom sú všetky voľné oblasti medzi nádobou reaktora a jamou položenou pvc fóliou takmer po koniec nádoby naplnené slamou, na vrstvu 300 mm sa naleje vrstva ílu zmiešaného so troskou.

Nakladanie a vykladanie organického substrátu

Priemer rúrok na plnenie a vykladanie z bioreaktora musí byť minimálne 300 mm, inak sa upchajú. Každá z týchto rúrok by mala byť kvôli zaisteniu anaeróbnych podmienok vo vnútri reaktora vybavená skrutkovými alebo polootočnými ventilmi. Objem zásobníka na dodávku organickej hmoty by sa podľa typu bioplynovej stanice mal rovnať dennému objemu vstupnej suroviny. Zásobník krmiva by mal byť umiestnený na slnečnej strane bioreaktora, pretože tým sa zvýši teplota v zavedenom organickom substráte a urýchlia sa fermentačné procesy. Ak je bioplynová stanica napojená priamo na farmu, potom by mal byť bunker umiestnený pod jej štruktúru tak, aby do nej pôsobením gravitácie vstupoval organický substrát.

Potrubia na nakladanie a vykladanie organického substrátu by mali byť umiestnené na opačných stranách bioreaktora - v takom prípade bude vstrekovaná surovina rovnomerne rozložená a fermentovaná organická hmota bude ľahko odstránená vplyvom gravitačných síl a hmotnosti čerstvého substrátu. Pred inštaláciou bioreaktora na miesto inštalácie a pred umiestnením vrstiev tepelnej izolácie by sa mali vykonať otvory a inštalácia potrubia na nakladanie a vykladanie organických látok. Tesnosť vnútorného objemu bioreaktora sa dosahuje tým, že vstupy do rúrok na plnenie a vykladanie substrátu sú umiestnené v ostrom uhle, zatiaľ čo hladina kvapaliny vo vnútri reaktora je vyššia ako body vstupu do rúrok - hydraulické tesnenie blokuje prístup vzduchu.

Zavádzanie nového a odstraňovanie fermentovaného organického materiálu je najjednoduchšie vykonať podľa princípu pretečenia, t.j. zvýšenie hladiny organickej hmoty vo vnútri reaktora, keď sa zavedie nová časť, odstráni substrát cez vypúšťaciu rúrku v objeme, ktorý sa rovná objemu zavedeného materiálu.