Генератор біогазу побутовий. Самостійне виробництво біогазу. Вихід за годину

Питаннями, як скоротити витрати на опалення житла, приготування їжі та електропостачання, стурбовані багато власників домогосподарств. Деякі вже спорудили своїми руками біогазові установки і частково чи повністю відокремилися від постачальників енергоресурсів. Виявляється, отримати майже дармове паливо в умовах приватного домогосподарства не має великої складності.

Що таке біогаз та як його можна використовувати?

Власникам присадибних господарств відомо: склавши купу будь-яку рослинну сировину, пташиний послід і гній, через час можна отримати цінне органічне добриво. Але мало хто з них знає, що біомаса розкладається не сама по собі, а під впливом різних бактерій.

Переробляючи біологічний субстрат, ці крихітні мікроорганізми виділяють продукти життєдіяльності, зокрема – газову суміш. Більшу частину її (близько 70%) становить метан – той самий газ, що горить у пальниках побутових плит та обігрівальних котлів.

Ідея використовувати таке екопаливо для різних господарських потреб не є новою. Пристрої з видобутку використовували ще древньому Китаї. Можливістю використання біогазу займалися і радянські новатори в 60-х роках минулого століття. Але справжнє відродження технологія пережила на початку 2000-х. На даний момент біогазові установки активно використовують у Європі та США для опалення будинків та інших потреб.

Як працює біогазова установка?

Принцип роботи пристрою з виробництва біогазу досить простий:

• у герметичну ємність завантажують розбавлену водою біомасу, де вона починає «бродити» та виділяти гази;
• вміст резервуару регулярно оновлюють – зливають перероблену бактеріями сировину та додають свіжу (в середньому близько 5-10% щодня);
• газ, що накопичився у верхній частині резервуару, по спеціальній трубці надходить на газозбірник, а потім - на побутові прилади.

Схема біогазової установки.

Яка сировина підходить для біореактора?

Установки для отримання біогазу рентабельні тільки там, де є щоденне поповнення свіжої органіки - гною або посліду худоби та птиці. Також у біореактор можна підмішувати подрібнену траву, бадилля, листя та побутові відходи (зокрема, очищення від овочів).

Ефективність установки багато в чому залежить від типу сировини, що завантажується. Доведено, що при однаковій масі найбільший вихід біогазу виходить зі свинячого гною та індичого посліду. У свою чергу, екскременти корів та силосні відходи дають меншу кількість газу при такому ж завантаженні.

Використання біосировини для опалення будинку.

Що не можна використовувати у біогазовій установці?

Існують фактори, які можуть істотно знизити активність анаеробних бактерій, а то й зовсім призупинити процес вироблення біогазу. Не можна допускати, щоб усередину резервуару потрапляла сировина із вмістом:

• антибіотиків;
• цвілі;
• синтетичних миючих засобів, розчинників та іншої «хімії»;
• смол (у тому числі тирса хвойних дерев).

Малоефективно використовувати гниючий гній - завантаженню підлягають тільки свіжі або попередньо просушені відходи. Також не можна допускати перезволоження сировини – показник 95% вже вважається критичним. Втім, невелика кількість чистої води в біомасу додавати все ж таки потрібно – для того, щоб полегшити її завантаження та прискорити процес бродіння. Розводять гній та відходи до консистенції негустої манної каші.

Біогазова установка для дому

Сьогодні промисловість вже випускає установки для отримання біогазу у промислових масштабах. Їхнє придбання та монтаж обходиться дорого, окупається таке обладнання у приватних домогосподарствах не раніше, ніж через 7-10 років за умови, що для переробки будуть використовуватись великі обсяги органіки. Досвід показує, що за бажання невелику біогазову установку для приватного будинку майстровитий господар може спорудити своїми руками, причому з найдоступніших матеріалів.

Готуємо переробний бункер

Насамперед знадобиться герметично закривається ємність циліндричної форми. Можна, звичайно, використовувати великі каструлі або виварювання, але їх малий обсяг не дозволити досягти достатнього вироблення газу. Тому в цих цілях використовують найчастіше пластикові бочки об'ємом від 1 м3 до 10 м3.

Виготовити таку можна самостійно. У продажу є листи з ПВХ, при достатній міцності та стійкості до агресивних середовищ вони легко зварюються у конструкції потрібної конфігурації. Як бункер можна використовувати і металеву бочку достатнього обсягу. Щоправда, доведеться провести антикорозійні заходи – покрити її зсередини та зовні стійкою до дії вологи фарбою. Якщо резервуар виготовлений з нержавіючої сталі, цього робити не потрібно.

Система відведення газу

Патрубок для відведення газу монтують у верхній частині бочки (як правило, у кришці) – саме там він накопичується згідно законів фізики. По підключеній трубі біогаз подається на гідрозатвор, далі – на накопичувач (як варіант – за допомогою компресора в балон) та до побутових приладів. Поряд із газовідведенням рекомендується також вмонтувати спусковий клапан – якщо тиск усередині резервуара стане занадто високим, він випустить зайвий газ.

Система подачі та вивантаження сировини

Щоб забезпечити безперервне виробництво газової суміші, бактерій у субстраті потрібно постійно (щодня) «підгодовувати», тобто додавати свіжий гній або іншу органіку. У свою чергу вже перероблену сировину з бункера необхідно видаляти, щоб вона не займала корисне місце в біореакторі.

Для цього в бочці проробляються два отвори - один (для вивантаження) майже біля дна, інший (для завантаження) вище. Вони вварюються (впаюються, вклеюються) труби діаметром щонайменше 300 мм. Завантажувальний трубопровід направляють вгору і обладнують вирвою, а слив облаштують так, щоб було зручно збирати перероблену жижу (її згодом можна використовувати як добрива). Місця стиків герметизують.

Система підігріву

Теплоізоляція бункера.

Якщо біореактор буде встановлений на вулиці або в неопалюваному приміщенні (що необхідно з техніки безпеки), то йому необхідно забезпечити теплоізоляцію та підігрів субстрату. Перша умова досягається шляхом «укутування» бочки будь-яким матеріалом, що утеплює, або заглибленням в землю.

Що ж до підігріву, то тут можна розглядати самі різні варіанти. Одні умільці заводять усередину труби, якими циркулює вода з опалювальної системи і монтують їх уздовж стінок бочки у вигляді змійовика. Інші поміщають реактор більший за обсягом резервуар з водою всередині, що підігрівається електротенами. Перший варіант зручніший і набагато економічніший.

Для оптимізації роботи реактора необхідно підтримувати температуру вмісту на певному рівні (не менше 38⁰C). Але якщо вона підніметься вище 55⁰C, то газоутворюючі бактерії просто «зваряться», і процес ферментації зупиниться.

Система перемішування

Як показує практика, у конструкціях ручна мішалка будь-якої конфігурації значно підвищує ефективність біореактора. Вісь, до якої приварені (прикручені) лопаті «міксера», виводиться через кришку бочки. На неї надалі надягається ручка-воріт, отвір ретельно герметизується. Втім, такими пристроями домашні майстри облаштовують ферментатори не завжди.

Отримання біогазу

Після того, як установка буде готова, до неї завантажують біомасу, розведену водою у співвідношенні приблизно 2:3. Великі відходи повинні бути подрібнені – максимальний розмір фракції не повинен перевищувати 10 мм. Далі кришка закривається - залишається чекати, коли суміш почне "бродити" і виділяти біогаз. За оптимальних умов перше надходження пального спостерігається за кілька днів після завантаження.

Про те, що газ «пішов», можна судити з характерного булькання у водяному затворі. У цей час бочку варто перевірити на герметичність. Робиться це за допомогою звичайного мильного розчину – його наносять на всі стики та спостерігають, чи не з'явилися бульбашки.

Перше оновлення біосировини потрібно провести приблизно за два тижні. Після того, як у вирву буде залита біомаса, з відвідної труби виллється такий самий обсяг відпрацьованої органіки. Далі таку процедуру виконують щодня або раз на два дні.

На скільки вистачає отриманого біогазу?

В умовах невеликого господарства біогазова установка не стане абсолютною альтернативою природному газу та іншим доступним джерелам енергії. Наприклад, за допомогою пристрою ємністю 1 м³ можна отримати палива лише на пару годин приготування їжі для невеликої родини.

А ось біореактором у 5 м3 вже можна опалити приміщення площею 50 м², але його роботу потрібно буде підтримувати щоденним завантаженням сировини масою не менше 300 кг. Для цього необхідно мати в господарстві приблизно десять свиней, п'ять корів та кілька десятків курей.

Майстри, які змогли самостійно змайструвати діючі біогазові установки, діляться відео з майстер-класами на просторах інтернету:

Питання одержання метану цікаве тим власникам приватних господарств, хто займається розведенням птиці чи свиней, а також тримає великорогату худобу. Як правило, у таких господарствах виробляється значна кількість органічних відходів життєдіяльності тварин, вони і можуть принести чималу користь, ставши джерелом дешевого палива. Мета даного матеріалу – розповісти, як видобути біогаз у домашніх умовах, використовуючи ці самі відходи.

Загальні відомості про біогаз

Одержуваний з різного гною і пташиного посліду домашній біогаз переважно складається з метану. Там його від 50 до 80%, залежно від того, чиї відходи життєдіяльності використовувалися для виробництва. Того самого метану, що горить у наших плитах та котлах, і за який ми платимо часом чималі гроші згідно з показаннями лічильника.

Щоб дати уявлення про кількість пального, що теоретично можна видобути при утриманні тварин вдома або на дачі, представимо таблицю з даними про вихід біогазу та вміст у ньому чистого метану:

Як можна зрозуміти з таблиці, для ефективного виробництва газу з коров'ячого гною та силосних відходів знадобиться досить велика кількість сировини. Вигідніше добувати пальне з гною свиней та послід індиків.

Частка речовин, що залишилася (25-45%), з яких складається домашній біогаз, припадає на вуглекислий газ(до 43%) та сірководень (1%). Також у складі пального присутні азот, аміак та кисень, але у незначних кількостях. До речі, саме завдяки виділенню сірководню та аміаку гнойова купа видає такий знайомий «приємний» запах. Щодо енергетичного вмісту, то 1 м3 метану теоретично може виділити при спалюванні до 25 МДж (6.95 кВт) теплової енергії. Питома теплота згоряння біогазу залежить від частки метану у його складі.

Для довідки.На практиці перевірено, що для обігріву утепленого будинку, що знаходиться в середній смузі, потрібно близько 45 м3 біологічного пального на 1 м2 площі за опалювальний сезон.

Природою влаштовано так, що біогаз з гною утворюється спонтанно і незалежно від того, хочемо його отримувати чи ні. Гнойова купа перегниває протягом року – півтора, просто перебуваючи на відкритому повітрі і навіть за негативної температури. Весь цей час вона виділяє біогаз, але лише у невеликих кількостях, оскільки процес розтягнутий у часі. Причиною є сотні видів мікроорганізмів, що знаходяться в екскрементах тварин. Тобто для початку газовиділення нічого не потрібно, воно відбуватиметься самостійно. А ось для оптимізації процесу та його прискорення знадобиться спеціальне обладнання, про що йтиметься далі.

Технологія отримання біогазу

Суть ефективного виробництва – прискорення природного процесу розкладання органічної сировини. Для цього бактеріям, що знаходяться в ньому, необхідно створити найкращі умови для розмноження і переробки відходів. І перша умова – помістити сировину у закриту ємність – реактор, інакше – генератор біогазу. Відходи подрібнюються та перемішуються в реакторі з розрахунковою кількістю чистої води до отримання вихідного субстрату.

Примітка.Чиста вода необхідна для того, щоб у субстрат не потрапили речовини, що згубно впливають на життєдіяльність бактерій. Як наслідок, процес бродіння може сильно сповільнитись.

Промислова установка з виробництва біогазу обладнана підігрівом субстрату, засобами перемішування та контролю за кислотністю середовища. Перемішування виконується з метою видалити з поверхні тверду кірку, що виникає під час бродіння та заважає виділенню біогазу. Тривалість технологічного процесу – щонайменше 15 днів, цей час ступінь розкладання сягає 25%. Вважається, що максимальний вихід пального відбувається до 33% розкладання біомаси.

Технологією передбачається щоденне оновлення субстрату, тому забезпечується інтенсивне отримання газу з гною, у промислових установках воно обчислюється сотнями кубічних метрів на день. Частина відпрацьованої маси у розмірі близько 5% від загального обсягу видаляється з реактора, а на її місце завантажується стільки ж свіжої біологічної сировини. Відпрацьований матеріал використовується як органічного добриваполів.

Схема біогазової установки

Отримуючи біогаз у домашніх умовах, неможливо створити такі сприятливі умови для мікроорганізмів, як у промисловому виробництві. І насамперед це твердження стосується організації підігріву генератора. Як відомо, це потребує витрат енергії, що веде до суттєвого подорожчання собівартості пального. Контролювати дотримання слаболужного середовища, властивого процесу бродіння, цілком можливо. Тільки як її коригувати у разі відхилень? Знову витрати.

Власникам приватних господарств, які бажають видобувати біогаз своїми руками, рекомендується виготовити реактор простої конструкції з доступних матеріалів, а потім його модернізувати через свої можливості. Що треба зробити:

• ємність, що герметично закривається, об'ємом не менше 1 м3. Різні баки та бочки малих розмірів теж підійдуть, але пального з них виділятиметься мало через недостатню кількість сировини. Такі обсяги виробництва вас не влаштують;
• організовуючи виробництво біогазу в домашніх умовах, ви навряд чи робитимете підігрів ємності, а ось утеплити її потрібно обов'язково. Інший варіант – заглибити реактор у землю, виконавши теплову ізоляцію верхньої частини;
• встановити в реакторі ручну мішалку будь-якої конструкції, вивівши рукоятку через верхню кришку. Вузол проходу ручки має бути герметичним;
• передбачити патрубки для подачі та вивантаження субстрату, а також для відбору біогазу.

Нижче показано схему біогазової установки, розміщеної нижче рівня землі:

1 – генератор пального (ємність із металу, пластику або бетону); 2 - бункер для заливання субстрату; 3 – технічний люк; 4 – посудина, яка грає роль водяного затвора; 5 - патрубок вивантаження відпрацьованих відходів; 6 - патрубок відбору біогазу.

Як отримати біогаз у домашніх умовах?

Операція перша - подрібнення відходів до фракції, розмір яких не більше 10 мм. Так набагато легше приготувати субстрат та й бактеріям буде простіше переробляти сировину. Маса, що вийшла, ретельно перемішується з водою, її кількість - близько 0.7 л на 1 кг органіки. Як сказано вище, воду слід використовувати лише чисту. Потім субстратом заповнюється біогазова установка, зроблена своїми руками, після чого реактор герметично закривається.

Кілька разів протягом дня треба навідуватися до ємності, щоб перемішати вміст. На 5-й день можна перевіряти наявність газу, і чи буде він з'явитися, періодично відкачувати його компресором у балон. Якщо цього вчасно не робити, то тиск усередині реактора зросте і бродіння сповільниться, а то й зовсім зупиниться. Через 15 днів треба проводити вивантаження частини субстрату та додавання такої ж кількості нового. Подробиці можна дізнатися, переглянувши відео:

Висновок

Цілком ймовірно, що найпростіша установка для отримання біогазу не забезпечить усі ваші потреби. Але, з огляду на нинішню вартість енергоресурсів, це вже буде неабиякою підмогою у домашньому господарстві, адже за вихідну сировину вам платити не доводиться. Згодом, щільно займаючись виробництвом, ви зможете вловити всі особливості та провести необхідне вдосконалення установки.

Біогазові установки для фермерських господарств, ціна залежить кількості комплектуючих, різних параметрів притаманних подібних пристроїв, варіюється не більше 170 тыс.руб.

Вони працюють для отримання в результаті переробки кінцевого продукту, екологічно чистого палива, добрив, які виробляють в агрегаті, до його складу включені технічні споруди, апарати, об'єднані в єдиному технологічному циклі.

Біогазові установки для будинку, можливо, колись повністю замінять сільському мешканцю дорогі джерела енергії. Економічні катаклізми, вимагають від розробників обладнання сільського господарства, виробляти аналоги природних ресурсів як підручного сировини зниження витрат обслуговування приватного подвір'я, фермерства.

Цілі фермерів різні – одні отримують дешеву енергію іншим, важливо за допомогою невеликої міні установки переробити відходи життєдіяльності:

• великорогатої худоби

В результаті роботи отримують біодобрива та власне енергетичне джерело. До того ж у господарствах доводиться позбавлятися різного скупчення побутового сміття в цьому їм допомагає зручна, універсальна споруда, яка віддає замість непотрібних корисних продуктів.

Хто експлуатує обладнання

Малі біогазові установки стануть у нагоді в сучасних господарствах сільського жителя. Найбільші устрою використовують серйозні скотарі, де неможливо існувати без агрегатів, які виробляють потрібні енергетичні види.

Обґрунтуванням установки на подвір'ї приватного будинку або великого господарства є скупчення органіки, тому що будь-якому обладнанню необхідне харчування для роботи.

Світ бореться за екологію довкілляНайбільш прийнятним засобом для цього є споруди біогазових споруд, вони віддають чисті речовини і споживають альтернативне паливо. На цій підставі пристрої отримали затребуваність у господарствах нашої країни та за кордоном.

Стандартна комплектація

Інженери комплектують механізми різними за розмірами. Виробництво залежить від необхідної потужності, що потрібно переробляти агрегату та видавати в обмін. Установка стандартного вигляду складається з наступних комплектуючих:

• накопичувальної ємності, до неї надходить матеріал для відпрацювання
• міксерів, млинів, що конструктивно відрізняються один від одного, вони подрібнюють великі сировинні фрагменти
• газгольдера, герметично закритого, тут накопичується газ
• реактора у вигляді резервуару, де формується біопаливо
• пристроїв, що подають сировину в ємність
• установок, що передають отримане паливо з одних точок в інші для подальшого перетворення
  автоматичних систем, що захищають, контролюють виробничий процес

Робота технологічного циклу відпрацьована до дрібних деталей, щоб полегшити людині обслуговування агрегату під час переробки.

Як це функціонує

Працездатність агрегатів заснована на принципі впливу бактеріальних утворень різної природи на органіку, що викликають бродіння. Ці процеси відбуваються усередині реактора. Від розкладання одних продуктів виходить інша речовина, до його складу входять:

• метан
• вуглекислий газ
• домішки аміаку, сірководню, азоту

Принцип роботи складається з наступних дій:

• у накопичувальну ємність подають сировину
• матеріал розбивається, насосами, транспортерами переміщається в кислототенк, у цій ємності біомаса піддається додатковому підігріву
• міцний, кислотостійкий, щільно закритий реактор виробляє прийом підготовленої сировини, щоб утворився біогаз

У реактор встановлюють пристрої для забезпечення додаткового підігріву, в межах +40 град., перемішування речовин, створюють їм відповідні умови, що прискорюють процеси розпаду та бродіння, від чого утворюється кінцевий продукт. Швидкість переробки залежить від потужності споруди та виду відходів.

В процесі:

• накопичення газу здійснюється в газгольдерах, їх монтують як окремий елемент або з'єднують разом із корпусом
• ємність реактора збирає, після закінчення процедури розкладання передає для застосування
• у резервуарі газгольдера створюється достатній тиск, щоб перемістити газ в очисну систему, у цьому виді він буде застосований споживачем у різних сферах діяльності
• використання за призначенням набувають речовини для добрив після поділу їх на складові в рідкому або твердому вигляді, та переміщення в накопичувальну частину

Прийняття рішення розпочати будівництво має супроводжуватися врахуванням умов, за яких біогазові установки працюють із необхідною ефективністю.

Основні параметри для вибору

Погана функціональність пристроїв відбувається через неправильне планування. Помилки можуть бути помічені одразу або через деякий час. Ретельним і всебічним дослідженням вимагають виключення виходу з експлуатації устаткування. Починають процедуру після визначення наявності сировинного матеріалу та скільки потрібно для нормального існування енергетичних засобів.

На реактор та його розміри впливає:

• кількість переробки
• якість матеріалу
• сировинний вигляд
• температурний режим
• період бродіння

На практиці у конкретному господарстві слід звернути увагу на такі моменти:

• добове завантаження матеріалів відповідно до реакторного розміру
• обсяг ємності, у якій відбувається переробка відходів
• розраховують вихід продукції
• можливість балансування між результатом та фактичним споживанням

Перед монтажем обладнання потрібно зробити вибір:

• найбільш оптимального місця для встановлення
• моделі, що підходить за конструктивними особливостями

Основними критеріями, на які спираються при конструктивному виборі, є місце та визначення підземної або наземної споруди. Крім цього, при влаштуванні конструкції зверху, слід вирішити, як встановити реактор у вертикальному або горизонтальному положенні.

У будівлях на ділянці зберігають біодобрива чи ямах, металевих бочках. Витрати скоротять готові частини установки, якщо вони є у господарстві. Скупченням матеріалів визначають розміри та форми резервуарів, в яких їх змішують, а також який потрібен реактор, пристрої для підігріву речовин, їх подрібнення та змішування.

Вибрана конструкція реактора має відповідати:

• практичності
• простоті в обслуговуванні
• газо- та водонепроникності, щоб виключити витоку та зберегти газ у повному обсязі

Необхідною умовою ефективної продуктивності є наявність якісної теплоізоляції. Зменшити витрати на будівництво та теплові втрати можна мінімальними поверхневими площами.

Споруда повинна відповідати стабільності, витримувати навантаження від тиску:

• сировинних матеріалів

Установки обладнують у наступних найбільш оптимальних формах:

• яйцеподібних
• циліндричних
• конічних
• напівкруглих

Не рекомендують обладнати квадратні форми бетонних або цегляних. Сировина робить тиск на кути, через що з'являються тріщини, порушують процеси, що відбуваються всередині, тверді накопичуються фрагменти. Краще тиняються матеріали, не з'являються засохлі поверхні в спорудах з внутрішніми перегородками.

Кращими матеріалами для будівництва є:

• Сталь – у цих ємностях можна досягти абсолютної герметичності, їх легко виготовити, вони витримують навантаження. Проблемою є підвищена схильність до корозії. Для запобігання іржі поверхні обробляють. Якщо у господарстві є металева цистерна, її якість слід перевірити з усіх боків. Позбутися недоліків.
• Пластик – резервуари з цього матеріалу випускають м'якими та твердими. Перший варіант менш придатний, тому що легко наносяться пошкодження, що важко утеплюються. Резервуари із твердого пластику стабільні, не іржавіють.
• Бетон застосовують деякі країни, що розвиваються. Вони не мають обмежень у термінах експлуатації, спеціальні покриття можуть позбавити появи тріщин.
• Цегла використовують Індія та Китай. Для цього застосовується лише добре обпалені вироби або кладуть стіни з бетонних блоків каменю.

Встановлюючи обладнання з бетону, цегли або каменю необхідно подбати про внутрішню вогнетривку обробку, стійку до органіки і сірководню.

До розташування конструкції слід віднестися з особливою серйозністю, передбачити фактори:

• вільні площі
• віддаленість від житла
• складування
• розташування корівників, свинарників, пташників
• грунтові води
• зручне завантаження, розвантаження матеріалів

Реактори розміщують:

• на поверхні з фундаментом
• заглиблюють у ґрунт
• встановлюють усередині ферми

Пристрої, що діють за допомогою хімічної, біологічної реакції, мають люки, через які проводять періодичні ремонтні роботи. Гумовою прокладкою забезпечують герметизацію, коли закривають кришку. Теплоізоляція потрібна, щоб роботи виконувати незалежно від сезону.
Утеплюють споруду підручними матеріалами з пошаровою обробкою внутрішніх поверхонь.

Біогазові установки. Виробництво біогазу

Комплектні установки із нержавіючої сталі для виробництва біогазу.

Біогазові установки - це комплексне рішення утилізації відходів харчової промисловості, агропромислового комплексу, виробництво теплової, електричної енергії та добрив. Виробництво метану в установці для виробництва біогазу є реалізацією біологічного процесу.

Німецька компанія розробляє та виробляє комплектні установки для виробництва біогазу та продає їх у всьому світі. Побудовані, запущені та успішно працюють понад 300 заводів з виробництва біогазу в Німеччині, Франції, Нідерландах, Греції, Великій Британії, Швеції, Іспанії, Люксембурзі, Чехії, Литві, США, Японії та на Кіпрі. Пропоновані установки – це не експериментальне, а працююче, перевірене та надійне німецьке обладнання, сертифіковане за ISO та виготовлене у комплекті на власному заводі.

Ми продемонструємо Вам, яким чином Ви зможете, осмислено та економічно використовувати біоенергію.

Біогаз - це газ, що складається приблизно з 60% метану (СН4) та 40% вуглекислого газу. Синонімами для біогазу є каналізаційний газ, шахтний газ та болотний газ, газ-метан. Якщо як приклад розглянути гній, то якщо на підприємстві утворюється 1 т такого «біовідходу» на день, то це означає, що з нього може бути отримано 50 м3 газу або 100 кВт електроенергії, або заміщено 35 л дизельного палива. Термін окупності обладнання для переробки гною знаходиться в межах 2-3 років, а для інших видів сировини ще нижче і досягає 1,5 року. Крім прямих грошових вигод, будівництво біогазової установки має непрямі вигоди. Вона, наприклад, обходиться дешевше, ніж протяжка газопроводу, лінії електропередач, резервних дизель генераторів та створення лагун. У таблиці представлений вихід газу різних видів сировини.

ДЖЕРЕЛА СИРОВИНИ

Важлива сфера застосування установок з виробництва біогазу - це великі агропромислові комплекси, ферми ВРХ, птахофабрики, рибні заводи, хлібобулочні комбінати, підприємства харчової промисловості, м'ясокомбінати, спиртові заводи, пивоварні заводи, молочні заводи, рослинницькі підприємства, цукрові заводи, крохмалопаткові заводи виробництву дріжджів, і не тільки як альтернативного джерела енергії, але і як ефективного методу утилізації гною (посліду) і виробництва дешевого добрива, як для власних потреб, так і для продажу на ринку. Біогазова установка виробляє біогаз та біодобрива з органічних відходів сільського господарства та харчової промисловості шляхом безкисневого бродіння, що забезпечує найактивнішу систему очищення. Як сировина може використовуватися гній ВРХ, гній свиней, пташиний послід, відходи бійні (кров, жир, кишки, кістки), відходи рослин, силос, зерно, що прогнило, каналізаційні стоки, жири, біосміття, відходи харчової промисловості, садові відходи, солодовий осад , вичавлення, спиртова барда, буряковий жом, технічний гліцерин (від виробництва біодизеля). Більшість видів сировини можна змішувати один з одним. Переробка відходів - це насамперед система очищення, яка сама себе окупає та приносить прибуток. На виході установки з відходів утворюється одночасно і у великих кількостях: біогаз, електрика, тепло та добрива.

Все перераховане вище проводиться у разі нульової собівартості. Адже гній безкоштовний, а сама установка на себе споживає лише 10-15% енергії. Для роботи потужної установки достатньо однієї людини дві години на день. Біогазові установки повністю автоматизовані і відповідно витрати на оплату праці мінімальні.

Технологія та принцип роботи біогазової установки

Біогазова установка виробляє біогаз та біодобрива з біологічних відходів сільського господарства та харчової промисловості шляхом безкисневого бродіння. Біогаз є продуктом життєдіяльності корисних бактерій. Мікроорганізми метаболізують вуглець з органічних субстратів у безкисневих умовах (анаеробно). Цей процес, званий гниттям або безкисневим бродінням, слідує за ланцюгом живлення.

Склад типової біогазової установки:

Біовідходи можуть доставлятися вантажівками або перекачуватися на біогазову установку насосами. Спочатку коферменти висипаються (перемелюються), гомогенізуються та перемішуються з гноєм (послідом). Гомогенізація найчастіше виконується при температурі 70 про С протягом однієї години при розмірі максимальної частки 1 см. Гомогенізація з гноєм проводиться в резервуарі, що перемішує, з потужними мішалками.

Реактор є газонепроникним, повністю герметичним резервуаром. Це конструкція теплоізолюється, тому що всередині резервуару має бути фіксована для мікроорганізмів температура. Усередині реактора знаходиться міксер, призначений для перемішування повного вмісту реактора. Створюються умови для відсутності плаваючих шарів та/або осаду.

Мікроорганізми мають бути забезпечені всіма необхідними поживними речовинами. Свіжа сировина має подаватися в реактор невеликими порціями кілька разів на день. Середній час гідравлічного відстоювання всередині реактора (залежно від субстратів) 20-40 днів. Упродовж цього часу органічні речовини всередині біомаси метаболізуються (перетворюються) мікроорганізмами. На виході установки утворюється два продукти: біогаз та субстрат (компостований та рідкий).

Біогаз зберігається в ємності для зберігання газу в газгольдері, в якому вирівнюються тиск і склад газу. З газгольдера йде безперервна подача газу газовий двигун генератор. Тут вже виробляється тепло та електрика. При необхідності біогаз дочищається до природного газу (95% метану) після такої очистки, отриманий газ - аналог природного газу (90-95% метану СН4). Відмінність лише у його походження.

Біогазові установки працюють 24 години на добу, 7 днів на тиждень, цілий рік. Такий режим роботи є ще однією їх перевагою. Усією системою управляє система автоматики. Для управління достатньо лише одна людина дві години на день.

Цей співробітник контролює за допомогою звичайного комп'ютера, а також працює на тракторі для подачі біомаси. Після 2-х тижневого навчання установці може працювати людина без особливих навичок, тобто. із середньою або середньою спеціальною освітою.

ВИГОДИ

• Біогаз.
• Власна біоенергетична станція
• Правильна утилізація органічних відходів. Відходи у доходи!
• Біодобрива. При використанні добрив, отриманих на біогазових установках, урожайність може бути підвищена на 30-50%. Звичайний гній, барду або інші відходи не можна ефективно використовувати як добрива 3-5 років. При використанні ж біогазової установки біовідходи переброджують і, переброжена маса тут же може використовуватися як високоефективне біодобрива. Перекинута маса - це готові екологічно чисті рідкі та тверді біодобрива, позбавлені нітри-тів, насіння бур'янів, патогенної мікрофлори, яєць гельмінтів, специфічних запахів. При використанні таких збалансованих біодобрив урожайність значно підвищується.
• Електроенергії. Встановивши біо-газову установку, підприємство буде мати свою, по суті, безкоштовну електроенергію, а значить, істотне зниження собівартості продукції, що в свою чергу дозволить останньому отримати додаткові конкурентні переваги.
• Тепло. Тепло від охолодження генератора або від спалювання біогазу можна використовувати для обігріву підприємства, теплиць, технологічних цілей, отримання пара, сушіння насіння, сушіння дров, отримання кип'яченої води для вмісту худоби. Підприємство отримує газ, електроенергію, тепло, добрива та забезпечує замкнутий цикл виробництва. Проект окупається за рахунок зменшення собівартості продукції, що виробляється підприємством, оскільки знижуються витрати на купівлю газу, електроенергії, гарячої води та добрив.
• Додатковий прибуток може бути спрямована на погашення кредиту та на розвиток виробництва. Зменшення енергетичної залежності, зменшення викидів парникових газів, зменшення забруднення навколишнього середовища відходами сільськогосподарського виробництва, відсутність на підприємстві неприємного запаху.

Будівництво біогазової установки актуальне не тільки для новостворюваних ферм, але і для старих. Адже часто старі лагуни переповнені, і їх ремонт потребує значних коштів. Якщо деякі відходи можна просто зберігати у відстійниках, то на утилізацію деяких (наприклад, відходи бійні) необхідно витрачати енергію та засоби. Вимоги до майданчика. Установка може бути розташована на місці відстійників, лагун або старого звалища. Середні розміри майданчика під установку 40х70м.

Ціна біогазової установки

Кожне підприємство індивідуальне, тому у кожному разі фінансові витрати розраховуватимуться фахівцями.

Приклад проекту

Ми наводимо приклад середніх витрат та доходів при встановленні біогазового обладнання.
Калькуляція витрат та доходів на прикладі біогазової установки для спиртового заводу. Вартість встановлення 1280 тис. євро. Всі послуги та роботи включені. Продуктивність зернової барди 100 т на добу.

Вологість сепарованої барди 70%. Середній термін окупності проекту 2-3 роки. А за повного використання можливостей установки окупність може бути 1,5-1,8 року. Використання можливостей - це додавання коферментів, використання тепла в теплицях, продаж повністю добрив, що виробляються.

Витрати на енергоносії - одна з основних статей витрат, яка суттєво впливає на собівартість продукції. Очисні споруди споживають близько 50% енергії, а під час будівництва біогазової установки відбувається економія цих 50%. Підприємство отримує газ, електроенергію, тепло, добрива та забезпечує замкнутий цикл виробництва.

Проект окупається за рахунок зменшення собівартості продукції, оскільки знижуються витрати на покупку газу, електроенергії, гарячої води та добрив. Додатковий прибуток може бути спрямована на погашення кредиту та на розвиток виробництва.

Витрати:					Євро.
Обслуговування реактора
Амортизаційні витрати
Обслуговування електрогенератора
Електроенергія (для випадку, якщо виробляється тільки газ)
Оплата праці (із запасом беремо 2 особи низької кваліфікації)
Усього витрат за рік
Доходи: 1. Продаж/використання газу (або електроенергії як похідної від газу) 2. Продаж/використання добрив 3. Продаж квот СО2
	Од. змін.	Вихід за годину.	Вихід протягом року.	Вартість євро.	Загальна сума євро
Рідкі біодобрива
Квоти СО2
Загальний прибуток
Чистий прибуток

Матеріал підготовлений Шилової Є.П.

Власникам приватних будинків, розташованих у регіонах з обмеженим доступом до традиційних видів палива, слід обов'язково звернути увагу на сучасні біогазові установки. Подібні агрегати дозволяють отримувати біогаз із різноманітних органічних відходів та використовувати його для особистих потреб, у тому числі й обігріву житлових приміщень.

Газ можна отримувати практично з будь-якої біомаси - відходів тваринницької промисловості, харчового виробництва, сільського господарства, листя та ін. При цьому спорудити подібну установку можна своїми руками.

Механізм дії біогазових установок

Для отримання біогазу підходить як однорідна сировина, так і суміші різноманітної біомаси. Біогазова установка – це об'ємна герметична споруда, оснащена пристосуваннями для подачі сировини, підігріву біомаси, перемішування компонентів, відведення отриманого біогазу в газовий колектор і, звичайно, захисту конструкції.

У реакторі під впливом анаеробних бактерій здійснюється швидке розкладання біомаси. У процесі бродіння органічної сировини виділяється біогаз. Приблизно 70% складу такого газу представлено метаном, частина – вуглекислим газом.

Біогаз характеризується чудовими показниками теплотворної здатності, у нього немає вираженого запаху та кольору. За своїми властивостями біогаз практично ні в чому не поступається традиційному природному газу.

У найрозвиненіших країнах використовують додаткові установки для очищення біогазу від вуглекислого газу. За бажання ви зможете купити таку саму установку та отримувати чистий біометан.

Біогазові установки на силосі. 1 Силосні ями. 2 Система завантаження біомаси. 3 Реактор. 4 Реактор дображивания. 5 Субстратер. 6 Система опалення. 7 Силова установка. 8 Система автоматики та контролю. 9 Система газопроводів

У середньому одна корова або інша тварина вагою в півтонни здатна за добу зробити кількість гною, достатню для отримання приблизно 1,5 м3 біогазу. Добовий гній однієї середньої свині можна переробити в 0,2 м3 біогазу, а кролика або курки – в 0,01-0,02 м3 палива.

Для порівняння: 1 м3 біогазу з гною дає приблизно стільки ж теплової енергії, як 3,5 кг дров, 1-2 кг вугілля, 9-10 кВт/год електрики.

Найпростіший рецептсуміші для отримання біогазу включає наступні компоненти:

• коров'ячий гній – близько 1500 кг;
• згнило листя або інші органічні відходи - 3500 кг;
• вода – 65-75% загальної маси попередніх компонентів. Попередньо воду потрібно підігріти приблизно до 35 градусів.

Такої кількості біомаси буде достатньо для отримання біогазу на півроку експлуатації з помірною витратою. У середньому біогаз починає виділятись вже через 1,5-2 тижні після завантаження суміші в установку.

Газ можна використовувати для обігріву будинку та різноманітних господарських та побутових будівель.

Конструкція типової біогазової установки

Біогазова установка

Основними компонентами повноцінної біогазової системи є:

• реактор;
• система подачі перегною;
• мішалки;
• біомаси;
• газгольдер;
• сепаратор;
• захисна частина.

Побутова установка матиме дещо спрощену конструкцію, проте для повноти сприйняття вам пропонується ознайомитися з описом усіх перерахованих елементів.

Біогазові установки

Реактор

Ця частина установки зазвичай збирається з нержавіючої сталі або бетону. Зовні реактор схожий на велику герметичну ємність, зверху якої встановлено купол, що зазвичай має кулясту форму.

Нині найбільшої популярності користуються реактори з розбірної конструкції, виконані із застосуванням інноваційних технологій. Такий реактор можна легко зібрати своїми руками з мінімальними тимчасовими витратами. У разі потреби він так само легко розбирається і перевозиться до іншого місця.

Сталь зручна тим, що можна без зайвих зусиль створювати отвори для підключення інших елементів системи. Бетон ж перевершує сталь за показниками міцності та довговічності.

Система подачі біомаси

Ця частина установки включає в свій склад бункер для прийому відходів, підвідний трубопровід для подачі води та шнековий насос, призначений для відправки перегною в реактор.

Для завантаження сухого компонента бункер використовується фронтальний навантажувач. У домашніх умовах із цим завданням можна впоратися без навантажувача, використовуючи різні підручні засоби, наприклад, лопати.

У бункері відбувається зволоження суміші до напіврідкого стану. Після досягнення потрібного рівня зволоження шнек переводить напіврідку масу нижній відсік реактора.

Мішалки

Бродіння перегною в реакторі має відбуватися рівномірно. Це одна з найголовніших умов забезпечення інтенсивного виділення біогазу із суміші. Саме для досягнення максимально рівномірного процесу бродіння суміші конструкція типової біогазової установки містить у своєму складі мішалки з електроприводами.

Існують мішалки занурювального та похилого типу. Занурювальні механізми можуть опускатися в біомасу на необхідну глибину для забезпечення інтенсивного та рівномірного перемішування субстрату. Зазвичай такі мішалки розміщуються на щоглі.

Монтаж похилих мішалок виконується на бічних поверхнях реактора. За обертання гвинта у ферментаторі відповідає електродвигун.

Автоматизована система підігріву

Для успішного отримання біогазу температура всередині системи має підтримуватися на рівні +35-40 градусів. Для цього у конструкцію включаються автоматизовані системи підігріву.

Джерелом тепла в даному випадку є водогрійний котел, в окремих ситуаціях застосовуються електричні опалювальні агрегати.

Газгольдер

Газгольдер

У цьому вся елементі конструкції збирається біогаз. Найчастіше газгольдер розміщують на даху реактора.

Виробництво сучасних газгольдерів зазвичай виконується із застосуванням полівінілхлориду – матеріалу, стійкого до сонячного світла та різноманітних несприятливих природних явищ.

Газгольдер

У деяких ситуаціях замість звичайного газгольдер застосовують спеціальні мішки. Також ці пристрої дозволяють тимчасово збільшити обсяг запасу отриманого біогазу.

Для виготовлення газгольдер-мішків застосовується спеціальний полівінілхлорид з еластичними властивостями, здатний роздмухуватися зі збільшенням обсягу біогазу.

Сепаратор

Сепаратор

Ця частина системи відповідає за сушіння відпрацьованого перегною та отримання при необхідності високоякісних добрив.

Найпростіший сепаратор складається із шнека та сепараторної камери. Камера виконана у формі сита. Це дозволяє розділяти біомасу на твердий компонент та рідку частину.

Пресо-шнековий сепаратор

Осушений перегній відправляється у відвантажувальний відсік. Рідку частину система спрямовує назад у приймальну камеру. Тут рідина застосовується для зволоження нової вихідної сировини.

Найпростіша біогазова установка своїми руками

Біогазова установка для дому

Побутова біогазова установка матиме дещо спрощену конструкцію, але її виготовлення слід підходити з максимальною відповідальністю.

Перший крок. Вирійте яму. За своєю суттю біогазова установка є великою ямою зі спеціальною обробкою. Найвідповідальнішою і водночас складною частиною виготовлення аналізованої системи є правильна підготовка стінок біореактора та його основи.

Яма має бути герметичною. Закріпіть основу і стіни за допомогою пластику або бетону. Натомість ви можете придбати готові полімерні кільця з глухим дном. Такі пристрої дозволяють забезпечити необхідну герметичність системи. Матеріал зберігатиме свої початкові характеристики протягом довгих років, а при необхідності ви зможете легко замінити старе кільце новим.

Другий крок. Устаткуйте систему газового дренажу. Це позбавить вас необхідності купівлі та установки мішалок, завдяки чому витрати часу і коштів на складання установки істотно скоротяться.

Найпростіший варіант системи газового дренажу - вертикально закріплені каналізаційні труби з полівінілхлориду з безліччю отворів по корпусу.

Труби підбирайте такої довжини, щоб їх верхні краї трохи височіли над верхнім рівнем завантаженого перегною.

Третій крок. Накрийте зовнішній шар субстрату плівковою ізоляцією. Завдяки плівці будуть створюватися умови для накопичення біогазу під куполом в умовах незначного надлишкового тиску.

Четвертий крок. Встановіть купол і змонтуйте газовідвідну трубу в найвищій точці.

Споживання газу має бути регулярним. Інакше купол над ємністю з біомасою може просто вибухнути. Влітку газ утворюється інтенсивніше, ніж у зимовий період. Для вирішення останньої проблеми купіть та встановіть відповідні обігрівачі.

Порядок та умови успішного використання біогазової установки

Середній питомий вихід біогазу

Таким чином, самостійно зібрати просту біогазову установку нескладно. Однак для її успішної експлуатації ви повинні запам'ятати та дотримуватися дещо простих правил.

Одна з найважливіших вимог – у завантажуваній органічній масі не повинно бути жодних речовин, здатних негативно вплинути на життєдіяльність анаеробних мікроорганізмів. До заборонених включень відносяться різного роду розчинники, антибактеріальні препарати та інші подібні речовини.

Ряд неорганічних речовин також може призвести до погіршення життєдіяльності бактерій. Тому забороняється, наприклад, розбавляти перегній водою, що залишилася після прання одягу або миття машини.

Пам'ятайте: біогазова установка є потенційно вибухонебезпечним агрегатом, тому дотримуйтесь всіх положень техніки безпеки, актуальної для експлуатації будь-якого газового обладнання.

Таким чином, навіть гній і в принципі практично все, чого раніше ви намагалися всіма силами позбавлятися, може стати в нагоді в господарстві. Потрібно лише правильно спорудити домашню біогазову установку, і вже дуже скоро у вашому будинку буде тепло. Виконуйте отримані рекомендації, і вам більше не доведеться витрачати колосальні суми на опалення.

Вдалої роботи!

Читайте також на нашому сайті статтю – гідропонна установка своїми руками.

Відео – Біогазова установка своїми руками

svoimi-rykami.ru

Біогазова установка власними силами

У статті про отримання біогазу наводилися теоретичні основи виробництва газу метану з біомаси за допомогою анаеробного зброджування.

Була пояснена роль бактерій у поетапному перетворенні органічних речовин з описом необхідних умовдля найбільш інтенсивного одержання біогазу. У цій статті буде наведено практичні реалізації біогазових установок, з описом деяких саморобних конструкцій.

Оскільки ціни на енергоносії зростають, і у багатьох власників тваринницьких ферм та малих господарств є проблеми з утилізацією відходів, з'явилися у продажу промислові комплекси з виробництва біогазу та невеликі біогазові установки для приватного будинку. Користуючись пошуковими системами, користувач мережі Інтернет зможе легко знайти доступне готове рішення, щоб біогазова установка та ціна на неї відповідали запитам, вийти на зв'язок з постачальниками обладнання та домовитися про будівництво біогазового генератора у себе вдома або на господарстві.

Промисловий комплекс з виробництва біогазу

Біореактор – основа біогазової установки

Місткість, в якій відбувається анаеробне розкладання біомаси, називають біореактором, ферментатором або метантанком. Біореактори бувають повністю герметичними, з фіксованим або плаваючим куполом, що мають конструкцію водолазного дзвону. Дзвонові психрофільні (не потребують підігріву) біореактори мають вигляд відкритого резервуару з рідкою біомасою, в яку занурена ємність у вигляді циліндра або дзвона, де збирається біогаз.

Біогаз, що зібрався, чинить тиск на циліндр, через що той піднімається над резервуаром. Таким чином, дзвін також виконує функцію газгольдера - тимчасового сховища газу, що утворився.

Біореактор з плаваючим куполом

Недоліком дзвонової конструкції біогазового реактора є неможливість перемішування субстрату та його підігріву в холодні періоди року. Також негативним фактором є сильний запах, і антисанітарія через відкриту поверхню частини субстрату.

До того ж, частина газу, що утворився, випарується в атмосферу, забруднюючи навколишнє середовище. Тому ці біореактори використовуються лише в кустарних біогазових установках у бідних країнах із спекотним кліматом.

Ще один приклад біореактора з плаваючим куполом

Задля запобігання забруднення навколишнього середовища та виключення неприємного запаху реактори біогазових установок для будинку та великих виробництв мають конструкцію з фіксованим куполом. Форма конструкції в процесі газоутворення великого значення не має, але при використанні циліндра з дахом як купола досягається значна економія будівельних матеріалів. Біореактори з фіксованим куполом забезпечуються патрубками для додавання нових порцій біомаси та відбору відпрацьованого субстрату.

Різновид біореактора з фіксованим куполом

Основні типи біогазових установок

Оскільки найбільш прийнятною є конструкція з фіксованим куполом, більшість готових рішень біореакторів мають даний тип. Залежно від способу завантаження біореактори мають різну конструкцію та поділяються на:

• Порційні, з разовим завантаженням всієї біомаси, і з наступним повним вивантаженням після відпрацювання сировини. Основним недоліком цього типу біореакторів є нерівномірність виділення газу протягом переробки субстрату;
• безперервним завантаженням та вивантаженням сировини, завдяки чому досягається рівномірне виділення біогазу. Завдяки конструкції біореактора під час завантаження та вивантаження не припиняється виробництво біогазу і не відбувається витоків, так як патрубки, за якими здійснюється додавання та видалення біомаси, виконані у вигляді гідрозатвора, що запобігає витіканню газу.

Приклад порційного біореактора

Порційні біогазові реактори можуть мати будь-яку конструкцію, що запобігає витоку газу. Так, наприклад, свого часу в Австралії були популярні канальні метантанки з еластичним зведенням, де невеликий надлишковий тиск всередині біореактора надувало міхур з міцного поліпропілену. При досягненні певного рівня тиску всередині біореактора включався компресор, що відкачує вироблений біогаз.

Канальні біореактори з еластичним газгольдером

Тип бродіння у цій біогазовій установці може бути мезофільним (зі слабким підігрівом). Через велику площу роздмухуваного купола, канальні біореактори можуть встановлюватися тільки в опалюваних приміщеннях, або в регіонах зі спекотним кліматом. Перевагою конструкції є відсутність необхідності у проміжному ресивері, але великим недоліком є ​​вразливість еластичного купола до механічних пошкоджень.

Великий канальний біореактор з еластичним газгольдером

Останнім часом набирають популярності порційні біореактори із сухою ферментацією гною без додавання води до субстрату. Оскільки в гною є своя вологість, її буде достатньо життєдіяльності організмів, хоча інтенсивність реакцій зменшиться.

Біореактори сухого типу мають вигляд герметичного гаража з дверима, що щільно закриваються. Біомаса завантажується в реактор за допомогою фронтального навантажувача і залишається в такому стані до завершення повного циклу газоутворення (приблизно півроку), при цьому не потрібне додавання субстрату та його перемішування.

Порційний біореактор із завантаженням через двері, що герметично закриваються.

Біогазова установка своїми руками

Слід зазначити, що більшість біореакторів, як правило, герметичною є тільки зона газоутворення, а рідка біомаса на вході і виході перебуває під атмосферним тиском. Надлишковий тиск усередині біореактора витісняє частину рідкого субстрату в патрубки, через що рівень біомаси в них дещо вищий, ніж усередині ємності.

Червоними лініями на схемі вказана різниця рівнів у біореакторі та патрубках

Дані конструкції саморобних біореакторів є популярними серед народних майстрів, які самостійно виготовляють біогазові установки своїми руками для дому, що допускають багаторазове ручне завантаження та вивантаження субстрату. При виготовленні біореакторів своїми руками багато майстрів ставлять експерименти з повністю герметичними ємностями, застосовуючи як газгольдер кілька гумових камер від шин коліс великої автотехніки.

Малюнок газгольдера з тракторних камер

На відео нижче ентузіаст саморобного виробництва біогазу на прикладі бочок, заповнених пташиним послідом, доводить можливість реального отримання пального газу в домашніх умовах, переробляючи на корисне удобрення відходи з пташника. Єдине, що можна додати до конструкції, описаної в даному відеоролику, це те, що потрібно поставити манометр і запобіжний клапан на саморобний біореактор.

Розрахунки продуктивності біореактора

Кількість біогазу визначається масою та якістю використовуваної сировини. У мережі інтернет можна знайти таблиці, де зазначено кількість відходів, що виробляються різними тваринами, але господарям, яким доводиться щодня прибирати гній, ця теорія ні до чого, тому що вони завдяки своїй практиці знають кількість і масу майбутнього субстрату. Виходячи з наявності відновлюваних щодня запасів сировини, можна розрахувати необхідний обсяг біореактора та щоденне виробництво біогазу.

Таблиця отримання кількості гною від деяких тварин з приблизним розрахунком виходу біогазу

Після проведених розрахунків та затвердженої конструкції біореактора можна приступити до його спорудження. Матеріалом може бути залізобетонна ємність, залита у землі, або цегляна кладка, герметизована спеціальним покриттям, яким обробляють басейни.

Також можливе будівництво основної ємності домашньої біогазової установки із заліза, покритого антикорозійним матеріалом. Малі промислові біореактори часто роблять із хімічно стійких пластикових резервуарів великого обсягу.

Будівництво біореактора з цегляної кладки

У промислових біогазових установках застосовуються електронні системи контролю та різні реактиви для корекції хімічного складу субстрату та його рівня кислотності, а також додаються до біомаси спеціальні речовини – ензими та вітаміни, що стимулюють розмноження та життєдіяльність мікроорганізмів усередині біореактора. У процесі розвитку мікробіології створюються дедалі стійкіші і ефективні штами бактерій метаногенів, які можна придбати в які займаються виробництвом біогазу фірм.

З графіка видно, що із застосуванням ензимів максимальний вихід біогазу настає вдвічі швидше

Необхідність у відкачуванні та очищенні біогазу

Постійне вироблення газу в біореакторі будь-якої конструкції призводить до необхідності відкачування біогазу. Деякі примітивні біогазові установки можуть спалювати отриманий газ прямо в пальнику, встановленому неподалік, але нестабільність надлишкового тиску в біореакторі може призвести до зникнення полум'я з подальшим викидом отруйного газу. Застосування такої примітивної біогазової установки, підключеної до плити, категорично неприпустимо через можливість отруєння отруйними компонентами неочищеного біогазу.

Полум'я пальника при горінні біогазу має бути чистим, рівним та стабільним.

Тому практично будь-яка схема біогазової установки включає ємності для зберігання газу і систему його очищення. Як саморобний комплекс очищення можна застосувати водяний фільтр, і саморобну ємність, наповнену металевою стружкою, або придбати професійні системи фільтрації. Місткість для тимчасового зберігання біогазу може бути виконана з камер від автошин, з яких газ іноді відкачується компресором стандартні пропанові балони для зберігання і подальшого вживання.

У деяких африканських країнах для зберігання та транспортування біогазу використовують надувні газгольдери у вигляді подушки

Як альтернативу обов'язковому застосуванню газгольдера можна сприймати вдосконалений біореактор із плаваючим куполом. Удосконалення полягає в додаванні концентричної перегородки, яка утворює водяну кишеню, що діє на зразок гідрозатвору і не допускає дотику біомаси з повітрям. Тиск усередині плаваючого купола залежатиме від його ваги. Пропускаючи газ через систему очищення та редуктор, його можна використовувати в побутовій плиті, періодично нацьковуючи з біореактора.

Біореактор з плаваючим куполом та водяною кишенею

Подрібнення та перемішування субстрату в біореакторі

Перемішування біомаси є важливою складовою процесу утворення біогазу, забезпечуючи бактеріям доступ до поживних речовин, які можуть збитися в кому на дні біореактора. Щоб частинки біомаси краще перемішувалися в біореакторі, їх потрібно подрібнити механічним або ручним способом, до завантаження в метантанк. На даний момент у промислових та саморобних біогазових установках застосовуються три способи перемішування субстрату:

1. механічні мішалки, що приводяться в дію електродвигуном або вручну;
2. циркуляційне перемішування за допомогою насоса або гребного гвинта, що перекачує субстрат усередині біореактора;
3. барботажне перемішування за допомогою продування вже наявним біогазом рідкої біомаси. Недоліком цього способу є утворення піни на поверхні субстрату.

Стрілкою вказаний циркуляційний гвинт, що перемішує, в саморобному біореакторі.

Механічне перемішування субстрату всередині біореактора може здійснюватися вручну або автоматично шляхом включення електродвигуна за допомогою електронного таймера. Водоструйне або барботажне перемішування біомаси може здійснюватись лише за допомогою електродвигунів, керованих вручну або за допомогою програмного алгоритму.

У даному біореакторі встановлено механічний перемішуючий пристрій

Підігрів субстрату в мезофільних та термофільних біогазових установках

Оптимальною для газоутворення температура субстрату в межах 35-50ºC. Для підтримки даної температури в біореакторі можуть встановлюватися різні системи обігріву - водяні, парові, електричні. Контроль температури повинен проводитися за допомогою термореле або термопар, підключених до виконавчого механізму, що регулює опалення біореактора.

Також потрібно пам'ятати, що відкрите полум'я перегріватиме стінки біореактора, і всередині його біомаса пригорятиме. Сустрат, що пригорів, знизить тепловіддачу і якість підігріву, а розжарена стінка біореактора буде швидко руйнуватися. Одним з найкращих варіантів є водяний підігрів із зворотної труби системи опалення будинку. Потрібно встановити систему електричних вентилів для можливості відключення підігріву біореактора або підключення обігріву субстрату безпосередньо від котла, якщо буде занадто холодно.

Електрична та водяна система обігріву біореактора

Підігрів субстрату в біореакторі за допомогою ТЕНів буде вигідним лише у разі наявності альтернативної електрики, що отримується від вітрогенератора або сонячних батарей. В даному випадку ТЕНи можуть бути підключені безпосередньо до генератора або батареї, що виключить дорогу перетворювачі напруги. Щоб знизити втрати тепла та зменшити витрати на підігрів субстрату в біореакторі, потрібно його максимально утеплити за допомогою різних утеплювачів.

Утеплення біореактора термоізоляційним матеріалом

Практичні досліди, неминучі під час будівництва біогазових установок своїми руками

Скільки б літератури не прочитав ентузіаст-початківець самостійного виробництва біогазу, і скільки б відеороликів не переглянув, на практиці багато доведеться пізнавати самому, і результати, як правило, будуть далекі від розрахункових.

Тому, багато майстрів-початківців йдуть шляхом самостійних експериментів з отримання біогазу, починаючи з малих ємностей, визначаючи, скільки газу з наявної сировини дає його невелика експериментальна біогазова установка. Ціни на комплектуючі, вихід метану та майбутні витрати на будівництво повноцінної робочої біогазової установки визначатимуть її рентабельність та доцільність.

У наведеному вище відеоролику майстер демонструє можливості своєї біогазової установки, засікаючи, скільки біогазу вийде за одну добу. У його випадку, при закачуванні в ресивер компресора восьми атмосфер, об'єм газу після перерахунків з урахуванням обсягу ємності 24л буде близько 0,2 м².

Даний обсяг біогазу, отриманий з двосотлітрової бочки, не є значним, але, як показано в наступному відео цього майстра, такої кількості газу вистачить на годину горіння однієї конфорки плити (15 хв помножити на чотири атмосфери балона, що вдвічі більше за ресивер).

В іншому відеоролику нижче майстер розповідає про отримання біогазу та біологічно чистих добрив шляхом переробки у біогазовій установці органічних відходів. Потрібно мати на увазі, що цінність екологічних добрив може перевищити вартість отриманого газу, і тоді біогаз стане корисним продуком процесу виготовлення якісних добрив. Ще одним корисною властивістюорганічної сировини є можливість його зберігання певний період для використання у потрібний час.

infoelectrik.ru

Біогаз своїми руками: технологія отримання альтернативного палива із біологічних відходів

Занепокоєне енергетичною кризою, що насувається, людство активно намагається освоювати відновлювані джерела енергії.

Поряд із сонячними та вітровими електростанціями з'явилися установки для отримання з органічних відходів газоподібного палива, що називається біогазом.

Чудова особливість цієї технології полягає у її простоті: реалізувати її у невеликих масштабах може будь-хто. Отже, біогаз своїми руками – ось про що йтиметься.

Якщо появою сонячних батарей та вітрогенераторів ми зобов'язані відкриттям вчених, то у випадку з біогазом винаходити їм нічого не довелося – природа все зробила сама. Даний вид палива є продуктом життєдіяльності спеціальних бактерій, які узагальнено називають гідролізними, кислотоутворюючими і метаноутворюючими.

За назвою неважко здогадатися про основну складову біогазу – це метан, який також міститься у природному газі. У біогаз на його частку припадає 60% всього обсягу. Близько третини (35%) становить вуглекислота, решта 5% - інші гази, наприклад, сірководень.

Принципова схема біогазової установки

Звідки беруться ці чудові мікроорганізми? Вони є природною мікрофлорою, що мешкає в кишечнику великої рогатої худоби і розкладає його вміст. Ці бактерії виводяться назовні разом із гною, який використовується для заправки нової газогенераторної установки.

Коли мікроби будуть заселені на місце проживання, їх «меню» можна урізноманітнити іншими відходами. Пригодиться будь-яка органіка: екскременти інших тварин та птахів, рослини та тирса, відходи харчової промисловості. Все це піддається зброджування з утворенням біогазу. При цьому сировина перетворюється на цінне удобрення.

Обов'язковою умовою життєдіяльності метаногенів та інших бактерій є відсутність доступу повітря (такі мікроорганізми називають анаеробними).

Чинники, що впливають на виробництво біогазу

Обсяг продукованого дружною командою мікробів біогазу за різних умов може змінюватись і залежить від низки факторів.

Вид сировини

Найбільше біогазу можна отримати з відходів харчової промисловості, що містять цукровий жом та велику кількість жирів. Найменш вигідним видом сировини є гній великої рогатої худоби.

Гній - сировина для біогазу

Температура

Зі зростанням температури продуктивність бактерій збільшується. За температурним режимом газогенератори поділяються на три типи.

Психофільні

Це установки без підігріву, де температура підтримується в межах від 18 до 25 градусів. На даний момент майже не застосовуються.

Мезофільні

Завдяки підігріву температурний режим витримується від 25 до 40 градусів.

Переваги:

• низькі енерговитрати;
• амінокислотний склад добрив є дуже корисним.

Недоліки:

• відносно низька продуктивність з біогазу;
• відсутність знезаражуючого ефекту (у сировині містяться хвороботворні бактерії, яких слід було б позбутися).

Термофільний

Застосовується інтенсивний підігрів, температура перевищує 40 градусів.

Переваги:

• висока продуктивність;
• гинуть хвороботворні бактерії

Недоліки:

• високі енерговитрати;
• низька якість добрив.

Термофільний біореактор на гною

Для кожного виду сировини є оптимальний температурний режим. Чому не можна просто розігріти реактор до максимально можливої ​​температури? З двох причин:

• через зростання енерговитрат знизиться рентабельність установки;
• зі зростанням температури збільшується і кількість вільного аміаку.

Остання залежність призводить до гальмування газогенерації (цей газ є токсичним для бактерій).

Обмін речовин та свобода переміщення

Сировина має бути досить розрідженою, щоб мікроби та бульбашки газу могли в ньому рухатися. Для цього в установку доливають гарячу воду, доводячи вологість завантаження до 85% взимку та до 92% улітку.

Щоб у реакторі краще відбувалися обмінні процеси, його вміст необхідно іноді (приблизно кожні 4 – 6 годин) перемішувати.

Час бродіння

Якщо сировину вивантажувати раніше за визначений термін, бактерії не встигатимуть компенсувати втрати в чисельності і продуктивність їх колоній впаде.

При надмірно тривалій витримці продуктивність також знижується через нестачу поживних речовин.

В середньому оптимальний час бродіння становить:

• для психрофільного режиму: 30 – 40 діб та більше;
• для мезофільного: 10 – 20 діб;
• для термофільного: 5 – 10 діб.

Кислотно-лужний баланс

Найбільша продуктивність спостерігається при значеннях рН від 65 до 85 (залежить від сировини).

Співвідношення вуглецю та азоту

Оптимальне значення знову ж таки залежить від сировини. Вуглецю має бути раз на 10 – 20 більше, ніж азоту.

Порівняння біогазу з традиційнішими видами палива

До сильних сторін цієї технології відносять таке:

1. Сировина, що використовується для отримання біогазу, є невичерпним ресурсом та обходиться безкоштовно.
2. Біогазова енергетика не прив'язана до певного місця – сировина для встановлення знайдеться у будь-якому регіоні.
3. Широка сфера застосування: біогаз може виступати у ролі джерела тепла, електроенергії та моторного палива.

За вартістю будівництва (3 – 4 тис. євро на кожний кВт потужності) біогазові установки знаходяться між атомними (5 тис. євро на 1 кВт) та вугільними (2 тис. євро на 1 кВт) станціями.

Установка для отримання біогазу

На практиці доведено: чим більша потужність установки, тим дешевше обходиться енергія, що виробляється з її допомогою. Також рентабельність залежить від виду використовуваної сировини.

Схема організації виробництва біогазу в домашніх умовах

При спорудженні газогенератора потужністю понад 10 МВт, що працює на харчових відходах, доведеться витратити близько 2 тис. євро на кожний кВт потужності; водночас установка з потужністю до 1 МВт, яка використовує як сировину коров'ячий гній, коштуватиме 7 тис. євро на 1 кВт.

Агрегат складається з кількох технологічних вузлів.

Реактор

Є оббитою теплоізоляцією цільною залізобетонною ємністю з декількома технологічними отворами. Реактор повинен герметично закриватися, щоб повітря не потрапляло до його внутрішнього простору.

Система подачі біомаси

Для завантаження сировини монтаж оснащується бункером. Відходи подаються сюди вручну або транспортером.

Також до реактора підводиться труба із гарячою водою.

Мішалки

Лопатки для перемішування закріплені на вертикальному валу, хвостовик якого виходить назовні через ущільнений отвір у кришці реактора.

Пристрій рухається електродвигуном за допомогою зубчастого редуктора.

Увімкнення електродвигуна може здійснюватися вручну або автоматично.

Автоматизована система підігріву

Обігрів встановлюється у нижній частині реактора. Теплоносієм можуть бути вода або електрика. Увімкнення нагрівальних елементів здійснюється термостатом, налаштованим на певну температуру.

Газгольдер

Це ємність, в яку надходить біогаз, що утворюється в реакторі.

Сепаратор

Як було сказано вище, біогаз є сумішшю різних газів. Сепаратор дозволяє відокремити метан від домішок для подальшого подання до споживача.

Найпростіша біогазова установка своїми руками для дому

Саморобний біогазогенератор, звичайно, поступається за характеристиками дорогим установкам заводського виготовлення, зате зажадає значно менших початкових витрат.

Для його спорудження знадобляться:

• залізобетонні кільця;
• сталевий бункер;
• масивна кришка зі сталі або залізобетону (відомий випадок, коли як кришка було застосовано важкий дзвін);
• трубопроводи для подачі води та відведення готового продукту.

Об'єм реактора повинен перевищувати обсяг завантаження в 1,5 рази.

Схема встановлення

У найпростішому виконанні газогенератор не оснащується підігрівом та пристроєм перемішування. Роботи з будівництва установки ведуться в наступній послідовності:

1. Викопується котлован достатніх розмірів, дно якого бетонується.
2. У котлован опускають одне за одним кілька ж/б-кілець, формуючи з них циліндричний резервуар. Усі стики слід герметизувати бітумною мастикою.
3. Бетонна ємність обклеюється теплоізоляцією та гідроізоляцією, після чого приступають до засипки котловану.
4. Зверху на реактор укладається кришка з завантажувальним люком, що щільно закривається. У ході бродіння сировини у реакторі утворюється високий тиск, тому кришку для надійності можна закріпити тросами. Не зайве встановити в ній запобіжний клапан з противагою у вигляді гирі.
5. До завантажувального люка необхідно приєднати бункер.
6. Залишається підключити до реактора трубопроводи. При цьому на лінії відведення готового продукту має бути встановлений гідрозатвор.

Біомаса готується наступним чином:

• Слід взяти 3 частини коров'ячого гною та 7 частин згнилих рослинних залишків- Бадилля овочевих культур, листя, очищення і т.д.
• Суміш, що вийшла, необхідно розбавити водою, піднявши тим самим її вологість до 60% - 70%.

З метою збільшення продуктивності можна застосувати досконалішу схему установки, що включає водяний підігрів. У ролі теплогенератора буде виступати водогрійний котел, що працює на установлюваному паливі.

Біогазова установка своїми руками - креслення

При завантаженні сировину достатньо прогріти до 35 градусів, після чого її температура в результаті бродіння підніметься до 70 градусів.

Як показала практика, 5-тонне завантаження біомаси дозволяє протягом 6-ти місяців отримувати щодня в середньому близько 40 куб. м газоподібного палива.

Відео на тему

Немає коментарів

microklimat.pro

Біогазова установка для приватного будинку своїми руками: рекомендації щодо влаштування та приклад облаштування саморобки

Дбайливий господар мріє про дешеві енергоресурси, ефективну утилізацію відходів та отримання добрив. Домашня біогазова установка своїми руками – це недорогий спосіб здійснення мрії в реальність. Самостійне складання такого обладнання обійдеться в розумні гроші, а газ, що виробляється, стане гарною підмогою в господарстві: його можна використовувати для приготування їжі, опалення будинку та інших потреб.

Що потрібно для отримання біогазу

Біогаз утворюється внаслідок бродіння біологічного субстрату. Його розкладають гідролізні, кислото- та метанотворні бактерії. Суміш вироблюваних бактеріями газів виходить паливою, т.к. містить великий відсоток метану.

За своїми властивостями вона практично не відрізняється від природного газу, що використовується для промислових та побутових потреб.

За бажанням кожен власник будинку може придбати біогазову установку промислового виготовлення, але це дорого, а окупаються вкладення протягом 7-10 років. Тому має сенс докласти зусиль і зробити біореактор своїми руками.

Біогаз – екологічно чисте паливо, а технологія його отримання не має особливого впливу на довкілля. Більше того, як сировина для біогазу використовують відходи життєдіяльності, які потребують утилізації. Їх поміщають у біореактор, де відбувається переробка:

• Протягом деякого часу біомаса піддається дії бактерій. Термін бродіння залежить від обсягу сировини.
• В результаті діяльності анаеробних бактерій виділяється горюча суміш газів, до складу якої входять метан (60%), вуглекислий газ (35%) та деякі інші гази (5%). Також при бродінні у невеликих кількостях виділяється потенційно небезпечний сірководень. Він отруйний, тому вкрай небажано, щоб люди зазнавали його впливу.
• Суміш газів з біореактора очищається і надходить у газгольдер, де зберігається до моменту використання за призначенням.
• Газ із газгольдера можна використовувати так само, як природний. Він надходить до побутових приладів – газових печей, опалювальних котлів тощо.
• Біомассу, що розклалася, необхідно регулярно видаляти з ферментатора. Це додаткові трудовитрати, але зусилля окупаються. Після бродіння сировина перетворюється на високоякісне добриво, яке використовують на полях та городах.

Біогазова установка вигідна для власника приватного будинку лише в тому випадку, якщо він має постійний доступ до відходів тваринницьких ферм. У середньому із 1 м.куб. субстрату можна отримати 70-80 м3. біогазу, але вироблення газу йде нерівномірно і від багатьох чинників, зокрема. температури біомаси. Це ускладнює розрахунки.

Біогазові установки ідеально підходять для фермерських господарств. Відходи життєдіяльності тварин здатні дати достатньо газу для повноцінного обігріву житлових приміщень та господарських будівель

Щоб процес отримання газу був стабільним і безперервним, краще будувати кілька біогазових установок, а субстрат в ферментатори закладати з різницею в часі. Такі установки працюють паралельно, а сировину в них завантажують послідовно. Це гарантує постійне вироблення газу, завдяки чому можна досягти його безперервного надходження до побутових приладів.

В ідеалі біореактор має підігріватися. Кожні 10 градусів тепла збільшують вироблення газу вдвічі. Хоча облаштування підігріву вимагає вкладень, це окупається більшою ефективністю конструкції.

Саморобне біогазове обладнання, зібране з підручних матеріалів, обходиться набагато дешевше за установки промислового виробництва. Його ефективність нижча, але цілком відповідає вкладеним засобам. Якщо є доступ до гною та бажання докласти власних зусиль для складання та обслуговування конструкції, це дуже вигідно.

Переваги та недоліки системи

Біогазові установки мають чимало переваг, але й недоліків вистачає, тому перед початком проектування та будівництва слід зважити все:

• Утилізація відходів. Завдяки біогазовій установці можна отримати максимум користі від сміття, якого все одно довелося б позбавлятися. Ця утилізація менш небезпечна для довкілля, ніж закапування відходів.
• Відновлюваність сировини. Біомаса – це вугілля і природний газ, видобуток яких виснажує запаси ресурсів. Під час ведення сільського господарства сировину утворюється постійно.
• Відносна невелика кількість СО2. При отриманні газу навколишнє середовище не забруднюється, а при його використанні в атмосферу виділяється невелика кількість двоокису вуглецю. Воно не є небезпечним і не здатним критично змінити екологію, т.к. його поглинають рослини у процесі зростання.
• Помірне виділення сірки. При згорянні біогазу в атмосферу потрапляє невелика кількість сірки. Це негативне явище, однак його масштаби пізнаються в порівнянні: при спалюванні природного газу забруднення навколишнього середовища окислами сірки значно більше.
• Стабільна робота. Виробництво біогазу стабільніше, ніж робота сонячних батарей або вітряків. Якщо енергією сонця та вітру не можна керувати, то біогазові установки залежать від діяльності людини.
• Можна використовувати кілька налаштувань. Газ – це ризики. Щоб знизити потенційні збитки у разі аварії, можна розосередити по ділянці кілька біогазових установок. Якщо правильно спроектувати та зібрати систему з кількох ферментаторів, вона працюватиме стабільніше, ніж один великий біореактор.
• Вигоди для сільського господарства. Для отримання біомаси висаджують деякі види рослин. Можна вибрати такі, які покращують стан ґрунту. Наприклад, сорго знижує ерозію ґрунту, покращує його якість.

У біогазу є недоліки. Хоча це відносно чисте паливо, воно все ж таки забруднює атмосферу. Також можуть виникати проблеми з постачанням рослинної біомаси. Безвідповідальні власники установок нерідко заготовляють її отже виснажують землю і порушують екологічний баланс.

Як розрахувати рентабельність установки

Як сировину для виробництва біогазу зазвичай використовують коров'ячий гній. Одна доросла корова може дати стільки, щоб забезпечити 1.5 м.куб. палива; свиня - 0.2 м.куб.; курка чи кроль (залежно маси тіла) – 0.01-0.02 м.куб. Щоб зрозуміти, багато це чи мало, можна порівняти з більш звичними видами ресурсів.

1 м.куб. біогазу забезпечує таку ж кількість теплової енергії, як:

• дрова – 3.5 кг;
• вугілля – 1-2 кг;
• електрика – 9-10 кВт/год.

Якщо знати приблизну вагу сільськогосподарських відходів, які будуть доступні протягом найближчих років, та кількість необхідної енергії, можна прорахувати рентабельність біогазової установки.

Один із головних недоліків видобутку біогазу – запах. Можливість використання невеликих компостних куп – це великий плюс, але доведеться терпіти незручності та ретельно контролювати процес, щоб не спровокувати поширення хвороботворних мікроорганізмів.

Для закладки в біореактор готують субстрат, куди входять кілька компонентів у таких пропорціях:

• гній (найкраще коров'ячий або свинячий) - 1.5 т;
• органічні відходи (це може бути листя, що перегнили, або інші компоненти рослинного походження) – 3.5 т;
• підігріта до 35 градусів вода (кількість теплої води розраховують так, щоб її маса становила 65-75% від загальної кількості органіки).

Розрахунок субстрату зроблено для однієї закладки на півроку, якщо виходити з помірного споживання газу. Приблизно через 10-15 днів процес ферментації дасть перші результати: газ з'явиться у невеликих кількостях та почне заповнювати сховище. Через 30 днів очікується повноцінного вироблення палива.

Обладнання для виробництва біогазу поки що не дуже поширене в нашій країні. Багато в чому це пов'язано з поганою поінформованістю людей про переваги та особливості роботи біогазових систем. У Китаї та Індії багато невеликих фермерських господарств обладнані кустарними установками для отримання додаткового чистого палива.

Якщо установка працює правильно, обсяг біогазу поступово збільшуватиметься, поки субстрат не перегниє. Продуктивність конструкції безпосередньо залежить від швидкості бродіння біомаси, яка у свою чергу пов'язана з температурою та вологістю субстрату.

Інструкція з самостійного будівництва

Якщо немає досвіду у складанні складних систем, має сенс підібрати в мережі або розробити найпростіший креслення біогазової установки для приватного будинку.

Чим простіше конструкція, тим вона надійніша і довговічніша. Пізніше, коли з'являться навички будівництва та поводження із системою, можна буде переробити обладнання або змонтувати додаткове встановлення.

У дорогих конструкціях промислового виробництва передбачені системи перемішування біомаси, автоматичного підігріву, очищення газу тощо. Побутове обладнання не таке складне. Краще зібрати просту установку, а потім додати елементи, в яких виникне потреба

Під час розрахунку обсягу ферментатора варто орієнтуватися на 5 м.куб. Така установка дозволяє отримати кількість газу, необхідну для обігріву приватного будинку площею 50 м.кв., якщо джерелом тепла використовують газовий котел або піч. Це усереднений показник, т.к. калорійність біогазу звичайно вище 6000 ккал/м.куб.

Щоб процес ферментації протікав більш-менш стабільно, потрібно досягти правильного температурного режиму. Для цього біореактор встановлюють у земляній ямі або заздалегідь продумують надійну теплоізоляцію. Постійний підігрів субстрату можна забезпечити, якщо під основу ферментатора підвести трубу водяного опалення

Будівництво біогазової установки можна поділити на кілька етапів.

Етап 1: підготовка ями під біореактор

Практично вся біогазова установка знаходиться під землею, тому багато залежить від того, як була викопана та оброблена яма. Є кілька варіантів зміцнення стін та герметизації ями – пластик, бетон, полімерні кільця.

Від підготовки стін та днища біореактора залежить інтенсивність бродіння субстрату та вихід газу, тому яму ретельно зміцнюють, утеплюють та герметизують. Це найскладніший і найважчий етап робіт

Оптимальне рішення – покупка готових полімерних кілець із глухим дном. Вони обійдуться дорожче за підручні матеріали, зате не буде потрібна додаткова герметизація. Полімери чутливі до механічних навантажень, зате не бояться вологи та хімічно агресивних речовин. Вони не підлягають ремонту, але за необхідності їх легко замінити.

Етап 2: облаштування газового дренажу

Купівля та монтаж спеціальних мішалок для біогазових установок – дороге задоволення. Систему можна здешевити, облаштувавши газовий дренаж. Він є вертикально встановлені полімерні каналізаційні труби, в яких пророблено безліч отворів.

Для газового дренажу можна вибрати металеві чи полімерні труби. Перші міцніші, а другі стійкіші до хімічних впливів. Краще віддати перевагу полімерам, т.к. метал швидко проржавіє та згниє

При розрахунку довжини труб дренажу слід орієнтуватися на заплановану глибину заповнення біореактора. Верхні частини труб повинні бути вищими за цей рівень.

Етап 3: облаштування ізоляційного шару

У готовий біореактор можна одразу завантажити субстрат. Його накривають плівкою, щоб газ, що виділяється в процесі ферментації, знаходився під невеликим тиском. Коли буде готовий купол, це забезпечить нормальну подачу біометану трубою, що відводить.

Етап 4: монтаж купола та труб

Завершальний етап збирання найпростішої біогазової установки – це монтаж купольної верхньої частини. У найвищій точці купола встановлюють газовідвідну трубу і простягають до газгольдера.

Вільний простір біореактора певною мірою виконує функції сховища газу, проте цього недостатньо для безпечної роботи установки. Газ повинен споживатись постійно, інакше можливий вибух від надлишкового тиску під куполом

Місткість біореактора закривають щільною кришкою. Щоб запобігти змішуванню біометану з повітрям, облаштують гідрозатвор. Також він слугує для очищення газу. Потрібно передбачити спусковий клапан, який спрацює, якщо тиск у ферментаторі буде надто високим.

Два способи підігріву біореактора

Мікроорганізми, що переробляють субстрат, є в біомасі постійно, проте для їх інтенсивного розмноження потрібна температура 38 градусів і вище. Для підігріву в холодний період можна використовувати змійовик, підключений до системи опалення будинку або електричні нагрівачі. Перший спосіб економічно вигідніший, тому частіше використовують саме його.

Найпростіше облаштувати підігрів знизу, проклавши трубу від системи опалення, але ефективність роботи такого теплообмінника відносно низька. Краще облаштувати зовнішнє обігрів, в ідеалі – пором, щоб біомаса не перегрівалася.

Біогазову установку необов'язково заглиблювати в землю, є інші варіанти облаштування. Приклад роботи системи, зібраної з діжок, наведено у відеоролику нижче.

Відеоматеріали зі збирання та облаштування системи

Хоча в збиранні та облаштуванні біогазового обладнання немає нічого складного, потрібно бути дуже уважним до деталей. Помилки неприпустимі, т.к. можуть призвести до вибухів та руйнувань. Пропонуємо відеоінструкції, які допоможуть розібратися у пристрої установок, правильно їх зібрати та доповнити корисними пристроями для зручнішого використання біогазу.

У відеоролику розказано, як влаштована та працює стандартна біогазова установка:

Приклад саморобної біогазової установки. Відеоурок з облаштування системи своїми руками:

Відеоінструкція зі збирання біогазової установки з бочки:

Опис процесу виготовлення мішалок для субстрату:

Детальний опис роботи саморобного газового сховища:

Якою б простою була біогазова установка, обрана для приватного будинку, не варто на ній економити. Якщо є можливість, краще придбати розбірний біореактор промислового виробництва. Якщо ні – виготовити з якісних та стійких матеріалів: полімерів, бетону чи нержавіючої сталі. Це дозволить створити по-справжньому надійну та безпечну систему газопостачання будинку.

sovet-ingenera.com

Як провести опалення в приватному будинку своїми руками