Биостанция за частна къща: препоръки за организиране на домашно приготвяне

Умен собственик мечтае за евтина енергия, ефективно управление на отпадъците и тор. Домашното инсталация за биогаз "направи си сам" е евтин начин да сбъднеш мечтите си.

Самостоятелното сглобяване на такова оборудване ще струва разумна цена, а произведеният газ ще бъде добра помощ в домакинството: може да се използва за готвене, отопление на къщата и други нужди.

Нека се опитаме да разберем спецификата на това оборудване, неговите предимства и недостатъци. И също така дали е възможно самостоятелно да се изгради инсталация за биогаз и дали тя ще бъде ефективна.

Спецификата на производството на биогаз

Биогазът се образува в резултат на ферментация на биологичен субстрат. Разлага се от хидролиза, киселини и метан образуващи бактерии. Смес от газове, произведени от бактерии, е запалима, защото съдържа голям процент метан.

По свойствата си той практически не се различава от природния газ, който се използва за промишлени и битови нужди.

По желание всеки собственик на жилище може да закупи биогаз за промишлено производство, но той е скъп и инвестицията се изплаща в рамките на 7-10 години. Затова има смисъл да полагате усилия и да направите биореактор със собствените си ръце

Биогазът е екологично чисто гориво и технологията за неговото производство не оказва особено въздействие върху околната среда. Освен това отпадъчните материали, които трябва да бъдат изхвърлени, се използват като суровина за биогаз.

Те се поставят в биореактор, където се извършва обработка:

• биомасата е изложена на бактерии от известно време. Периодът на ферментация зависи от обема на суровините;
• в резултат на активността на анаеробните бактерии се отделя горима смес от газове, която включва метан (60%), въглероден диоксид (35%) и някои други газове (5%). Също така, по време на ферментацията в малки количества се отделя потенциално опасен сероводород.Той е отровен, така че е крайно нежелателно хората да бъдат изложени на него;
• сместа от газове от биореактора се почиства и постъпва в резервоара за газ, където се съхранява до предвидената употреба;
• газ от газов резервоар може да се използва по същия начин като природния газ. Ходи на домакински уреди - газови печки, отоплителни котли и др .;
• гнилата биомаса трябва редовно да се отстранява от ферментатора. Това е допълнителна работа, но усилията се отплащат. След ферментацията суровините се превръщат в висококачествен тор, който се използва в ниви и градини.

Биогазовото съоръжение е полезно за собственика на частна къща, само ако той има постоянен достъп до отпадъци от животновъдни ферми. Средно от 1 куб.м. субстрат може да се получи 70-80 кубически метра. биогаз, но производството на газ е неравномерно и зависи от много фактори, включително температура на биомаса Това усложнява изчисленията.

Биогазовите инсталации са идеални за фермерите. Животинските отпадъци могат да осигурят достатъчно газ за правилното отопление на жилищните помещения и стопанските сгради

За да бъде процесът на производство на газ стабилен и непрекъснат, най-добре е да се изгради няколко инсталации за биогаз и да се постави субстратът във ферментаторите с разлика във времето. Такива инсталации работят паралелно и суровините се зареждат в тях последователно.

Това осигурява постоянно производство на газ, така че той да може непрекъснато да се доставя на домакински уреди.

В идеалния случай биореакторът трябва да се нагрява. На всеки 10 градуса топлина удвоява производството на газ. Въпреки че подреждането на отоплението изисква инвестиции, то се отплаща с по-голяма ефективност на дизайна

импровизиран оборудване за биогаз, сглобена от импровизирани материали, е много по-евтина от инсталациите за промишлено производство. Ефективността му е по-ниска, но е съобразена с инвестираните средства. Ако имате достъп до оборски тор и желание да положите собствени усилия за монтажа и поддържането на конструкцията, това е много полезно.

Предимства и недостатъци на системата

Биогазовите инсталации имат много предимства, но има достатъчно недостатъци, така че преди да започнете проектирането и изграждането, всичко трябва да бъде претеглено:

• Изхвърляне на отпадъци. Благодарение на инсталацията за биогаз можете да извлечете максимална полза от боклука, който все пак ще трябва да бъде изхвърлен. Това изхвърляне е по-малко опасно за околната среда от депата.
• Възобновяемост на суровините. Биомасата не е нито въглища, нито природен газ, извличането на които изчерпва запасите от ресурси. При земеделие, суровините се появяват постоянно.
• Сравнително малко количество CO2. При получаване на газ околната среда не се замърсява, но когато се използва, малко количество въглероден диоксид се отделя в атмосферата. Не е опасно и не е в състояние да промени критично околната среда, защото растенията го усвояват по време на растеж.
• Умерено отделяне на сяра. Когато биогазът се изгори, малко количество сяра навлиза в атмосферата. Това е отрицателно явление, но мащабът му е известен чрез сравнение: при изгаряне на природен газ замърсяването на околната среда със серни оксиди е много по-голямо.
• Стабилна работа. Производството на биогаз е по-стабилно от работата слънчеви панели или вятърни мелници. Ако енергията на слънцето и вятъра не може да бъде контролирана, то инсталациите за биогаз зависят от човешката дейност.
• Можете да използвате няколко настройки. Газът винаги е риск. За да се намалят потенциалните щети в случай на авария, няколко инсталации за биогаз могат да бъдат разпръснати в цялата площадка. Ако правилно проектирате и сглобите система от няколко ферментатора, тя ще работи по-стабилно от един голям биореактор.
• Ползи за селското стопанство. За получаване на биомаса се засаждат определени видове растения. Можете да изберете тези, които подобряват състоянието на почвата.Например соргото намалява ерозията на почвата, подобрява нейното качество.

Биогазът има своите недостатъци. Въпреки че е сравнително чисто гориво, все пак замърсява атмосферата. Възможно е да има проблеми и с доставката на растителна биомаса.

Безотговорните собственици на растения често го набавят по такъв начин, че те източват земята и нарушават екологичния баланс.

Изчисляване на рентабилността на инсталацията

Кравеят тор се използва обикновено като суровина за производството на биогаз. Една възрастна крава може да му даде достатъчно, за да осигури 1,5 кубически метра. гориво; прасе - 0,2 куб.м; пилешко или пълзене (в зависимост от телесното тегло) - 0,01-0,02 куб.м. За да разберете дали е много или малко, човек може да го сравни с по-познати видове ресурси.

1 куб.м. биогазът осигурява същото количество топлинна енергия като:

• дърва за огрев - 3,5 кг;
• въглища - 1-2 кг;
• електричество - 9-10 кВт / ч.

Ако знаете приблизителното тегло на селскостопанските отпадъци, които ще бъдат на разположение през следващите години, и необходимото количество енергия, можете да изчислите рентабилността на биогаз.

Един от основните недостатъци на производството на биогаз е миризмата. Възможността да използвате малки купчини компост е голям плюс, но ще трябва да търпите неудобствата и внимателно да контролирате процеса, за да не провокирате разпространението на патогени

За полагане в биореактора се подготвя субстрат, който включва няколко компонента в следните пропорции:

• тор (най-добре крава или свинско) - 1,5 т;
• органични отпадъци (могат да бъдат гниещи листа или други компоненти от растителен произход) - 3,5 т;
• загрята до 35 градуса вода (количеството топла вода се изчислява така, че нейната маса да е 65-75% от общото количество органична материя).

Изчисляването на субстрата се прави за една отметка за шест месеца въз основа на умерена консумация на газ. След около 10-15 дни процесът на ферментация ще даде първите резултати: газът ще се появи в малки количества и ще започне да пълни съхранението. След 30 дни можете да очаквате пълно производство на гориво.

Оборудването за производство на биогаз все още не е особено често срещано у нас. Това се дължи до голяма степен на лошата информираност на хората за ползите и характеристиките на системите за биогаз. В Китай и Индия много малки ферми са оборудвани с занаяти, за да осигурят допълнително чисто гориво.

Ако инсталацията работи правилно, обемът на биогаз постепенно ще се увеличава, докато субстратът се разпадне.Проектната производителност зависи пряко от скоростта на ферментация на биомаса, която от своя страна е свързана с температурата и влажността на субстрата.

Инструкция за самостоятелно изграждане

Ако няма опит в сглобяването на сложни системи, има смисъл да изберете мрежата или да разработите най-простия чертеж на инсталация за биогаз за частна къща.

Колкото по-прост е дизайнът, толкова по-надежден и издръжлив е той. По-късно, когато има умения в изграждането и работата със системата, ще бъде възможно да се преработи оборудването или да се монтира допълнителна инсталация.

В скъпите дизайни на промишленото производство са предвидени системи за смесване на биомаса, автоматично отопление, пречистване на газ и др. Домашните уреди не са толкова сложни. По-добре е да съставите обикновена инсталация и след това да добавите елементи, които са ви необходими

Когато изчислявате обема на ферментатора, струва си да се съсредоточите върху 5 кубически метра. Тази инсталация ви позволява да получите количеството газ, необходимо за отопление на частна къща с площ от 50 квадратни метра, ако като източник на топлина се използва газов котел или печка.

Това е среден показател, като калоричната стойност на биогаза обикновено не е по-висока от 6000 kcal / m3.

За да може процесът на ферментация да продължи повече или по-малко стабилно, е необходимо да се постигне правилен температурен режим. За да направите това, биореакторът е инсталиран в земна яма или предварително обмислена надеждна топлоизолация. Постоянното нагряване на субстрата може да се гарантира, ако под основата на ферментатора се постави водонагревателна тръба

Изграждането на биогаз инсталация може да бъде разделено на няколко етапа.

Етап 1 - подготовка на ямата за биореактора

Почти цялата инсталация за биогаз е под земята, толкова много зависи от това как ямата е била изкопана и довършена. Има няколко варианта за укрепване на стените и запечатване на ямата - пластмасови, бетонни, полимерни пръстени.

Най-доброто решение е да закупите готови полимерни пръстени с празно дъно. Те ще струват повече от импровизирани материали, но няма да се изисква допълнително уплътняване. Полимерите са чувствителни към механичен стрес, но не се страхуват от влага и химически агресивни вещества. Те не могат да бъдат поправени, но ако е необходимо, те ще бъдат лесно заменени.

Интензивността на ферментацията на субстрата и изпускането на газ зависи от подготовката на стените и дъното на биореактора, поради което ямата е внимателно укрепена, изолирана и запечатана. Това е най-трудният и отнемащ време етап на работа.

Етап 2 - дренаж на газ

Купуването и инсталирането на специални смесители за инсталации за биогаз е скъпо удоволствие. Системата може да се поевтинее, като се организира отводняване на газ. Това е вертикално монтиран полимер канализационни тръбив които са направени много дупки.

При изчисляване на дължината на дренажните тръби човек трябва да се ръководи от планираната дълбочина на запълване на биореактора. Горните части на тръбите трябва да са над това ниво.

За дренаж на газ можете да изберете метални или полимерни тръби. Първите са по-силни, а вторите по-устойчиви на химически влияния. По-добре е да се даде предпочитание на полимерите, като метал бързо ръждясва и гние

Можете веднага да заредите субстрата в готовия биореактор. Той е покрит с филм, така че газът, отделен по време на процеса на ферментация, е под лек натиск. Когато куполът е готов, това ще осигури нормалния поток на биометан през изпускателната тръба.

Етап 3 - монтаж на купола и тръбите

Последният етап от сглобяването на най-простата инсталация за биогаз е инсталирането на куполовиден плот. В най-високата точка на купола е монтирана и изтеглена тръба за изпускане на газ държач за газ, което е задължително.

Капацитетът на биореактора е затворен с стегнат капак. За да предотвратите смесването на биометан с въздух, оборудвайте воден капан. Той служи и за пречистване на газ. Необходимо е да се осигури освобождаващ клапан, който ще работи, ако налягането във ферментатора е твърде високо.

Прочетете повече за това как да направите биогаз от оборски тор. в този материал.

Свободното пространство на биореактора до известна степен служи за съхранение на газ, но това не е достатъчно за безопасната работа на инсталацията. Газът трябва да се консумира постоянно, в противен случай е възможна експлозия от прекомерно налягане под купола

Методи за нагряване на биореактор

Микроорганизмите, обработващи субстрата, постоянно присъстват в биомасата, но за тяхното интензивно възпроизвеждане е необходима температура от 38 градуса и по-висока.

За отопление в студения сезон можете да използвате бобина, свързана към отоплителната система у дома, или електрически нагреватели. Първият метод е икономически по-изгоден, поради което най-често се използва.

Не е необходимо да копаете инсталация за биогаз в земята, има и други възможности за подреждането. Пример за система, сглобена от варели, е показан във видеото по-долу.

Най-лесният начин е да организирате отопление отдолу, да полагате тръба от отоплителната система, но ефективността на такъв топлообменник е сравнително ниска. По-добре е да оборудвате външно отопление, в идеалния случай пара, така че биомасата да не се прегрява

Изводи и полезно видео по темата

Въпреки че няма нищо сложно в сглобяването и оборудването на оборудване за биогаз, трябва да бъдете изключително внимателни към детайлите. Грешки не са позволени, защото може да причини експлозии и разрушения. Предлагаме видео инструкции, които ще ви помогнат да разберете настройката на устройството, да ги сглобите правилно и да допълнете с полезни устройства за по-удобно използване на биогаз.

Видеото разказва как е подредена и работи стандартната инсталация за биогаз:

Пример за домашно производство на биогаз. Направи си видео урок за подреждането на системата:

Видео инструкция за сглобяване на биогазова инсталация от варел:

Описание на процеса на производство на смесители за субстрата:

Подробно описание на работата на импровизиран склад за газ:

Независимо колко проста е избраната инсталация за биогаз за частна къща, не бива да пестите от нея. Ако е възможно, по-добре е да закупите сгъваем биореактор за промишлено производство.

Ако не, направете от висококачествени и издръжливи материали: полимери, бетон или неръждаема стомана. Това ще създаде наистина надеждна и безопасна система за подаване на газ у дома.

Имате въпроси по темата на статията, намерете някакви недостатъци или има ли ценна информация, която можете да споделите с нашите читатели? Моля, оставете вашите коментари, задавайте въпроси, споделяйте опит.