Planta de biogàs per a una casa particular: recomanacions per a l’organització casolana

Un propietari lleuger somia amb una energia barata, una gestió eficient de residus i adobs. La planta de biogàs casolà és una manera barata de fer realitat els vostres somnis.

El muntatge propi d'aquest equipament costarà un preu raonable i el gas produït serà de gran ajuda a la llar: es pot utilitzar per cuinar, escalfar la casa i altres necessitats.

Intentem comprendre les especificitats d’aquest equipament, els seus avantatges i desavantatges. I també si és possible construir de forma independent una planta de biogàs i si aquesta serà efectiva.

Les particularitats de la producció de biogàs

El biogàs es forma com a resultat de la fermentació d’un substrat biològic. Es descompon mitjançant hidròlisi, àcids i bacteris formadors de metà. Una barreja de gasos produïts pels bacteris és combustible, perquè conté un gran percentatge de metà.

En les seves propietats, pràcticament no difereix del gas natural, que s’utilitza per a necessitats industrials i domèstiques.

Si es vol, cada propietari de la llar pot adquirir una planta de biogàs per a la producció industrial, però és costosa i la inversió paga entre 7 i 10 anys. Per tant, té sentit fer esforços i fer un bioreactor amb les teves pròpies mans

El biogàs és un combustible ecològic i la tecnologia per a la seva producció no té un impacte especial sobre el medi ambient. A més, s'utilitzen els residus que han de ser eliminats com a matèries primeres per al biogàs.

Es col·loquen en un bioreactor, on té lloc el processament:

• la biomassa ha estat exposada als bacteris des de fa temps. El període de fermentació depèn del volum de matèries primeres;
• Com a resultat de l’activitat dels bacteris anaerobis, s’allibera una barreja combustible de gasos que inclou metà (60%), diòxid de carboni (35%) i alguns altres gasos (5%). També, durant la fermentació en petites quantitats, s’allibera sulfur d’hidrogen potencialment perillós.És verinós, per la qual cosa és altament indesitjable que la gent s’hi exposi;
• la barreja de gasos del bioreactor es neteja i entra al dipòsit de gas, on es guarda fins a l’ús previst;
• gas d’un dipòsit de gas es pot utilitzar de la mateixa manera que el gas natural. Va a electrodomèstics - estufes de gas, calderes de calefacció, etc .;
• la biomassa en descomposició s’ha d’eliminar regularment del fermentador. Es tracta d’un treball addicional, però l’esforç paga els seus fruits. Després de la fermentació, les matèries primeres es converteixen en fertilitzants de gran qualitat, que s’utilitza en camps i jardins.

Una planta de biogàs és beneficiosa pel propietari d'una casa privada només si té un accés constant als residus de les explotacions ramaderes. De mitjana des d’un metre cúbic. es pot obtenir un substrat de 70 a 80 metres cúbics. biogàs, però la producció de gas és desigual i depèn de molts factors, entre ells temperatura de biomassa Això complica els càlculs.

Les plantes de biogàs són ideals per als agricultors. Els residus animals poden proporcionar gas suficient per escalfar adequadament els locals residencials i els edificis de granja

Perquè el procés de producció de gas sigui estable i continu, és millor construir diverses plantes de biogàs i posar el substrat als fermentadors amb una diferència horària. Aquestes plantes funcionen paral·lelament, i les matèries primeres es carreguen en elles de forma seqüencial.

Això garanteix una producció constant de gas, de manera que es pot subministrar contínuament als electrodomèstics.

L’ideal seria que s’hagi d’escalfar el bioreactor. Cada 10 graus de calor duplica la producció de gas. Tot i que la disposició de la calefacció requereix inversió, es paga amb una major eficàcia del disseny

Casolans equips de biogàs, assemblats a partir de materials improvisats, és molt més barat que les plantes de producció industrials. La seva efectivitat és menor, però és coherent amb els fons invertits. Si teniu accés a fems i voleu fer els vostres propis esforços per al muntatge i el manteniment de l’estructura, això és molt beneficiós.

Avantatges i desavantatges del sistema

Les plantes de biogàs tenen molts avantatges, però hi ha suficients mancances, per la qual cosa, abans de començar el disseny i la construcció, s’hauria de pesar tot:

• Eliminació de residus. Gràcies a la planta de biogàs, podeu obtenir el màxim benefici de les escombraries, que encara caldria eliminar. Aquesta eliminació és menys perillosa per al medi ambient que l'abocador.
• Renovabilitat de les matèries primeres. La biomassa no és carbó ni gas natural, l'extracció de la qual esgoten les reserves de recursos. Quan es cultiva, les matèries primeres apareixen constantment.
• Quantitat relativament petita de CO2. Quan es rep gas, l’ambient no es contamina, però quan s’utilitza s’allibera una petita quantitat de diòxid de carboni a l’atmosfera. No és perillós i no és capaç de canviar críticament l’entorn, perquè les plantes l’absorbeixen durant el creixement.
• Alliberació moderada de sofre. Quan es crema el biogàs, una petita quantitat de sofre entra a l’atmosfera. Es tracta d’un fenomen negatiu, però la seva escala és coneguda per comparació: quan es crema gas natural, la contaminació ambiental amb òxids de sofre és molt més gran.
• Treball estable. La producció de biogàs és més estable que el treball plaques solars o molins de vent. Si l’energia del sol i del vent no es pot controlar, les plantes de biogàs depenen de l’activitat humana.
• Podeu utilitzar diversos paràmetres. El gas sempre és un risc. Per reduir danys potencials en cas d’accident, es poden dispersar diverses plantes de biogàs per tot el lloc. Si dissenyeu i munteu correctament un sistema de diversos fermentadors, funcionarà més estable que un bioreactor gran.
• Beneficis per a l’agricultura. Per obtenir biomassa, es planten certs tipus de plantes. Podeu triar les que milloren la condició del sòl.Per exemple, el sorgo redueix l’erosió del sòl i millora la seva qualitat.

El Biogàs té els seus inconvenients. Tot i ser un combustible relativament net, encara contamina l’atmosfera. També pot haver-hi problemes amb el subministrament de biomassa vegetal.

Els propietaris de plantes irresponsables solen aconseguir-ho de manera que drenen la terra i molesten l’equilibri ecològic.

Càlcul de la rendibilitat de la instal·lació

El fong de vaca s’utilitza normalment com a matèria primera per a la producció de biogàs. Una vaca adulta pot donar-li prou per proporcionar 1,5 metres cúbics. combustible; porc: 0,2 metres cúbics; pollastre o rastreig (segons el pes corporal) - 0,01-0,02 cbm. Per entendre si és molt o poc, es pot comparar amb tipus de recursos més familiars.

1 cbm el biogàs proporciona la mateixa quantitat d’energia tèrmica que:

• llenya - 3,5 kg;
• carbó - 1-2 kg;
• electricitat - 9-10 kW / h.

Si coneixeu el pes aproximat dels residus agrícoles que estaran disponibles en els propers anys i la quantitat d’energia necessària, podeu calcular la rendibilitat d’una central de biogàs.

Un dels principals desavantatges de la producció de biogàs és l’olor. La possibilitat d'utilitzar petits munts de compost és un avantatge important, però hauràs de suportar les molèsties i controlar detingudament el procés per no provocar la propagació de patògens.

Per a la col·locació del bioreactor, es prepara un substrat, que inclou diversos components en les proporcions següents:

• fems (millor vaca o porc) - 1,5 t;
• residus orgànics (pot ser de fulles en descomposició o d’altres components d’origen vegetal) - 3,5 t;
• escalfat a 35 graus d’aigua (la quantitat d’aigua tèbia es calcula de manera que la seva massa sigui del 65-75% de la quantitat total de matèria orgànica).

El càlcul del substrat es realitza per a un marcador durant sis mesos, basat en un consum moderat de gas. Al cap d’uns 10-15 dies, el procés de fermentació donarà els primers resultats: el gas apareixerà en petites quantitats i començarà a omplir l’emmagatzematge. Després de 30 dies, podeu esperar una producció completa de combustible.

L'equip per a la producció de biogàs encara no és especialment comú al nostre país. Això es deu principalment a la mala consciència de la gent sobre els avantatges i les característiques dels sistemes de biogàs. A la Xina i l’Índia, moltes explotacions petites disposen d’artesania per proporcionar combustible net addicional.

Si la instal·lació funciona correctament, el volum de biogàs augmentarà gradualment fins que el substrat decaigui.La productivitat del disseny depèn directament de la velocitat de fermentació de la biomassa, que al seu torn està relacionada amb la temperatura i la humitat del substrat.

Instrucció de construcció pròpia

Si no hi ha experiència en el muntatge de sistemes complexos, té sentit seleccionar la xarxa o desenvolupar el dibuix més senzill d’una planta de biogàs per a una casa privada.

Com més simple sigui el disseny, més fiable i durador és. Més endavant, quan hi hagi habilitats per construir i manejar el sistema, serà possible tornar a instal·lar equips o muntar una instal·lació addicional.

En els dissenys costosos de producció industrial, es proporcionen sistemes de mescla de biomassa, calefacció automàtica, depuració de gasos, etc. Els electrodomèstics no són tan complicats. És millor combinar una instal·lació senzilla i, a continuació, afegir els elements que necessiteu

Quan es calcula el volum del fermentador, val la pena centrar-se en 5 metres cúbics. Aquesta instal·lació permet obtenir la quantitat de gas necessària per escalfar una casa privada amb una superfície de 50 metres quadrats, si s’utilitza una caldera de gas o una estufa com a font de calor.

Aquest és un indicador mitjà el valor calorífic del biogàs no sol ser superior a 6.000 kcal / m3.

Per tal que el procés de fermentació continuï de manera més o menys estable, és necessari assolir el règim de temperatura correcte. Per fer-ho, el bioreactor s’instal·la en un fossat de terra o un aïllament tèrmic pre-pensat. Es pot assegurar un escalfament constant del substrat si es posa un tub de calefacció per aigua sota la base del fermentador

La construcció d'una planta de biogàs es pot dividir en diverses etapes.

Etapa 1: preparació de la fossa per al bioreactor

Gairebé tota la planta de biogàs està sota terra, depenent molt de com es va excavar i acabar la fossa. Hi ha diverses opcions per reforçar les parets i segellar la fossa: anells de plàstic, formigó i polímers.

La millor solució és comprar anells de polímer preparats amb un fons blanc. Costaran més que materials improvisats, però no caldrà segellar addicionalment. Els polímers són sensibles a l'estrès mecànic, però no tenen por de la humitat i de les substàncies químiquement agressives. No es poden reparar, però si és necessari es substituiran fàcilment.

La intensitat de la fermentació del substrat i la sortida de gas depèn de la preparació de les parets i del fons del bioreactor, per tant, la fossa és reforçada, aïllada i segellada amb cura. Aquesta és l’etapa de treball més difícil i que requereix temps.

Etapa 2: drenatge de gasos

Comprar i instal·lar batedores especials per a plantes de biogàs és un plaer car. El sistema es pot abaratir mitjançant la realització de drenatges de gas. És un polímer de planta vertical canonades de clavegueramen què s’han fet molts forats.

Quan es calcula la longitud de les canonades de drenatge, s’ha de guiar per la profunditat prevista d’ompliment del bioreactor. Les parts superiors de les canonades han d’estar per sobre d’aquest nivell.

Per al drenatge de gas, podeu triar canonades de metall o polímer. Els primers són més forts i els segons més resistents a les influències químiques. És millor donar preferència als polímers, com el metall ràpidament es molesta i es podridura

Podeu carregar immediatament el substrat al bioreactor acabat. Es cobreix amb una pel·lícula de manera que el gas alliberat durant el procés de fermentació està sota una lleugera pressió. Quan la cúpula estigui a punt, això garantirà el flux normal de biometà a través del tub de sortida.

Etapa 3: instal·lació de la cúpula i canonades

L’última etapa de muntatge de la planta de biogàs més senzilla és la instal·lació de la part superior cúpula. Al punt més alt de la cúpula, s’instal·la un tub d’escapament de gas i s’hi tira porta gas, que és indispensable.

La capacitat del bioreactor es tanca amb una tapa estreta. Per evitar la barreja del biometà amb l’aire, equipeu una trampa d’aigua. També serveix per purificar el gas. Cal proporcionar una vàlvula d’alliberament que funcioni si la pressió al fermentador és massa alta.

Més informació sobre com es fa biogàs a partir de fems. en aquest material.

L’espai lliure del bioreactor serveix fins a cert punt com a emmagatzematge de gas, però això no és suficient per al funcionament segur de la instal·lació. S'ha de consumir gas constantment, en cas contrari, és possible una explosió per una pressió excessiva a la cúpula

Mètodes per escalfar un bioreactor

Els microorganismes que processen el substrat es troben constantment a la biomassa, però, per a la seva reproducció intensiva, cal una temperatura de 38 graus i superior.

Per escalfar la temporada de fred, podeu utilitzar una bobina connectada al sistema de calefacció a casa, o escalfadors elèctrics. El primer mètode és econòmicament més rendible, per tant, s’utilitza més sovint.

No és necessari cavar una planta de biogàs a terra, sinó que hi ha altres opcions per organitzar-la. Al vídeo següent es mostra un exemple de sistema muntat a partir de barrils.

La manera més fàcil és organitzar la calefacció des de baix, col·locant un tub del sistema de calefacció, però l'eficiència d'un intercanviador de calor és relativament baixa. És millor equipar calefacció externa, idealment de vapor, de manera que la biomassa no es sobreescalfi

Conclusions i vídeo útil sobre el tema

Tot i que no hi ha res complicat per muntar i equipar equips de biogàs, heu d’estar molt atent als detalls. Els errors no estan permesos, perquè pot provocar explosions i destruccions. Oferim instruccions de vídeo que us ajudaran a comprendre la configuració del dispositiu, a muntar-les correctament i a completar-los amb dispositius útils per a un ús més còmode del biogàs.

El vídeo explica com està organitzada i funciona la planta estàndard de biogàs:

Un exemple de planta de biogàs casolà. Video tutorial de bricolatge sobre l’organització del sistema:

Video instrucció per muntar una planta de biogàs des d'un barril:

Descripció del procés de fabricació de mescles per al substrat:

Una descripció detallada del treball d'un emmagatzematge de gas improvisat:

Per molt senzilla que sigui la planta de biogàs escollida per a una casa privada, no us heu d’estalviar. Si és possible, és millor comprar un bioreactor plegable per a la producció industrial.

Si no, feu-ho a partir de materials d'alta qualitat i duradors: polímers, formigó o acer inoxidable. Això crearà un sistema de subministrament de gas realment fiable i segur a casa.

Tens alguna pregunta sobre el tema de l’article, es troben algun defecte o hi ha informació valuosa que puguis compartir amb els nostres lectors? Deixeu els vostres comentaris, feu preguntes, compartiu experiències.