Biogasinstallatie voor een privéwoning: aanbevelingen voor het regelen van zelfgemaakt

Een slimme eigenaar droomt van goedkope energie, efficiënt afvalbeheer en kunstmest. Doe-het-zelf biogasinstallatie voor thuis is een goedkope manier om uw dromen waar te maken.

Zelfmontage van dergelijke apparatuur kost een redelijke prijs en het geproduceerde gas zal een goede hulp zijn in het huishouden: het kan worden gebruikt voor koken, het verwarmen van het huis en andere behoeften.

Laten we proberen de details van deze apparatuur, de voor- en nadelen ervan te begrijpen. En ook of het mogelijk is om zelfstandig een biogasinstallatie te bouwen en of deze effectief zal zijn.

De bijzonderheden van biogasproductie

Biogas ontstaat door vergisting van een biologisch substraat. Het wordt afgebroken door hydrolyse, zuur en methaanvormende bacteriën. Een mengsel van door bacteriën geproduceerde gassen is brandbaar, omdat bevat een groot percentage methaan.

In zijn eigenschappen verschilt het praktisch niet van aardgas, dat wordt gebruikt voor industriële en huishoudelijke behoeften.

Elke huiseigenaar kan desgewenst een biogasinstallatie aanschaffen voor industriële productie, maar deze is duur en de investering loont binnen 7-10 jaar. Daarom is het logisch om inspanningen te leveren en met uw eigen handen een bioreactor te maken

Biogas is een milieuvriendelijke brandstof en de technologie voor de productie ervan heeft geen speciale impact op het milieu. Bovendien worden afvalstoffen die moeten worden verwijderd, gebruikt als grondstof voor biogas.

Ze worden in een bioreactor geplaatst, waar de verwerking plaatsvindt:

• biomassa wordt al geruime tijd blootgesteld aan bacteriën. De fermentatieperiode is afhankelijk van het volume aan grondstoffen;
• door de activiteit van anaërobe bacteriën komt er een brandbaar gasmengsel vrij, waaronder methaan (60%), kooldioxide (35%) en enkele andere gassen (5%). Ook komt tijdens fermentatie in kleine hoeveelheden potentieel gevaarlijk waterstofsulfide vrij.Het is giftig, dus het is hoogst onwenselijk dat mensen eraan worden blootgesteld;
• het mengsel van gassen uit de bioreactor wordt gereinigd en komt in de gastank, waar het wordt opgeslagen tot het beoogde gebruik;
• gas uit een gastank kan op dezelfde manier worden gebruikt als aardgas. Hij gaat naar huishoudelijke apparaten - gasfornuizen, verwarmingsketels, enz .;
• rotte biomassa moet regelmatig uit de vergister worden verwijderd. Dit is een extra werk, maar de moeite loont. Na fermentatie veranderen de grondstoffen in hoogwaardige kunstmest, die wordt gebruikt in velden en tuinen.

Een biogasinstallatie is alleen voordelig voor de eigenaar van een woonhuis als hij constant toegang heeft tot afval van veehouderijen. Gemiddeld vanaf 1 kuub. substraat kan worden verkregen 70-80 kubieke meter. biogas, maar de gasproductie is ongelijk en hangt af van vele factoren, waaronder biomassa temperatuur. Dit bemoeilijkt de berekeningen.

Biogasinstallaties zijn ideaal voor boeren. Dierlijk afval kan voldoende gas leveren voor een goede verwarming van woongebouwen en bedrijfsgebouwen

Om het gasproductieproces stabiel en continu te laten zijn, is het het beste om meerdere biogasinstallaties te bouwen en het substraat met een tijdsverschil in de vergisters te leggen. Dergelijke fabrieken werken parallel en de grondstoffen worden opeenvolgend geladen.

Dit zorgt voor een constante gasproductie, zodat deze continu kan worden geleverd aan huishoudelijke apparaten.

Idealiter wordt de bioreactor verwarmd. Elke 10 graden warmte verdubbelt de gasproductie. Hoewel de opstelling van verwarming investeringen vereist, loont het met een grotere efficiëntie van het ontwerp

Zelfgemaakt biogasapparatuur, samengesteld uit geïmproviseerde materialen, is veel goedkoper dan industriële productie-installaties. De effectiviteit is lager, maar het is consistent met de geïnvesteerde fondsen. Als u toegang heeft tot mest en de wens heeft om uw eigen inspanningen te leveren voor de montage en het onderhoud van de constructie, is dit zeer voordelig.

Voor- en nadelen van het systeem

Biogasinstallaties hebben veel voordelen, maar er zijn genoeg tekortkomingen, dus voordat met het ontwerp en de constructie wordt begonnen, moet alles worden gewogen:

• Afvalverwijdering. Dankzij de biogasinstallatie haalt u het maximale uit het afval, dat toch nog moet worden afgevoerd. Deze verwijdering is minder gevaarlijk voor het milieu dan storten.
• Duurzaamheid van grondstoffen. Biomassa is noch steenkool, noch aardgas, waarvan de winning de reserves opslaat. Bij het boeren verschijnen constant grondstoffen.
• Relatief kleine hoeveelheid CO2. Bij het ontvangen van gas is de omgeving niet vervuild, maar bij gebruik komt er een kleine hoeveelheid kooldioxide vrij in de atmosfeer. Het is niet gevaarlijk en kan de omgeving niet kritisch veranderen, omdat planten nemen het op tijdens de groei.
• Matige zwavelafgifte. Bij verbranding van biogas komt een kleine hoeveelheid zwavel in de atmosfeer. Dit is een negatief fenomeen, maar de schaal is bij vergelijking bekend: bij verbranding van aardgas is de milieuverontreiniging met zwaveloxiden veel groter.
• Stabiel werk. Biogasproductie is stabieler dan werk zonnepanelen of windmolens. Als de energie van zon en wind niet te beheersen is, zijn biogasinstallaties afhankelijk van menselijke activiteit.
• U kunt verschillende instellingen gebruiken. Gas is altijd een risico. Om mogelijke schade bij een ongeval te verminderen, kunnen verschillende biogasinstallaties over de hele site worden verspreid. Als u een systeem van meerdere fermentoren correct ontwerpt en monteert, werkt het stabieler dan één grote bioreactor.
• Voordelen voor de landbouw. Om biomassa te verkrijgen, worden bepaalde plantensoorten aangeplant. U kunt kiezen voor degenen die de toestand van de grond verbeteren.Sorghum vermindert bijvoorbeeld bodemerosie en verbetert de kwaliteit.

Biogas heeft zijn nadelen. Hoewel het een relatief schone brandstof is, vervuilt het toch de atmosfeer. Er kunnen ook problemen zijn met de aanvoer van plantaardige biomassa.

Onverantwoordelijke planteneigenaren kopen het vaak op zo'n manier dat ze het land draineren en het ecologische evenwicht verstoren.

Berekening van de winstgevendheid van de installatie

Koemest wordt meestal gebruikt als grondstof voor biogasproductie. Eén volwassen koe kan hem genoeg geven om 1,5 kuub te voorzien. brandstof; varken - 0,2 kubieke meter; kip of kruipen (afhankelijk van lichaamsgewicht) - 0,01-0,02 cbm. Om te begrijpen of het veel of weinig is, kan men het vergelijken met meer bekende soorten bronnen.

1 kubieke meter biogas levert dezelfde hoeveelheid thermische energie als:

• brandhout - 3,5 kg;
• kolen - 1-2 kg;
• elektriciteit - 9-10 kW / h.

Als u weet hoeveel landbouwafval er de komende jaren bij benadering beschikbaar zal zijn en hoeveel energie er nodig is, kunt u de winstgevendheid van een biogasinstallatie berekenen.

Een van de grootste nadelen van biogasproductie is de geur. De mogelijkheid om kleine composthopen te gebruiken is een groot pluspunt, maar u zult het ongemak moeten doorstaan ​​en het proces zorgvuldig moeten beheersen om de verspreiding van ziekteverwekkers niet uit te lokken

Voor het leggen in de bioreactor wordt een substraat voorbereid, dat verschillende componenten bevat in de volgende verhoudingen:

• mest (beste koe of varkensvlees) - 1,5 ton;
• organisch afval (het kunnen rottende bladeren of andere componenten van plantaardige oorsprong zijn) - 3,5 t;
• verwarmd tot 35 graden water (de hoeveelheid warm water wordt zo berekend dat de massa 65-75% van de totale hoeveelheid organisch materiaal is).

De berekening van het substraat is gemaakt voor één bladwijzer gedurende zes maanden, op basis van matig gasverbruik. Na ongeveer 10-15 dagen geeft het fermentatieproces de eerste resultaten: gas verschijnt in kleine hoeveelheden en begint de opslag te vullen. Na 30 dagen kunt u volledige brandstofproductie verwachten.

Apparatuur voor de productie van biogas is in ons land nog niet bijzonder gebruikelijk. Dit komt grotendeels door het slechte bewustzijn van mensen over de voordelen en kenmerken van biogassystemen. In China en India zijn veel kleine boerderijen uitgerust met handwerk om voor extra schone brandstof te zorgen.

Als de installatie correct werkt, zal het biogasvolume geleidelijk toenemen tot het substraat vergaat.De ontwerpproductiviteit hangt rechtstreeks af van de vergassingssnelheid van biomassa, die op zijn beurt gerelateerd is aan de temperatuur en vochtigheid van het substraat.

Zelfbouwinstructie

Als er geen ervaring is met het assembleren van complexe systemen, is het logisch om het netwerk te selecteren of de eenvoudigste tekening van een biogasinstallatie voor een privéwoning te ontwikkelen.

Hoe eenvoudiger het ontwerp, hoe betrouwbaarder en duurzamer het is. Later, wanneer er vaardigheden zijn in het bouwen en hanteren van het systeem, is het mogelijk om apparatuur opnieuw te maken of een extra installatie te monteren.

In dure ontwerpen van industriële productie worden biomassamengelsystemen, automatische verwarming, gaszuivering, etc. voorzien. Huishoudelijke apparaten zijn niet zo ingewikkeld. Het is beter om een ​​eenvoudige installatie samen te stellen en vervolgens elementen toe te voegen die je nodig hebt

Bij het berekenen van het volume van de vergister is het de moeite waard om te focussen op 5 kubieke meter. Met deze installatie kunt u de hoeveelheid gas krijgen die nodig is om een ​​privéwoning met een oppervlakte van 50 vierkante meter te verwarmen, als een gasketel of kachel als warmtebron wordt gebruikt.

Dit is een gemiddelde indicator, zoals de calorische waarde van biogas is doorgaans niet hoger dan 6000 kcal / m3.

Om het fermentatieproces min of meer stabiel te laten verlopen, is het noodzakelijk om het juiste temperatuurregime te bereiken. Om dit te doen, wordt de bioreactor geïnstalleerd in een aarden put of een vooraf doordachte betrouwbare thermische isolatie. Een constante verwarming van het substraat kan worden gegarandeerd als een waterverwarmingsbuis onder de basis van de vergister wordt geplaatst

De bouw van een biogasinstallatie kan worden onderverdeeld in verschillende fasen.

Fase 1 - voorbereiding van de put voor de bioreactor

Bijna de hele biogasinstallatie bevindt zich onder de grond, zoveel hangt af van hoe de put werd gegraven en afgewerkt. Er zijn verschillende opties voor het versterken van de muren en het afdichten van de put - plastic, beton, polymeerringen.

De beste oplossing is om kant-en-klare polymeerringen te kopen met een blanco bodem. Ze kosten meer dan geïmproviseerde materialen, maar extra afdichting is niet nodig. Polymeren zijn gevoelig voor mechanische belasting, maar zijn niet bang voor vocht en chemisch agressieve stoffen. Ze kunnen niet worden gerepareerd, maar indien nodig kunnen ze gemakkelijk worden vervangen.

De intensiteit van substraatfermentatie en gasafvoer zijn afhankelijk van de voorbereiding van de wanden en de bodem van de bioreactor; daarom wordt de put zorgvuldig versterkt, geïsoleerd en afgedicht. Dit is de moeilijkste en meest tijdrovende arbeidsfase.

Fase 2 - gasafvoer

Het kopen en installeren van speciale mengers voor biogasinstallaties is een kostbaar plezier. Het systeem kan worden afgeprijsd door middel van gasafvoer. Het is een verticaal gemonteerd polymeer rioolbuizenwaarin veel gaten zijn gemaakt.

Bij het berekenen van de lengte van de afvoerleidingen moet men zich laten leiden door de geplande vuldiepte van de bioreactor. De bovenste delen van de buizen moeten boven dit niveau liggen.

Voor gasafvoer kunt u kiezen voor metalen of polymeerleidingen. De eerste zijn sterker en de laatste beter bestand tegen chemische invloeden. Het is beter om de voorkeur te geven aan polymeren, zoals metaal roest snel en rot

U kunt het substraat onmiddellijk in de voltooide bioreactor laden. Het is bedekt met een film zodat het gas dat vrijkomt tijdens het fermentatieproces onder lichte druk staat. Wanneer de koepel klaar is, zorgt dit voor de normale stroom van biomethaan door de uitlaatpijp.

Fase 3 - installatie van de koepel en pijpen

De laatste montagefase van de eenvoudigste biogasinstallatie is de installatie van de koepelvormige top. Op het hoogste punt van de koepel wordt een gasuitlaatpijp geïnstalleerd en naar toe getrokken gashouder, wat onmisbaar is.

De capaciteit van de bioreactor wordt afgesloten met een strak deksel. Om een ​​vermenging van biomethaan met lucht te voorkomen, moet u een watervanger uitrusten. Het dient ook om gas te zuiveren. Het is noodzakelijk om een ​​afvoerklep te voorzien die werkt als de druk in de vergister te hoog is.

Lees meer over het maken van biogas uit mest. in dit materiaal.

De vrije ruimte van de bioreactor dient tot op zekere hoogte als gasopslag, maar dit is niet voldoende voor een veilige werking van de installatie. Gas moet constant worden verbruikt, anders is explosie door overmatige druk onder de koepel mogelijk

Methoden voor het verwarmen van een bioreactor

Micro-organismen die het substraat verwerken, zijn constant aanwezig in biomassa, maar voor hun intensieve reproductie is een temperatuur van 38 graden en hoger nodig.

Voor verwarming in het koude seizoen kunt u een spoel gebruiken die thuis op het verwarmingssysteem is aangesloten, of elektrische kachels. De eerste methode is economisch winstgevender en wordt daarom meestal gebruikt.

Het is niet nodig om een ​​biogasinstallatie in de grond te graven; er zijn andere mogelijkheden om deze in te richten. Een voorbeeld van een systeem opgebouwd uit vaten wordt getoond in de onderstaande video.

De eenvoudigste manier is om de verwarming van onderaf te regelen door een pijp uit het verwarmingssysteem te leggen, maar het rendement van een dergelijke warmtewisselaar is relatief laag. Het is beter om externe verwarming, idealiter stoom, uit te rusten, zodat de biomassa niet oververhit raakt

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Hoewel er niets ingewikkelds is aan het monteren en uitrusten van biogasapparatuur, moet u zeer op de details letten. Fouten zijn niet toegestaan, omdat kan explosies en vernietiging veroorzaken. We bieden video-instructies die u helpen de apparaatconfiguratie te begrijpen, correct te monteren en aan te vullen met handige apparaten voor een gemakkelijker gebruik van biogas.

De video vertelt hoe de standaard biogasinstallatie is ingericht en werkt:

Een voorbeeld van een zelfgemaakte biogasinstallatie. Zelfstudievideo over het ordenen van het systeem:

Video-instructie voor het monteren van een biogasinstallatie uit een vat:

Beschrijving van het productieproces van mengers voor het substraat:

Een gedetailleerde beschrijving van het werk van een geïmproviseerde gasopslag:

Het maakt niet uit hoe eenvoudig de biogasinstallatie is die voor een privéwoning is gekozen, u moet er niet op besparen. Indien mogelijk is het beter om een ​​opvouwbare bioreactor te kopen voor industriële productie.

Zo niet, maak dan van hoogwaardige en duurzame materialen: polymeren, beton of roestvrij staal. Dit zorgt voor een echt betrouwbaar en veilig gastoevoersysteem thuis.

Heeft u vragen over het onderwerp van het artikel, vindt u gebreken of is er waardevolle informatie die u met onze lezers kunt delen? Laat uw opmerkingen achter, stel vragen, deel ervaringen.