Biogazownia dla prywatnego domu: zalecenia dotyczące aranżacji domowej roboty

Inteligentny właściciel marzy o taniej energii, wydajnym gospodarowaniu odpadami i nawozie. Domowa biogazownia „zrób to sam” to niedrogi sposób na spełnienie marzeń.

Samodzielny montaż takiego sprzętu będzie kosztował rozsądną cenę, a wytwarzany gaz będzie dobrą pomocą w gospodarstwie domowym: może być używany do gotowania, ogrzewania domu i innych potrzeb.

Spróbujmy zrozumieć specyfikę tego sprzętu, jego zalety i wady. A także, czy można samodzielnie zbudować biogazownię i czy będzie ona skuteczna.

Specyfika produkcji biogazu

Biogaz powstaje w wyniku fermentacji substratu biologicznego. Rozkłada się na drodze hydrolizy, bakterii kwasowych i metanotwórczych. Mieszanina gazów wytwarzanych przez bakterie jest palna, ponieważ zawiera duży procent metanu.

W swoich właściwościach praktycznie nie różni się od gazu ziemnego, który jest wykorzystywany do potrzeb przemysłowych i domowych.

W razie potrzeby każdy właściciel domu może kupić biogazownię do produkcji przemysłowej, ale jest ona droga, a inwestycja zwraca się w ciągu 7-10 lat. Dlatego sensowne jest podejmowanie wysiłków i wykonanie bioreaktora własnymi rękami

Biogaz jest paliwem przyjaznym dla środowiska, a technologia jego produkcji nie ma szczególnego wpływu na środowisko. Ponadto odpady, które należy usunąć, są wykorzystywane jako surowce do produkcji biogazu.

Są one umieszczane w bioreaktorze, w którym odbywa się przetwarzanie:

• biomasa była przez jakiś czas narażona na bakterie. Okres fermentacji zależy od ilości surowców;
• w wyniku działania bakterii beztlenowych uwalnia się palna mieszanina gazów, która zawiera metan (60%), dwutlenek węgla (35%) i niektóre inne gazy (5%). Również podczas fermentacji w małych ilościach uwalnia się potencjalnie niebezpieczny siarkowodór.Jest trujący, więc jest wysoce niepożądane, aby ludzie byli na niego narażeni;
• mieszanina gazów z bioreaktora jest czyszczona i wchodzi do zbiornika gazu, gdzie jest przechowywana do zamierzonego użycia;
• gaz ze zbiornika gazu można wykorzystać w taki sam sposób jak gaz ziemny. Chodzi do urządzeń gospodarstwa domowego - kuchenek gazowych, kotłów grzewczych itp .;
• zepsuta biomasa musi być regularnie usuwana z fermentora. To dodatkowa praca, ale wysiłek się opłaca. Po fermentacji surowce przekształcają się w wysokiej jakości nawóz, który jest stosowany na polach i ogrodach.

Biogazownia jest korzystna dla właściciela prywatnego domu tylko wtedy, gdy ma on stały dostęp do odpadów z gospodarstw hodowlanych. Średnio od 1 metra sześciennego. podłoże można uzyskać 70-80 metrów sześciennych. biogaz, ale produkcja gazu jest nierównomierna i zależy od wielu czynników, w tym temperatura biomasy. To komplikuje obliczenia.

Biogazownie są idealne dla rolników. Odpady zwierzęce mogą zapewnić wystarczającą ilość gazu do właściwego ogrzewania pomieszczeń mieszkalnych i budynków gospodarczych

Aby proces produkcji gazu był stabilny i ciągły, najlepiej jest zbudować kilka biogazowni i ułożyć substrat w fermentorach z różnicą czasową. Takie rośliny działają równolegle, a surowce są w nich ładowane sekwencyjnie.

Zapewnia to stałą produkcję gazu, dzięki czemu można go stale dostarczać do urządzeń gospodarstwa domowego.

Idealnie bioreaktor powinien być ogrzewany. Co 10 stopni ciepła podwaja produkcję gazu. Chociaż ustawienie ogrzewania wymaga inwestycji, opłaca się ono z większą wydajnością projektową

Domowe sprzęt biogazowy, złożony z improwizowanych materiałów, jest znacznie tańszy niż zakłady produkcji przemysłowej. Jego skuteczność jest niższa, ale spójna z zainwestowanymi środkami. Jeśli masz dostęp do obornika i chcesz podjąć własne wysiłki w celu montażu i konserwacji konstrukcji, jest to bardzo korzystne.

Zalety i wady systemu

Biogazownie mają wiele zalet, ale ma wystarczająco dużo wad, więc przed rozpoczęciem projektowania i budowy wszystko należy zważyć:

• Utylizacja odpadów Dzięki biogazowni możesz czerpać maksymalne korzyści ze śmieci, które nadal będą musiały zostać usunięte. Takie usuwanie jest mniej niebezpieczne dla środowiska niż składowanie.
• Odnawialność surowców. Biomasa nie jest ani węglem, ani gazem ziemnym, którego wydobycie wyczerpuje zasoby zasobów. W rolnictwie stale pojawiają się surowce.
• Stosunkowo mała ilość CO2. Podczas odbierania gazu środowisko nie jest zanieczyszczone, ale gdy jest używane, niewielka ilość dwutlenku węgla jest uwalniana do atmosfery. To nie jest niebezpieczne i nie jest w stanie krytycznie zmienić środowiska, ponieważ rośliny wchłaniają go podczas wzrostu.
• Umiarkowane uwalnianie siarki. Podczas spalania biogazu niewielka ilość siarki dostaje się do atmosfery. Jest to zjawisko negatywne, ale jego skala jest znana w porównaniu: podczas spalania gazu ziemnego zanieczyszczenie środowiska tlenkami siarki jest znacznie większe.
• Stabilna praca. Produkcja biogazu jest bardziej stabilna niż praca panele słoneczne lub wiatraki. Jeśli energii słońca i wiatru nie można kontrolować, wówczas biogazownie zależą od działalności człowieka.
• Możesz użyć kilku ustawień. Gaz zawsze stanowi ryzyko. Aby zmniejszyć potencjalne szkody w razie wypadku, kilka biogazowni można rozproszyć po całym terenie. Jeśli poprawnie zaprojektujesz i zmontujesz system kilku fermentorów, będzie on działał stabilniej niż jeden duży bioreaktor.
• Korzyści dla rolnictwa. Aby uzyskać biomasę, sadzi się niektóre rodzaje roślin. Możesz wybrać te, które poprawią stan gleby.Na przykład sorgo zmniejsza erozję gleby, poprawia jej jakość.

Biogaz ma swoje wady. Chociaż jest to stosunkowo czyste paliwo, nadal zanieczyszcza atmosferę. Mogą również występować problemy z dostawą biomasy roślinnej.

Nieodpowiedzialni właściciele roślin często pozyskują go w taki sposób, że osuszają ziemię i zaburzają równowagę ekologiczną.

Obliczanie opłacalności instalacji

Łajno krowie jest zwykle wykorzystywane jako surowiec do produkcji biogazu. Jedna dorosła krowa może dać mu wystarczająco dużo, aby zapewnić 1,5 metra sześciennego. paliwo; świnia - 0,2 metra sześciennego; kurczak lub czołgać się (w zależności od masy ciała) - 0,01-0,02 m3. Aby zrozumieć, czy jest to dużo, czy trochę, można porównać z bardziej znanymi rodzajami zasobów.

1 m3 biogaz zapewnia taką samą ilość energii cieplnej jak:

• drewno opałowe - 3,5 kg;
• węgiel - 1-2 kg;
• prąd - 9-10 kW / h.

Jeśli znasz przybliżoną wagę odpadów rolniczych, które będą dostępne w nadchodzących latach, oraz ilość potrzebnej energii, możesz obliczyć opłacalność biogazowni.

Jedną z głównych wad produkcji biogazu jest zapach. Możliwość stosowania małych hałd kompostowych jest dużym plusem, ale będziesz musiał znieść niedogodności i dokładnie kontrolować proces, aby nie wywołać rozprzestrzeniania się patogenów

Do układania w bioreaktorze przygotowuje się podłoże, które zawiera kilka składników w następujących proporcjach:

• obornik (najlepsza krowa lub wieprzowina) - 1,5 t;
• odpady organiczne (mogą to być zepsute liście lub inne składniki pochodzenia roślinnego) - 3,5 t;
• podgrzany do 35 stopni wody (ilość ciepłej wody oblicza się tak, aby jej masa wynosiła 65–75% całkowitej ilości materii organicznej).

Obliczenia podłoża dokonuje się dla jednej zakładki na sześć miesięcy, w oparciu o umiarkowane zużycie gazu. Po około 10-15 dniach proces fermentacji da pierwsze wyniki: gaz pojawi się w małych ilościach i zacznie wypełniać magazyn. Po 30 dniach możesz spodziewać się pełnej produkcji paliwa.

Sprzęt do produkcji biogazu nie jest jeszcze szczególnie popularny w naszym kraju. Wynika to głównie z niskiej świadomości ludzi na temat korzyści i cech systemów biogazowych. W Chinach i Indiach wiele małych gospodarstw jest wyposażonych w wyroby rękodzielnicze, aby zapewnić dodatkowe czyste paliwo.

Jeśli instalacja działa poprawnie, objętość biogazu będzie stopniowo rosła, aż substrat się rozpadnie.Wydajność projektowa zależy bezpośrednio od szybkości fermentacji biomasy, która z kolei jest związana z temperaturą i wilgotnością podłoża.

Instrukcja samodzielnego budowania

Jeśli nie ma doświadczenia w montażu złożonych systemów, warto wybrać sieć lub opracować najprostszy rysunek biogazowni dla prywatnego domu.

Im prostsza konstrukcja, tym bardziej niezawodna i trwała. Później, gdy pojawią się umiejętności w zakresie budowy i obsługi systemu, będzie można przerobić sprzęt lub zamontować dodatkową instalację.

W kosztownych projektach produkcji przemysłowej zapewnione są systemy mieszania biomasy, automatyczne ogrzewanie, oczyszczanie gazu itp. Sprzęt gospodarstwa domowego nie jest tak skomplikowany. Lepiej jest złożyć prostą instalację, a następnie dodać potrzebne elementy

Obliczając objętość fermentora, warto skupić się na 5 metrach sześciennych. Ta instalacja pozwala uzyskać ilość gazu potrzebną do ogrzania prywatnego domu o powierzchni 50 metrów kwadratowych, jeśli źródłem ciepła jest kocioł gazowy lub kuchenka.

Jest to średni wskaźnik, jak wartość opałowa biogazu zwykle nie jest wyższa niż 6000 kcal / m3.

Aby proces fermentacji przebiegał mniej więcej stabilnie, konieczne jest osiągnięcie prawidłowego reżimu temperaturowego. Aby to zrobić, bioreaktor jest instalowany w glinianym wykopie lub wstępnie przemyślana niezawodna izolacja termiczna. Stałe podgrzewanie podłoża można zapewnić, jeśli rurę podgrzewającą wodę umieszcza się pod podstawą fermentora

Budowę biogazowni można podzielić na kilka etapów.

Etap 1 - przygotowanie wykopu pod bioreaktor

Prawie cała biogazownia znajduje się pod ziemią, tak wiele zależy od wykopania i wykończenia wykopu. Istnieje kilka opcji wzmocnienia ścian i uszczelnienia dołu - plastikowe, betonowe, polimerowe pierścienie.

Najlepszym rozwiązaniem jest zakup gotowych pierścieni polimerowych z pustym dnem. Będą kosztować więcej niż improwizowane materiały, ale dodatkowe uszczelnienie nie będzie wymagane. Polimery są wrażliwe na obciążenia mechaniczne, ale nie boją się wilgoci i substancji agresywnych chemicznie. Nie można ich naprawić, ale w razie potrzeby można je łatwo wymienić.

Intensywność fermentacji substratu i wylotu gazu zależy od przygotowania ścian i dna bioreaktora, dlatego dół jest starannie wzmacniany, izolowany i uszczelniany. To najtrudniejszy i najbardziej czasochłonny etap pracy.

Etap 2 - drenaż gazu

Kupowanie i instalowanie specjalnych mieszalników do biogazowni to kosztowna przyjemność. System można taniej, organizując odpływ gazu. Jest to pionowo zamontowany polimer rury kanalizacyjnew których wykonano wiele otworów.

Przy obliczaniu długości rur drenażowych należy kierować się planowaną głębokością napełnienia bioreaktora. Górne części rur muszą znajdować się powyżej tego poziomu.

Do odprowadzania gazu możesz wybrać rury metalowe lub polimerowe. Te pierwsze są silniejsze, a drugie bardziej odporne na wpływy chemiczne. Lepiej jest preferować polimery, jak metal szybko rdzewieje i gnije

Możesz natychmiast załadować substrat do gotowego bioreaktora. Jest on pokryty folią, dzięki czemu gaz uwalniany podczas procesu fermentacji jest pod niewielkim ciśnieniem. Gdy kopuła będzie gotowa, zapewni to normalny przepływ biometanu przez rurę wylotową.

Etap 3 - instalacja kopuły i rur

Ostatnim etapem montażu najprostszej biogazowni jest montaż kopuły. W najwyższym punkcie kopuły zainstalowana jest rura wydechowa do gazu uchwyt na gaz, co jest niezbędne.

Pojemność bioreaktora jest zamknięta szczelną pokrywą. Aby zapobiec mieszaniu się biometanu z powietrzem, należy zainstalować syfon. Służy również do oczyszczania gazu. Konieczne jest zapewnienie zaworu spustowego, który będzie działał, jeśli ciśnienie w fermentorze będzie zbyt wysokie.

Przeczytaj więcej na temat wytwarzania biogazu z obornika. w tym materiale.

Wolna przestrzeń bioreaktora do pewnego stopnia służy jako magazyn gazu, ale to nie wystarcza do bezpiecznego działania instalacji. Gaz musi być stale zużywany, w przeciwnym razie możliwy jest wybuch pod nadmiernym ciśnieniem pod kopułą

Metody ogrzewania bioreaktora

Mikroorganizmy przetwarzające substrat są stale obecne w biomasie, jednak do ich intensywnego rozmnażania potrzebna jest temperatura 38 stopni i więcej.

Do ogrzewania w zimnych porach roku można użyć cewki podłączonej do systemu grzewczego w domu lub grzejników elektrycznych. Pierwsza metoda jest ekonomicznie bardziej opłacalna, dlatego jest najczęściej stosowana.

Kopanie biogazowni w ziemi nie jest konieczne; istnieją inne opcje jej ustawienia. Przykład układu złożonego z beczek pokazano na poniższym filmie.

Najłatwiej jest ustawić ogrzewanie od dołu, układając rurę z systemu grzewczego, ale wydajność takiego wymiennika ciepła jest stosunkowo niska. Lepiej jest wyposażyć zewnętrzne ogrzewanie, najlepiej parę, aby biomasa się nie przegrzała

Wnioski i przydatne wideo na ten temat

Chociaż w montażu i wyposażeniu biogazu nie ma nic skomplikowanego, musisz być bardzo uważny na szczegóły. Błędy nie są dozwolone, ponieważ może powodować wybuchy i zniszczenia. Oferujemy instrukcje wideo, które pomogą Ci zrozumieć konfigurację urządzenia, poprawnie je zmontować i uzupełnić przydatnymi urządzeniami w celu wygodniejszego wykorzystania biogazu.

Film wideo pokazuje, w jaki sposób rozmieszczona jest standardowa biogazownia i jak działa:

Przykład domowej wytwórni biogazu. Samouczek wideo na temat układania systemu:

Instrukcja wideo do montażu biogazowni z beczki:

Opis procesu produkcji mikserów do podłoża:

Szczegółowy opis pracy prowizorycznego magazynu gazu:

Bez względu na to, jak prosta jest biogazownia wybrana do prywatnego domu, nie powinieneś na tym oszczędzać. Jeśli to możliwe, lepiej kupić składany bioreaktor do produkcji przemysłowej.

Jeśli nie, wykonaj z trwałych materiałów wysokiej jakości: polimerów, betonu lub stali nierdzewnej. Stworzy to naprawdę niezawodny i bezpieczny system zasilania gazem w domu.

Masz pytania dotyczące tematu tego artykułu, znajdź jakieś wady lub czy masz jakieś cenne informacje, którymi możesz podzielić się z naszymi czytelnikami? Zostaw swoje komentarze, zadawaj pytania, dziel się doświadczeniami.