Proprietarul prudent visează la o energie ieftină, la eliminarea eficientă a deșeurilor și la producția de îngrășăminte. Făcând propria dvs. fabrică de biogaz acasă este o modalitate ieftină de a vă face visele să devină realitate.
Auto-asamblarea unui astfel de echipament vă va costa bani rezonabili, iar gazul generat va fi un ajutor bun în fermă: îl puteți folosi pentru gătit, încălzirea locuinței și alte nevoi.
Să încercăm să înțelegem specificul acestui echipament, avantajele și dezavantajele acestuia. Și, de asemenea, dacă este posibilă construirea unei instalații de biogaz pe cont propriu și dacă aceasta va fi eficientă.
Specificitatea producției de biogaz
Biogazul se formează ca rezultat al fermentării unui substrat biologic. Se descompune prin hidroliza, acidul și bacteriile care formează metan. Amestecul de gaze produse de bacterii este combustibil; conține un procent mare de metan.
Prin proprietățile sale, practic nu diferă de gazul natural, care este utilizat pentru nevoile industriale și interne.
Dacă se dorește, fiecare proprietar poate achiziționa o fabrică de biogaz pentru producția industrială, dar este scump, iar investițiile se plătesc în decurs de 7-10 ani. Prin urmare, este logic să faci un efort și să faci un bioreactor cu mâinile tale.
Biogazul este un combustibil ecologic, iar tehnologia producției sale nu are un impact special asupra mediului. În plus, ca materie primă pentru biogaz, se utilizează deșeurile care trebuie eliminate.
Ele sunt plasate într-un bioreactor, unde are loc procesarea:
- pentru o anumită perioadă de timp, biomasa este expusă la bacterii. Timpul de fermentare depinde de volumul materiei prime;
- Ca urmare a activității bacteriilor anaerobe, se eliberează un amestec de gaze combustibile, care conține metan (60%), dioxid de carbon (35%) și alte câteva gaze (5%). De asemenea, în timpul fermentației în cantități mici, se poate degaja hidrogen sulfurat potențial periculos. Este otrăvitoare, prin urmare este extrem de nedorită ca oamenii să fie expuși la aceasta;
- amestecul de gaze din bioreactor este curățat și alimentat în rezervorul de gaz, unde este depozitat până când este utilizat în scopul propus;
- gazul din rezervorul de gaz poate fi utilizat în același mod ca și gazul natural. Se referă la aparatele de uz casnic - sobe de gaz, cazane de încălzire etc.
- biomasa descompusă trebuie să fie scoasă în mod regulat din fermentator. Acestea sunt costuri suplimentare ale forței de muncă, dar efortul se plătește. După fermentație, materia primă este transformată în îngrășământ de înaltă calitate, utilizat în câmpuri și grădini.
O instalație de biogaz este benefică pentru proprietarul unei case private numai dacă are acces permanent la deșeurile de ferme de animale. În medie, de la 1 metru cub. substrat pot fi obținute 70-80 de metri cubi. biogazul, dar producția de gaze este inegală și depinde de mulți factori, inclusiv temperaturile biomasei. Acest lucru complică calculele.
Centrele de biogaz sunt ideale pentru ferme. Deșeurile animale sunt capabile să producă gaze suficiente pentru a încălzi complet spațiile rezidențiale și clădirile agricole.
Pentru a asigura că producția de gaze este stabilă și continuă, este mai bine să se construiască mai multe instalații de biogaz și să se pună substratul în fermentatoare cu o diferență de timp. Astfel de instalații funcționează în paralel, iar materiile prime sunt încărcate în mod succesiv.
Aceasta asigură o producție constantă de gaze, datorită căruia este posibilă realizarea unei alimentări continue a aparatelor de uz casnic.
În mod ideal, bioreactorul ar trebui încălzit. La fiecare 10 grade de căldură se dublează producția de gaze. În timp ce aranjamentele de încălzire necesită investiții, acestea se plătesc cu o eficiență mai mare a construcției.
Echipamentele de biogaz de uz casnic, asamblate din materiale uzate, sunt mult mai ieftine decât plantele industriale. Eficacitatea sa este mai mică, dar este în concordanță cu investiția. Dacă există acces la îngrășăminte și dorința de a-și face propriile eforturi de a aduna și de a menține structura, este foarte profitabilă.
Avantajele și dezavantajele sistemului
Instalațiile de biogaz au multe avantaje, dar există suficiente deficiențe, deci înainte de a începe proiectarea și construcția totul trebuie cântărit:
- Eliminarea. Datorită instalației de biogaz, puteți obține beneficii maxime din gunoi, pe care totuși trebuie să-l eliminați. Această eliminare este mai puțin periculoasă pentru mediu decât depozitul de deșeuri.
- Renegabilitatea materiilor prime. Biomasa nu este cărbune sau gaze naturale, a căror extracție scade resursele. La agricultură, materiile prime apar constant.
- Cantitate relativ mică de CO2. Când se primește gaz, mediul nu este poluat, dar când este folosit, o cantitate mică de dioxid de carbon este eliberată în atmosferă. Nu este periculos și nu este capabil să schimbe în mod critic mediul, pentru că este absorbit de plante în timpul creșterii.
- Eliberarea moderată de sulf. Când ard biogazul, o mică cantitate de sulf intră în atmosferă. Acesta este un fenomen negativ, însă scara sa este cunoscută în comparație: atunci când ard gazul natural, poluarea mediului cu oxizi de sulf este mult mai mare.
- Muncă stabilă. Producția de biogaz este mai stabilă decât funcționarea panourilor solare sau a turbinelor eoliene. Dacă energia soarelui și a vântului nu poate fi controlată, atunci instalațiile de biogaz depind de activitatea umană.
- Puteți utiliza mai multe instalații. Gazul este întotdeauna un risc. Pentru a reduce daunele potențiale în caz de accident, mai multe instalații de biogaz pot fi dispersate pe întregul amplasament. Dacă este proiectat și asamblat în mod corespunzător un sistem de mai mulți fermentatori, acesta va funcționa mai stabil decât un singur bioreactor mare.
- Beneficii pentru agricultură. Pentru a obține biomasă plantată unele specii de plante. Puteți alege cele care îmbunătățesc starea solului. De exemplu, sorgul reduce eroziunea solului, îmbunătățește calitatea acestuia.
Biogazul are, de asemenea, dezavantaje. Deși este un combustibil relativ curat, încă poluează atmosfera. Ar putea exista, de asemenea, probleme cu furnizarea de biomasă vegetală.
Proprietarii iresponsabili de instalații adesea o depozitează în așa fel încât să diminueze terenul și să perturbe echilibrul ecologic.
Calculul rentabilității instalației
Gunoiul de grajd este utilizat în mod obișnuit ca materie primă pentru producerea biogazului. O vaca adulta poate da suficient pentru a oferi 1, 5 metri cubi. combustibil; porc - 0, 2 metri cubi; pui sau crawl (in functie de greutatea corporala) - 0, 01-0, 02 metri cubi. Pentru a înțelege, este foarte mult sau puțin, poate fi comparat cu tipuri de resurse mai familiare.
Uneori sistemele sunt instalate în sălile utilitare. Acest lucru este convenabil din punct de vedere al inspecțiilor și întreținerii, dar nesigur, deoarece Biometanul poate exploda. Prin urmare, ar trebui acordată o atenție deosebită problemelor de siguranță. 
Transportul materiilor prime este o problemă separată care ar trebui luată în considerare în procesul de proiectare a unei instalații de biogaz. Pentru transportul pe site este mai bine să folosiți echipament special sau remorci. Dacă aveți nevoie de livrare pe distanțe lungi, ar trebui să calculați costul combustibilului și să determinați dacă vor plăti 
Atunci când cumpărăți containere pentru o instalație de biogaz și cu atât mai mult când o faceți singur, va trebui să acordați atenție calității acestora. De asemenea, în timpul funcționării sistemului, sunt necesare controale regulate ale condiției și reparații. 
Stația de biogaz poate fi o salvare reală pentru fermă. Vă permite să economisiți combustibil pentru încălzirea și / sau iluminarea hambarelor. Este, de asemenea, o opțiune excelentă pentru eliminarea inofensivă a deșeurilor. Cu toate acestea, în primii ani nu se poate conta pe o întoarcere cu drepturi depline.
1 metru cub Biogazul furnizează aceeași cantitate de energie termică ca:
- lemn de foc - 3, 5 kg;
- cărbune - 1-2 kg;
- electricitate - 9-10 kW / h.
Dacă cunoașteți greutatea aproximativă a deșeurilor agricole care vor fi disponibile în următorii ani și cantitatea de energie necesară, puteți calcula rentabilitatea unei instalații de biogaz.
Unul dintre principalele dezavantaje ale producției de biogaz este mirosul. Abilitatea de a folosi mici grămezi de compost este un mare plus, dar trebuie să îndurați neplăcerile și să controlați cu atenție procesul pentru a nu provoca răspândirea agenților patogeni
Pentru a pune în bioreactor pregăti substratul, care include mai multe componente în următoarele proporții:
- gunoiul de grajd (de preferință vacă sau porc) - 1, 5 tone;
- deșeuri organice (pot fi frunze putrede sau alte componente de origine vegetală) - 3, 5 tone;
- apă încălzită la 35 de grade (cantitatea de apă caldă este calculată astfel încât greutatea sa să fie de 65-75% din cantitatea totală de materie organică).
Calcularea substratului este făcută pentru un marcaj pentru șase luni, dacă vom proceda la consumul moderat de gaze. După aproximativ 10-15 zile, procesul de fermentare va da primele rezultate: gazul va apărea în cantități mici și va începe să umple depozitul. După 30 de zile, vă puteți aștepta la dezvoltarea completă a combustibilului.
Echipamentele pentru producerea biogazului nu sunt deosebit de frecvente în țara noastră. Acest lucru se datorează în mare măsură gradului înalt de conștientizare a oamenilor cu privire la beneficiile și caracteristicile funcționării sistemelor de biogaz. În China și India, multe ferme mici sunt echipate cu plante artizanale pentru a obține combustibilul curat suplimentar.
Dacă instalația funcționează corect, volumul de biogaz va crește treptat până când substratul va fi putrezit. Performanța structurii este direct dependentă de viteza de fermentare a biomasei, care la rândul ei este legată de temperatura și umiditatea substratului.
Instrucțiuni pentru auto-construcție
Dacă nu aveți experiență în asamblarea sistemelor complexe, este logic să alegeți rețeaua sau să dezvoltați cel mai simplu desen al unei instalații de biogaz pentru o casă privată.
Cu cât designul este mai simplu, cu atât este mai fiabil și mai durabil. Mai târziu, când apar abilitățile de construire și manipulare a sistemului, va fi posibilă refacerea echipamentului sau instalarea unei instalații suplimentare.
Structurile scumpe de producție industrială includ sistemele de amestecare a biomasei, încălzirea automată, curățarea gazelor etc. Echipamentul de uz casnic nu este atât de dificil. Este mai bine să construiți o instalare simplă și apoi să adăugați elementele în care este nevoie
Când se calculează volumul fermentatorului, merită să fii ghidat de 5 metri cubi. Această instalație vă permite să obțineți cantitatea de gaz necesară pentru a încălzi o casă privată cu o suprafață de 50 de metri pătrați, dacă utilizați un boiler sau sobă de gaz ca sursă de căldură.
Aceasta este o cifră medie, pentru că conținutul caloric al biogazului nu este de obicei mai mare de 6000 kcal / metru cub.
Pentru ca procesul de fermentare să aibă loc mai mult sau mai puțin stabil, trebuie să atingeți temperatura corectă. Pentru a face acest lucru, bioreactorul este instalat într-o groapă de pământ sau se gândește la o izolare termică sigură. Încălzirea constantă a substratului poate fi asigurată dacă o conductă de încălzire a apei este adusă sub fundul fermentatorului.
Construcția unei instalații de biogaz poate fi împărțită în mai multe etape.
Etapa 1 - pregătirea carierei sub bioreactor
Aproape toată instalația de biogaz este subterană, depinde atât de mult de cum a fost săpat și tăiat gaura. Există mai multe opțiuni pentru consolidarea pereților și a gurilor de etanșare - inele din plastic, beton, inele polimerice.
Soluția optimă este de a cumpăra inele de polimer gata realizate cu un fund surd. Ele vor costa mai mult decât materialele disponibile, dar nu va fi necesară o etanșare suplimentară. Polimerii sunt sensibili la stresul mecanic, dar nu se tem de umezeală și substanțe chimice agresive. Ele nu sunt reparabile, dar dacă este necesar, acestea vor fi ușor de înlocuit.
Din pregătirea pereților și a fundului bioreactorului depinde intensitatea fermentării substratului și eliberarea gazului, astfel încât gaura este întărită cu grijă, izolată și sigilată. Aceasta este etapa cea mai dificilă și consumatoare de timp.
Etapa 2 - aranjament de drenare a gazelor
Achiziționarea și instalarea mixerelor speciale pentru instalațiile de biogaz este costisitoare. Sistemul poate fi mai ieftin prin echiparea drenajului de gaze. Este o țeavă de canalizare din polimeri vertical, în care sunt realizate multe găuri.
Atunci când se calculează lungimea țevilor de drenaj, trebuie să fie ghidată de adâncimea planificată de umplere a bioreactorului. Vârfurile conductelor trebuie să fie superioare acestui nivel.
Pentru evacuarea gazelor, puteți alege conducte metalice sau polimerice. Primele sunt mai puternice, iar cele de-a doua sunt mai rezistente la efectele chimice. Este mai bine să acordăm preferință polimerilor, deoarece metalul va ruina și putrezea rapid
Substratul poate fi încărcat imediat în bioreactorul finit. Este acoperit cu o peliculă astfel încât gazul eliberat în procesul de fermentare să fie sub presiune ușoară. Când cupola este gata, acest lucru va asigura fluxul normal de biometan prin conducta de evacuare.
Etapa 3 - Instalarea cupolelor și țevilor
Etapa finală de asamblare a celei mai simple instalații de biogaz este instalarea capului de dom. În cel mai înalt punct al cupolei, este instalată și trasă o țeava de evacuare a gazului în rezervorul de gaze, ceea ce este indispensabil.
Capacitatea bioreactorului este închisă cu un capac strâns. Pentru a preveni amestecarea biometanului cu aerul, echipați capcana de apă. De asemenea, servește la curățarea gazului. Este necesar să se asigure o supapă de eliberare care să funcționeze dacă presiunea din fermentator este prea mare.
Citiți mai multe despre cum să faceți biogazul din gunoi de grajd din acest material.
Spațiul liber al bioreactorului funcționează într-o oarecare măsură ca depozit de gaze, dar acest lucru nu este suficient pentru funcționarea în siguranță a instalației. Gazul trebuie consumat în mod continuu, în caz contrar poate apărea o explozie datorită suprapresiunii sub cupola.
Modalități de preîncălzire a bioreactorului
Microorganismele care procesează substratul sunt prezente în mod constant în biomasă, însă pentru reproducerea intensivă a acestora este necesară o temperatură de 38 de grade și mai mare.
Pentru încălzire în perioada rece, puteți utiliza o bobină conectată la sistemul de încălzire la domiciliu sau încălzitoare electrice. Prima metodă este mai avantajoasă din punct de vedere economic, de aceea este folosită mai des.
Instalarea de biogaz nu este necesară pentru a fi îngropată în pământ, există și alte opțiuni pentru aranjament. Un exemplu de sistem asamblat din butoaie este prezentat în videoclipul de mai jos.
Este mai ușor să dotați încălzirea prin pardoseală, instalând țevile din sistemul de încălzire, dar eficiența unui astfel de schimbător de căldură este relativ scăzută. Este mai bine să se aranjeze încălzirea externă, în mod ideal abur, astfel încât biomasa să nu se supraîncălzească
Concluzii și video util pe această temă
Deși nu este nimic dificil în asamblarea și aranjarea echipamentului de biogaz, trebuie să fii foarte atent la detalii. Erori nu sunt permise, deoarece poate provoca explozii și distrugere. Oferim instrucțiuni video care vă vor ajuta să înțelegeți instalarea dispozitivului, să le asamblați în mod corespunzător și să adăugați instrumente utile pentru o utilizare mai convenabilă a biogazului.
Videoclipul arată cum funcționează și funcționează instalația standard de biogaz:
Un exemplu de fabrică de biogaz din casă. Video tutorial privind aranjarea sistemului cu propriile mâini:
Instrucțiuni video pentru asamblarea unei instalații de biogaz dintr-un butoi:
Descrierea procesului de fabricare a agitatoarelor pentru substrat:
Descrierea detaliată a depozitării gazelor de uz casnic:
Indiferent cât de simplu este instalația de biogaz pentru o casă privată, nu ar trebui să o salvați. Dacă este posibil, este mai bine să cumpărați un bioreactor industrial pliabil.
Dacă nu, realizați din materiale de înaltă calitate și rezistente: polimeri, beton sau oțel inoxidabil. Acest lucru va crea un sistem de alimentare cu gaz cu adevărat sigur și sigur la domiciliu.
Au fost întrebări pe tema articolului, au fost găsite deficiențe sau există informații valoroase pe care le puteți partaja cu cititorii noștri? Vă rugăm să lăsați comentariile dvs., să puneți întrebări, să împărtășiți experiențe.