Как монтируется биогазовая установка своими руками. Метан из навоза

Выход газа и содержание метана в биогазе

Выход газа обычно подсчитывается в литрах или кубических метрах на килограмм сухого вещества, содержащегося в навозе. В таблице показаны значения выхода биогаза на килограмм сухого вещества для разных видов сырья после 10-20 дней ферментации при работе установки в мезофильном режиме.

Для определения выхода биогаза из свежего сырья с помощью таблицы, сначала нужно определить влажность свежего сырья. Для этого можно высушить килограмм свежего навоза и взвесить сухой остаток. Влажность навоза в процентах можно подсчитать по формуле: (1 - вес высушенного навоза)Ч100%.

Таблица 6. Выход биогаза и содержание в нем метана при использовании разных типов сырья

Тип сырья	Выход газа (м3 на килограмм сухого вещества)	Содержание метана (%)
А. Навоз животных
Навоз КРС	0,250 - 0,340	65
Свиной навоз	0,340 - 0,580	65-70
Птичий помет	0,310-0,620	60
Конский навоз	0,200 - 0,300	56-60
Овечий навоз	0,300 - 0,620	70
B. Отходы хозяйства
Сточные воды, фекалии	0,310-0,740	70
Овощные отходы	0,330 - 0,500	50-70
Картофельная ботва	0,280 - 0,490	60-75
Свекольная ботва	0,400-0,500	85
С. Растительные сухие отходы
Пшеничная солома	0,200-0,300	50-60
Солома ржи	0,200-0,300	59
Ячменная солома	0,250-0,300	59
Овсяная солома	0,290-0,310	59
Кукурузная солома	0,380-0,460	59
Лен	0,360	59
Конопля	0,360	59
Свекольный жом	0,165
Листья подсолнечника	0,300	59
Клевер	0,430-0,490
D. Другое
Трава	0,280-0,630	70
Листва деревьев	0,210-0,290	58

Подсчитать какое количество свежего навоза с определенной влажностью будет соответствовать 1 кг сухого вещества можно следующим образом: от 100 отнимаем значение влажности навоза в процентах, а затем делим 100 на это значение: 100: (100% - влажность в %).

Пример 1: если вы определили, что влажность используемого в качестве сырья навоза КРС равна 85%, то 1 килограмм сухого вещества будет соответствовать 100:(100 - 85) = около 6,6 килограмм свежего навоза. Значит, с 6,6 килограммов свежего навоза мы получаем 0,250 - 0,320 м3 биогаза, а с 1 килограмма свежего навоза КРС можно получить в 6,6 раз меньше: 0,037 - 0,048 м3 биогаза.

Пример 2: Вы определили влажность свиного навоза - 80%, значит 1 килограмм сухого вещества будет равен 5 килограммам свежего свиного навоза. Из таблицы мы знаем, что 1 килограмм сухого вещества (или 5 кг свежего свиного навоза) выделяет 0,340 - 0,580 м3 биогаза. Значит, 1 килограмм свежего свиного навоза выделяет 0,068 - 0,116 м3 биогаза.

Примерные значения

Если известен вес суточного свежего навоза, то суточный выход биогаза в условиях Кыргызстана будет примерно следующим:

1 тонна навоза КРС 25-30 м3 биогаза;
1 тонна свиного навоза 50 - 70 м3 биогаза;
1 тонна птичьего помета 50 - 60 м3 биогаза.

Нужно помнить, что примерные значения приводятся для готового сырья влажностью 85% - 92%. Вес биогаза

Объемный вес биогаза составляет 1,2 кг на 1 м3, поэтому при подсчете количества получаемых удобрений необходимо вычитать его из количества перерабатываемого сырья.

Для среднесуточной загрузки 55 кг сырья с одной головы КРС и дневном выходе биогаза 1,5 - 2,0 м3 на голову скота, масса сырья уменьшится на 4 - 5% в процессе переработки в биогазовой установке.

Проблема корки

Если наблюдается высокий объем газа, но он недостаточно горючий, это часто означает, что на поверхности сырья в реакторе образовалась пена или корка. Если давление газа совсем низкое, это тоже может означать, что образовалась корка, блокирующая газовую трубу. Необходимо удалять корку с поверхности сырья в реакторе.

Удаление корки

Особенностью корки, которая образуется на поверхности сырья в реакторе биогазовой установки, является то, что она не ломкая, но тягучая и может стать очень твердой в течение короткого периода времени. Для ее разрушения нужно поддерживать ее в увлажненном состоянии. То есть, корку можно полить сверху водой или опустить в сырье.

Сортировка сырья для биогаза

Солома, трава, стебли травы и даже просто подсохший навоз всплывают на поверхность сырья, а сухие и минеральные вещества оседают на дне реактора и со временем могут закрыть выгрузочное отверстие или уменьшить рабочую площадь реактора. При правильно подготовленном сырье с не слишком высоким содержанием воды такой проблемы не возникает.

Готовый субстрат для биогаза

При использовании свежего навоза КРС не возникает проблемы корки. Проблемы возникают в случае, когда в сырье присутствуют твердые и не разложившиеся органические вещества. Перед строительством установки необходимо проверить корм животных и навоз на возможность переработки в реакторе.

Может оказаться необходимым тщательное измельчение корма и, в таком случае, лучше заранее рассчитать дополнительные затраты. Проблема содержания твердых частиц в сырье намного серьезнее для свиного навоза и птичьего помета. Песок, склевываемый курами, и попадание перьев в помет делают птичий помет трудным сырьем.

www.rosbiogas.ru

Сырье для биогаза

В качестве сырья для биогаза используют разнообразные отходы. Технологии шагнули так далеко, что дают возможность получать биогаз практически из любого сырья органического происхождения. Однако разные его виды имеют разную долю сухого вещества на килограмм, выход биогаза и содержание в нем метана. Именно поэтому вид отходов играет большую роль при расчете важных технических и экономических показателей.

Для того чтобы лучше подобрать наиболее эффективный в использовании тип сырья, необходимо понимать суть процессов происходящих во время получения биогаза.

Очень важную роль играет соблюдение температурного режима. Образование биогаза в природе происходит при значениях температур от 0 до 90° С. Однако наибольшей эффективности процесса можно добиться при поддержании постоянной температуры. В зависимости от ее значения выделяют три основных режима, в которых может работать биореактор.

Первый психофильный, при поддержании этого режима, температура биомассы, в зависимости от состава, должна находиться в пределах 20-25°С.Также не стоит забывать, что процесс получения метана из отходов, очень чувствителен к изменениям температуры. Для эффективной работы биогазовой установки в психофильном режиме колебания должны составлять не более 2° С в ту или иную сторону от заданного значения.

Второй режим мезофильный, один из самых распространенных. Его температурные рамки находятся в пределах от 25 до 40°С, а отклонения от заданного режима не должны составлять более чем 1 градус в час.

Последний, термофильный режим, во время которого температура биомассы поднимается выше 40 градусов. Изменения показателей термометра, во время данного режима не должны отклоняться от нормы более чем на полградуса.

В навозе крупного рогатого скота уже содержатся все необходимые для начала ферментации микроорганизмы, именно поэтому данное сырье очень часто используется для запуска процессов брожения в новых реакторах.

В зависимости от температурного режима колеблется время оборота реактора. Наиболее оптимальным считается мезофильный режим. Также время сбраживания зависит от вида сырья. Наибольшее количество биогаза выделяется из навоза крупного рогатого скота примерно за две недели, из свиных экскрементов за десять дней, куриный помет перерабатывается за 10 – 15 дней, отходы растительного происхождения, смешанные с навозом полностью ферментируются в период от полутора до двух месяцев.

Влажность сырья важный фактор. Получить наибольший выход биогаза из ферментируемой массы, можно поддерживая высокую активность бактерий, которая происходит при условии определенной вязкости. Твердые и сухие частицы, замедляют процесс сбраживания и образуют осадок или корку, которая приводит к расслоению ферментируемой биомассы и остановке выделения биогаза. Для того чтобы избежать этого сырье, перед загрузкой в реактор, измельчается, а в процессе ферментации периодически перемешивается. Влажность же биомассы рекомендуют поддерживать на уровне 85% в зимнее время и 92% в летнее.

Рассматривая типы сырья можно разбить их на несколько больших групп. Навоз КРС, птичий помет, фекалии, свиной, козий и овечий навоз.

Биогаз из навоза крупного рогатого скота

Биогазовая установка, использующая в качестве основного сырья навоз КРС, одна из самых распространенных, ввиду того, что относительно небольшое поголовье, может вырабатывать достаточное, для продуктивной работы реактора, количество сырья. Еще одно достоинство навоза КРС в качестве источника для добычи биогаза, это то, что бактерии вырабатывающие метан, изначально содержатся в желудочно-кишечном тракте крупных животных, а однородность навоза позволяет использовать его в установках с непрерывной подачей сырья.

Обычно экскременты смешиваются с водой и фильтруются, для удаления не переваренных остатков соломы, а затем загружаются в реактор. Отдельно стоит отметить, что производство биогаза из навоза может стать еще эффективнее при использовании мочи КРС, которая значительно увеличивает выход биогаза из ферментируемой массы, поэтому пол фермы должен быть бетонным и иметь прямой гидрослив всех экскрементов непосредственно в емкость для подготовки сырья.

Биогаз из помета овец, свиней или коз

Свиньи, козы и овцы обычно содержаться в стойлах без бетонного напольного покрытия, таким образом, для ферментации в таких сельскохозяйственных предприятиях используется лишь навоз, что делает возможным установку систем с порционной загрузкой сырья. При этом в реактор вместе с фекалиями попадает растительные отходы, что увеличивает время его оборота. Необходимо отметить, что перед загрузкой в реактор, сырье должно отстояться, для удаления из него таких тяжелых включений как мелкие камни, песок и глина.

Биогаз из птичьего помета

Для получения биогаза из птичьего помета, мы рекомендуем использовать клетки для содержания птиц или оборудовать помещения специальным насестом для более эффективного сбора органических отходов. В противном случае доля инородных включений, таких как опилки, камни, песок и т.д. может быть настолько велика, что сделает его непригодным для переработки. Также рекомендуется смешивать птичий помет с навозом КРС, для предотвращения выделения чрезмерно большого количества аммиака из перерабатываемой биомассы.

Биогаз из сточных вод

Процесс переработки фекалий во многом схож с переработкой навоза КРС. Для максимальной эффективности необходимо добиться того, чтобы в уборной, на один стульчак, объем воды во время смыва не превышал одного литра зараз. Это необходимо для избегания слишком сильного разбавления сырья.

На сайте в разделе «калькулятор», можно рассчитать выход биогаза, опираясь на тип и объем хозяйства. Руководствуясь полученными данными, можно проанализировать, насколько повысится рентабельность производства, если на нем будет действовать биогазовая установка. Данные актуальны исключительно для биогазовых установок нашего производства, так как агрегаты от других производителей или сделанные своими руками, могут оказаться менее эффективными.

www.rosbiogas.ru

Биогазовая установка своими руками как бесплатный источник энергии

Типичная конструкция

В последние годы стало модным использовать для собственных нужд различные биогазовые установки, которые позволяют получить энергию из отходов. Как правило, подобная конструкция представляет собой герметичную емкость, где при заданной температуре происходит брожение органических составляющих сточных вод, различных отходов и т.д. Биогазовая установка своими руками — это трудно, но реально. Главное — знать разновидности этих устройств и принцип их работы, а также разобраться с чертежами.

Принцип работы установки

Процесс получения биогаза из навоза или другого сырья называется ферментацией, а сбраживание осуществляется за счет жизнедеятельности специальных бактерий. При этом на поверхности сырья образуется корка, которую необходимо постоянно разрушать. Делать это нужно, тщательно перемешивая содержимое вручную или с использованием специальных приборов внутри реактора. В результате подобных манипуляций и высвобождается биогаз.

Полученный биогаз после очистки собирается в специальную емкость — газгольдер, из которой он проводится по газовым трубам к месту использования. Переработанное сырье превращается в биоудобрение. Оно выгружается через специальное отверстие, а затем может вноситься в почву или использоваться в качестве кормовой добавки для животных, что зависит от исходного сырья.

Чтобы получить биогаз своими руками, кроме соблюдения режима отсутствия кислорода следует еще выполнить несколько условий:

Доступность питательных веществ для бактерий.
Соблюдение температурного режима.
Выбор правильного времени для сбраживания.
Соблюдение кислотного и щелочного баланса.
Своевременная загрузка и выгрузка сырья.
Соблюдение пропорций твердых частиц в сырье и своевременное перемешивание.

Разновидности биогазовых установок

Обратите внимание! Сегодня существует большое количество конструкций биогазовых установок, чтобы получение биогаза было не только удобным, но и эффективным.

Их различают по внешнему виду, а также по составным элементам конструкции и используемым при создании материалам.

По типу загрузки

По типу загрузки сырья существует две разновидности установки — беспрерывной загрузки и порционной.

Они отличаются друг от друга временем сбраживания сырья и регулярностью загрузки. Самой эффективной с точки зрения получения биогаза является установка непрерывной загрузки.

По внешнему виду

Внешний вид устройства зависит от метода накопления и хранения биогаза. Он может собираться в специальном газгольдере, в верхней части реактора или под гибким куполом, плавающим или стоящим отдельно от реактора.

Создание установки своими руками

Построение биогазовой конструкции своими руками — довольно сложный и трудоемкий процесс. Подобная установка делает получение биогаза альтернативным вариантом, позволяющим экономить средства на приобретении топлива и электроэнергии.

Что нужно знать?

Обобщенная схема

Сделать конструкцию можно из тех средств, которые имеются в хозяйстве, но при этом не используются. Например, реактор такой установки легко соорудить из старых кастрюль, выварок, тазов, но лучше использовать предметы цилиндрической формы.

Вот несколько важных требований, которым должен соответствовать реактор:

Хорошая теплоизоляция.
Воздухо- и гидропроницаемость. Ведь когда биогаз и кислород смешиваются, происходит реакция, и ее разрушительная сила может не только сломать реактор, но еще и взорвать его.
Надежность и прочность, поскольку в ходе реакции выделяется огромное количество энергии.

Чтобы соорудить качественную и эффективную биоустановку, необходимо придерживаться такой очередности:

Выберите место для монтажа будущего реактора. И обязательно рассчитайте количество отходов, необходимых на 1 сутки. Это нужно для определения размеров конструкции.
Подготовьте котловину, затем установите выгрузочную и загрузочную трубу.
Установите и максимально прочно закрепите загрузочный бункер и трубу газоотвода.
Для использования, а также последующего обслуживания и ремонта биогазовой установки следует смонтировать крышку люка.
Тщательно проверьте реактор на теплоизоляцию и герметичность.

Стенки будущей установки в идеале нужно сделать из бетона, поскольку прочность конструкции — это залог вашей безопасности. Кроме того, очень важно, чтобы расстояние от реактора до ближайшего строения было не менее 500 метров. Ведь при брожении выделяется ядовитый газ, губительно действующий на человека и способный убить его в считанные минуты.

Для получения биогаза понадобится:

Принцип отопления дома

Смешать 2 тонны коровьего навоза и около 4,5 тонн перегноя из сгнивших отходов, ботвы и листьев.
Добавить в смесь воды, чтобы влажность в реакторе составляла 70%.
Выгрузить полученную массу в яму и разогреть при помощи нагревательной установки до +40 градусов. После того как смесь начнет бродить, ее температура достигнет +70 градусов.
Прикрепить к куполу противовес, который должен быть в 2 раза тяжелее смеси, чтобы купол из-за выделяющегося газа не слетел с ямы.

Следует помнить, что в массе, загружаемой в реактор, не должно быть антибиотиков, растворителей и прочих синтетических веществ. Они не только помешают реакции, но и вовсе остановят ее, а также станут причиной разрушения стенок реактора.

Варианты оборудования

Самодельная установка сегодня является редким видом альтернативного источника энергии на фермерских хозяйствах. Но, учитывая эффективность и окупаемость такой конструкции, многие фермеры стали задумываться о сооружении биогазовой установки собственными усилиями, чтобы таким способом обеспечить себя электроэнергией и теплом.

Сегодня имеется много вариантов оборудования этого типа для получения биогаза. Учитывая климатические условия России, рекомендуется создавать следующие разновидности установок.

Реактор с ручной загрузкой без перемешивания

Это наиболее простая установка для дома, объем которой может составлять от 1 до 10 кубических метров. Она способна переработать до 200 кг навоза в сутки.

Вариант с ручной загрузкой

Состоит она из минимального количества частей:

Бункер для свежего сырья.
Реактор.
Устройство отбора биогаза.
Емкость выгрузки сбродившего сырья.

Такая установка может быть использована для южных районов, поскольку она работает без перемешивания и подогрева, а также предназначена для функционирования в психофильном режиме. Использованное сырье удаляется из реактора через трубу выгрузки в период загрузки очередной порции навоза. Это происходит за счет давления биогаза в реакторе.

При изготовлении подобной конструкции своими руками рекомендуется соблюдать следующую последовательность:

После расчета суточного объема навоза и выбора реактора нужного размера необходимо определить расположение будущей конструкции, а также заготовить материалы для установки.
Затем нужно соорудить загрузочную и выгрузочную трубу, а также сделать котлован для установки.
После монтажа реактора в котлован необходимо установить загрузочный бункер и газоотвод, а также крышку люка.
Проверить конструкцию на герметичность, покрасить ее и теплоизолировать.
Запустить в эксплуатацию.

Конструкция с ручной загрузкой, подогревом и перемешиванием

Биогазовую установку можно соорудить с ручной загрузкой сырья и его периодическим перемешиванием. При этом она не потребует от владельца больших финансовых вложений. Конструкция подойдет для небольшого фермерского хозяйства, так как ее мощность — это переработка до 200 кг навоза в сутки. Чертежи такой установки сходны с чертежами предыдущего варианта, а сделать их можно, обратившись к специалисту.

Данная установка может работать в мезофильном и термофильном режимах

Для стабильного и максимально интенсивного процесса сбраживания монтируется специальная система подогрева реактора. Биогазовая установка может работать в двух режимах. Реактор подогревается с помощью водогрейного котла, работающего на получаемом биогазе. Остальной биогаз может применяться для работы бытовых приборов.

Переработанное сырье хранится в специальной емкости до внесения в почву или используется в качестве питательной среды для калифорнийских червей.

Установка с газгольдером, пневматической загрузкой, подогревом и перемешиванием сырья

Подобная установка предназначена для небольших и средних хозяйств с переработкой в биогаз до 1,5 тонн навоза в сутки. Подогрев сырья происходит за счет теплообменника с водонагревательным котлом, который работает на полученном газе. Трубопровод выгрузки массы оснащен специальным разветвлением для сбора биоудобрения в хранилище и для погрузки в транспортные средства с последующим вывозом на поля.

Конструкция такой самодельной установки подразумевает пневматическую загрузку навоза в реактор, а также перемешивание биогазом, отбор которого осуществляется автоматически. Биогаз хранится в специальном отсеке — газгольдере.

Заключение

Биогаз представляет собой сравнительно новый источник энергии. Используя его, можно навсегда забыть о тарифах за электроэнергию и даже решить такой вопрос, как производство метана. Правильно разработанные чертежи и приложенные усилия при изготовлении установки существенно сэкономят средства не одного фермера, что особенно актуально в наши дни.

расчет, схема и технология получения биогаза из навоза в домашних условиях

Биогазом называют газ, аналогичный природному по составу, но получаемый методом водородного или метанового брожения сырья органического происхождения

Состоит он из метана, углекислого газа и водяного пара, также в нем незначительно присутствуют такие вещества, как азот, кислород, сероводород и аммиак. Процентное содержание различных компонентов биогаза зависит от исходного состава сырья и условий протекания химической реакции (температура, равномерность состава сырья по объему, время пребывания исходного сырья в реакторе и т. д.).

Установки для производства биогаза и газовые генераторы на биогазе особенно актуальны для загородных домовладений, имеющих постоянный источник органических отходов. Это может быть животноводческая ферма - в таком случае обеспечивается практически безотходное производство, когда даже отходы, обычно подлежащие утилизации, используются для получения электрической или тепловой энергии.

Можно также организовать биогазовое энергоснабжение там, где есть возможность регулярно приобретать нужное сырье (например, поблизости от животноводческого хозяйства, скотобоен, садово-огородного хозяйства и т. д. - везде, где все время вырабатываются органические отходы).

Как получают биологический газ?

Для получения газа годится как сухая, так и влажная (содержание сухого сырья - менее 15 %) биомасса. В фермерских хозяйствах наибольшее распространение получили устройства, использующие влажную биомассу: такие биореакторы проще в изготовлении, эксплуатации, цена на них ниже, а сырье буквально валяется под ногами (навоз, пищевые отходы и т. д.).

Процесс производства довольно прост. На первом этапе сбраживания сложные органические вещества разлагаются до более простых органических соединений и газон, а на втором метанобразующие бактерии способствуют превращению полученных соединений в метан, углекислый газ и воду.

У биогазовых установок имеется еще один существенный плюс. Они не только производят необходимый для энергетики газ, но и перерабатывают отходы таким образом, что в остатке сохраняется достаточно питательных веществ и его можно использовать в качестве удобрения. Иначе говоря, биогазовая установка позволяет организовать такое производство, в котором даже отходы служат сырьем для получения нужных в хозяйстве ресурсов: электрической и тепловой энергии, удобрений.

Биогазовый генератор, ничем не отличается от обычного газового генератора, ведь у биогаза и природного газа состав аналогичный. Разница лишь в том, что биогазовая установка способна обеспечить загородному домовладению полную автономию, так как исходное сырье для получения электрической или тепловой энергии (газ) производится прямо в хозяйстве, а не покупается и доставляется извне.

Несомненным преимуществом биогаза является то, что благодаря ему можно обеспечить не только наличие электроэнергии, но и теплоснабжение, а также топливо для кухонной плиты.

Если применять газ по комбинированной схеме (получение электрической и тепловой энергий), то общий КПД системы достигает 90 %. При этом для выработки тепловой энергии используется отработанный горячий газ, который и служит для подогрева воды в отопительной системе и системе горячего водоснабжения.

Однако прежде, чем организовывать на своем участке производство биологического газа, нужно подсчитать: какое количество биогаза требуется для вашего хозяйства, какой должна быть мощность биогазовой установки и сколько потребуется сырья, чтобы обеспечить необходимое количество биогаза.

Следует отметить, что во многих случаях биогазовое энергоснабжение фермерских хозяйств не в состоянии полностью покрыть потребность в электрической и тепловой энергии: не хватает сырья для получения нужного количества биогаза. В этой ситуации возможны два варианта: либо сырье покупается (это возможно, если поблизости находится его источник, к примеру крупный животноводческий комплекс, деревообрабатывающее производство и т. д.), либо биогазовый генератор используется наряду с другими устройствами как часть общей системы энергоснабжения (например, вместе с ветрогенератором, солнечными батареями и т. д.).

Устройства для получения биологического газа

Рассчитывая мощность биогазовой установки, надо знать, что объем производимого биогаза зависит от множества факторов, в числе которых и температура реакции, и количество исходного вещества, и вид сырья, и его бактериальный состав и др. Из различных отходов получается разное количество биогаза.

Планируя использовать биогаз для организации автономного энергоснабжения загородного дома, необходимо знать, что:

для отопления 1 м2 жилых помещений требуется около 45 м2 газа;
для получения 1 кВт/ч электроэнергии требуется 0,7-0,8 м2 газа.

Устройства для получения биогаза можно условно разделить на четыре типа. Это установки:

работающие в «естественном» режиме - без подогрева и перемешивания биомассы в реакторе;
с перемешиванием биомассы, но без подогрева;
с перемешиванием и подогревом биомассы;
с перемешиванием и подогревом биомассы, оснащенные средствами контроля и приборами для управления процессом брожения.

При этом для выработки биогаза необходимо наличие биореактора (емкость, в которой осуществляется анаэробное сбраживание биомассы) и газгольдера (устройство для сбора биогаза).

Все остальные компоненты являются желательными, но необязательными. Они увеличивают удобство пользования установкой (средства контроля, приборы для управления процессом брожения) и повышают ее производительность (устройства подогрева и перемешивания биомассы), однако биогаз можно получить и без них.

Нередко считается, что подогрев биомассы обязателен, так как это увеличивает производительность реактора и скорость получения биогаза. Но следует учитывать, что одновремённо возрастает и расход энергии на производство биогаза.

Когда речь идет о маломощном генераторе, предназначенном для обеспечения энергией одного хозяйства, такой перерасход может привести к существенному удорожанию топлива и нерентабельности установки. Поэтому в большинстве случаев владельцы частных домов используют биогазовые установки либо без подогрева, либо с незначительным подогревом (максимум до 40 °С).

Кстати, при эксплуатации установки в холодное время года подогрев становится обязательным, поскольку при температурах ниже 8 °С процесс анаэробного разложения биомассы останавливается.

Установка

Очень удобно располагать биореактор непосредственно под помещениями, где содержатся животные. Подобные варианты распространены в фермерских хозяйствах Германии и США: навоз из хлева поступает прямо в установку, в которой и получается биогаз. При этом энергозатраты на подогрев снижаются, потому что в холодное время года помещение для животных отапливается и можно обойтись без дополнительного подогрева биореактора.

Перемешивание биомассы в реакторе также не является обязательным, если это связано со значительными энергетическими затратами. Перемешивание обеспечивает равномерный состав смеси в реакторе, что улучшает условия для сбраживания, и устраняет корку, которая плавает на поверхности сбраживаемой массы, препятствуя выходу газа. Все это увеличивает производительность установки, но без этого можно обойтись.

Отсутствие в установке подогрева и/или устройства для перемешивания биомассы приводит к более длительному циклу разложения, то есть увеличивается время получения биологического газа.

genport.ru

Биогазовая установка в домашних условиях

Привет всем читателям и посетителям блога «построить дом». Помнится в одной из статей, где мы с вами «изобретали» электростанцию на солнечных батареях, я обещал вам рассказать о получении биогаза в домашних условиях. Что ж, обещал значит надо выполнять, дабы не быть посланным в одно из нехороших мест.

Что мы знаем о биогазовой установке? На данный момент многие об этом имеют лишь отдаленное представление, а большинство вообще ничего не знают о том что это такое — все представление о снабжении энергией своего дома, сводится к тому чтобы своевременно оплачивать счета за газ, или другие энергоносители. Однако, бесконечное повышение стоимости на энергоносители, побуждает некоторые пытливые умы искать альтернативные решения, и искать способы производства, например оборудования для добычи биогаза в домашних условиях, из органических отходов. Причем есть и такие Кулибины, которые ухищряются сделать сразу 2 в 1 — совмещать септик с биогазовой установкой. Думаете шутка? Отнюдь. В нашем мире и не такое возможно.

Итак, биогазовая установка позволит получить не только дешевую энергию для приготовления пищи и обогрева дома, но и высококачественное удобрение.

Домашний биогазовый завод на навозе — схема

Биогаз из органических отходов

Получение биогаза из отходов относится к экологически чистому виду топлива. По своим характеристикам он практически ни в чем не уступает природному газу. Вот только извлекается не из земли, а путем брожения органических отходов.

Представить технологию извлечения биогаза можно следующим образом: в специальном сборнике, именуемом биореактором, осуществляется процесс переработки и брожения отходов. В результате этого совершается выделение смеси газов, состоящей из 60 % метана, 35 % — углекислого газа и оставшиеся 5 % — прочих газообразных веществ. Добытый газ постоянно отводится из биореактора и после очистки используется в бытовых целях.

Схема принципа действия биогазовой установки

Отработанные отходы, превратившиеся в первосортное удобрение, периодически извлекаются и вывозятся на поля.

На заметку: исследования показали, что поле обработанное удобрениями, перебродившими анаэробным методом дает урожай на 20-30 % больше, нежели поле удобренное обычным способом.

Биогазовые установки для дома – купить или же сделать самому?

Если крупные фермеры могут себе позволить купить биогазовую установку созданную в промышленных условиях, то мелкие предприятия, а уж тем более частные домовладельцы скорее смогут не купить, а смонтировать своими руками менее мощные установки, функционирующие по тому же методу, из подручного материала. Но сперва необходимо понять, каких именно размеров, а главное какого типа установку вы хотите получить на своем участке.

Схема установки для получения биогаза для предприятий, ферм

Типов установок, как и видов брожения органических веществ всего два – с поступлением воздуха (аэробный) и без него (анаэробный). При аэробном брожении в процессе распада биомасс водород окисляется до воды, а углерод – до углекислого газа. Причем в этот момент выделяется большое количество тепловой энергии – бродящая биомасса сильно нагревается.

При анаэробном брожении 60-70 % углерода превращается в метан, а оставшаяся его часть – в водород, углекислоту и азот. Для сжигания метана хорошо подходит обычная газовая конфорка.

Биогазовый заводик у колхозного амбара

Аэробный метод получения энергии легче и проще анаэробного. Он не требует производства герметичных бродильных камер и контроля. Аэробные установки называются БТС (биотермические станции). А анаэробные – БЭС (биоэнергетические или биогазовые станции). В качестве сырья для брожения годятся любой органический сельскохозяйственный продукт. Одна израильская компания, например, представила компактную установку по добыванию биогаза, функционирующую исключительно на фруктовых и овощных очистках.

Биогазовая установка для дома компании HomeBioGas

Разработанная израильской компанией HomeBioGas биогазовая установка по выработке газа в домашних условиях, при своих скромных габаритах (123 х 165 х 100 см) и массой не более 40 кг может обеспечить работу одной плиточной горелки на максимальном огне в течение часа.

Homebiogas — биогазовая установка Израильской компании

Кроме того, эта установка вырабатывает до 8 литров жидких удобрений в сутки при максимальной загрузке танка (6 кг).

По подсчетам в год одно небольшое агрохозяйство при помощи этой установки способно переработать около тонны органических отходов. Правда установка рассчитана на работу при среднесуточной температуре от +20оС. Я же, хочу рассказать, как создать домашнюю биогазовую установку прекрасно работающую в климатической зоне центральной России. В принципе в ней ничего особо сложного нет.

Домашняя биогазовая станция

Если обладатели установки хотят, чтобы она каждые сутки приносила по 0,7-0,9 м3 биогаза (вполне хватит на приготовления пищи для двух человек), то поступать нужно следующим образом.

Загрузить камеру брожения объемом 1 м3 мелконарезанными и разведенными в воде органическими отходами (напомню – фруктовые и овощные очистки) в весовых соотношениях 1 : 10 – 1 : 5.
Герметично закрыть ее и обеспечить подачу постоянной температуры от +25 до +30оС.

Для поддержания в камере постоянной температуры, через нее необходимо пропустить змеевик с горячей водой, прогреваемой посредством газа, вырабатываемого этой же установкой. На линии газопровода нужно установить два крана: один у газовой плиты, другой – на выходе из реактора.

На заметку: а вот наш смекалистый сельский народ уже давно задумывается, а некоторые и воплотили в жизнь, получение газа для отопления дома из собственных каловых масс — то бишь совмещают септик с биогазовой установкой. Если хорошо порыться в интернете, можно схемы даже найти.

Газосборник либо газгольдер – второй по значимости, после бродильни, элемент биогазовой установки. Он представляет из себя два стальных сосуда (один из которых перевернут вверх дном), беспрепятственно входящих друг в друга. Во внешний сосуд заливается вода, образуя гидравлический затвор для биогаза, поступающего в полость перевернутого сосуда. Кольцевой зазор между стенками сосудов примерно 50 мм. Объединить оба резервуара можно при помощи трубок диаметром ½ дюйма. Такой же газопровод забирает газ из перевернутого сосуда и доставляет метан к обычной газовой плите. Снаружи газгольдер рекомендуется обложить утепленным шатром.

А что делать зимой?

Зимой эта биогазовая станция может работать только в самых южных районах страны. Потому как в условиях севера в это время обогрев для поддержания брожения потребует немного больше газа, чем она сможет выработать.

Принципиальная схема биогазовой установки работающей на навозе

Но зимнее время можно использовать с пользой — для сбора и загрузки камеры сухой биомассой. Тогда при наступлении теплого сезона вам не придется терять время на запуск установки – вы заполните реактор водой либо навозной жижей, и через три-четыре дня вы начнете получать биогаз в домашних условиях. Представляете сколько мы с вами этой биогазовой станцией «убили зайцев».

Ну, вот вроде бы и все, что хотел вам рассказать о добываемом биогазе в домашних условиях. Не говорите только никому. Иначе останетесь без отходов (шучу). На этом пока все, до новых статей.

odnastroyka.ru

два в одном / Возобновляемые источники энергии в АПК / АгроПрактик.ру

Технология получения биогаза и переработки органических отходов в высококачественное удобрение путем анаэробного сбраживания, давно известна человечеству. Она успешно применяется в ряде стран, способна кардинально улучшить экономические, экологические и социальные условия в сельском хозяйстве.

Биогазовые установки демонстрируют рекордную для технологического оборудования окупаемость – 1-2 года, а применение сброженного остатка в качестве удобрения обещает настоящий прорыв в повышении урожайности. Биогаз — это смесь метана и углекислого газа, образующаяся в специальных реакторах — биогазовых установках, устроенных и управляемых таким образом, чтобы обеспечить максимальное выделение метана. Биогаз используют для освещения, отопления, приготовления пищи, для приведения в действие механизмов, транспорта, электрогенераторов. Среди промышленно развитых стран ведущее место в производстве и использовании биогаза по относительным показателям принадлежит Дании — биогаз занимает до 18% в её общем энергобалансе. По абсолютным показателям по количеству средних и крупных установок ведущее место занимает Германия — 10000 шт.

В Западной Европе не менее половины всех птицеферм отапливаются биогазом. В Индии с 1981 года было установлено 3,8 млн. малых биогазовых установок. В Китае действует около 20 млн. биогазовых установок (как правило — бытовых). Их применение позволяет заменить 10,9 млн. тонн условного топлива.

Получение биогаза, возможное в установках самых разных масштабов, особенно эффективно на агропромышленных комплексах, где существует возможность полно¬го экологического цикла. Сырьем для производства биогаза служат всевозможные органические отходы: навоз животных и птиц, отходы боен, консервных заводов, мясоперерабатывающих предприятий и тд.

Альтернативной базой для производства биогаза и удобрений является растениеводство. В Европе из 15 тыс. биогазовых станций половина работают на кукурузном силосе. В Австрии кукурузу для биогазовых установок выращивают даже в горах. И с каждым годом площадей под энергетические культуры становится все больше. Если у предприятия нет отходов, но есть большие земельные площади, растениеводство может стать весьма эффективным источником сырья. С точки зрения выхода газа практически все зеленые растения в свежем или силосованном виде дают высокие результаты.

Силосная кукуруза на сегодняшний день — один из наиболее эффективных видов растительного сырья для переработки. Она дает хороший урожай с гектара и большой выход газа с 1 т (220 куб. м). Затраты на производство кукурузы относительно невелики, а техника для ее посева, уборки и дальнейшей обработки есть практически в каждом хозяйстве. Хорошая альтернатива кукурузе — свекла. Из 1 т ботвы получается 200 куб. м биогаза. Тонна разных видов трав дает 250 куб. м биогаза.

В Европе практикуются так называемые энергетические севообороты, когда одна энергетическая культура сменяется другой, что позволяет собирать зеленую массу два раза в год, подавлять рост сорняков и значительно экономить средства предприятия. Также выращивают по две культуры на одном поле одновременно, например кукурузу и подсолнечник или кукурузу и просо, что позволяет увеличить содержание питательных веществ в силосе и стабилизировать урожайность в засушливые годы. Эти технологии вполне реально применять у нас — хозяйства будут всегда обеспечены качественным высококалорийным сырьем. Причем разные культуры могут в реакторе смешиваться: во многих случаях это дает даже более эффективные результаты, чем при использовании одного вида сырья.

При анаэробном сбраживании в биогазовой установке органические вещества разлагаются в отсутствии кислорода. Этот процесс включает в себя два этапа. На первом этапе сложные органические полимеры (клетчатка, белки, жиры и др.) под действием природного сообщества разнообразных видов анаэробных бактерий, разлагаются до более простых соедине¬ний: летучих жирных кислот, низших спиртов, водорода и окиси углерода, уксусной и муравьиной кислот, метилового спирта. На втором этапе метанообраэующие бактерии превращают органические кислоты в метан, углекислый газ и воду.

Первичные анаэробы представлены разнообразными физиологическими группами бактерий: клеткоразрушающими, углеродосбраживающими (типа маслянокислых бактерий), аммонифицирующими (разлагающими белки, пептиды, аминокислоты) бактериями, разлагающими жиры и т. д. Благодаря этому составу, первичные анаэробы могут использовать разнообразные органические соединения растительного и животного происхождения, что является одной из важнейших особенностей метанового сообщества. Тесная связь между этими группами бактерий обеспечивают достаточную стабильность процесса.

Другое, и очень важное, достоинство процесса состоит в том, что метод анаэробного сбраживания наиболее приемлем для переработки животноводческих отходов с точки зрения гигиены и охраны окружающей среды, так как обеспечивает наибольшее обеззараживание остатка и устранение патогенных микроорганизмов.

В отходах переработки биомассы – биошламе, содержится значительно меньше болезнетворных микроорганизмов, чем в исходном материале. Он содержит значительное количество питательных веществ и может быть использован в качестве удобрения и кормовых добавок.

Состав остатка, полученного при анаэробной переработке животноводческих отходов, зависит от химического состава исходного сырья, загружаемого в реактор. В условиях, благоприятных для анаэробного сбраживания, обычно разлагается около 70% органических веществ, а 30% содержится в остатке.

Образующиеся при сбраживании гумусные материалы улучшают физические свойства почвы: аэрацию, водоудерживающую и инфильтрационную способность почвы, а также скорость катионного обмена.

Кроме того, биошлам служит источником энергии и питательных веществ для деятельности полезных бактерий. Это способствует повышению растворимости важных химических питательных веществ, содержащихся в почве, и приводит к лучшему усвоению их высшими растениями. В ряде стран (Дания, Германия, Индия, Китай) с 90-х годов прошлого века был проведен ряд испытаний, результаты которых свидетельствует о существенном увеличении урожайности при использовании шлама в качестве удобрения.

Тогда было подсчитано, что использование биогазовых технологий для переработки органики может не только полностью устранить ее экологическую опасность, но и ежегодно получить дополнительные 95 млн. т условного топлива (около 60 млрд. м3 метана или, сжигая биогаз, — 190 млрд. кВт.ч электроэнергии), а также более 140 млн. т высокоэффективных удобрений, что позволило бы существенно сократить чрезвычайно энергоемкое производство минеральных удобрений (около 30% от всей электроэнергии, потребляемой сельским хозяйством).

Ценность биошлама еще и в том, что при перепревании навоз теряет часть нитратов и нитритов, в избытке содержащихся в навозе домашних животных и птиц. В процессе ферментации они сбраживаются в аммиак и метан. Содержащиеся в сбраживаемой массе полезные фосфор, калий и азот полностью остаются в биошламе.

Основное преимущество анаэробного сбраживания зак¬лючается в сохранении в органической или аммонийной фор¬ме практически всего азота, содержащегося в исходном сырье. При традиционных же способах приготовления органических удобрений (компостированием) потери азота составляют до 30-40%. Анаэробная переработка навоза в четыре раза — по сравнению с несброженным навозом — увеличивает содержание аммонийного азота (20-40% азота переходит в аммонийную форму).

В результате сброженный навоз по сравнению с обычным в эквивалентных дозах повышает на 10-20% урожайность сельскохозяйственных культур.

Высокая рентабельность биогазовых технологий обеспечивается одновременным производством высокоэффективных органических удобрений, 1 т которых (по эффекту «на урожай») равноценна 70-80 т естественных отходов животноводства и птицеводства. Этим объясняется быстрая (1-2 года) окупаемость биогазовых установок.

Шлам можно разделить на две фракции: жидкую и твердую. И та и другая являются удобрением. Жидкая фаза навоза после анаэробной переработки обычно отвечает требованиям, предъявляемым к качеству сточных вод органами охраны природы. Он может сразу же использоваться как удобрение для прикорневой подкормки сельскохозяйственных культур. Отработанная жид¬кая органическая масса поступает через выгрузочную камеру в резервуар сброженной массы, а оттуда перекачивается в цистерны, с помощью которых вносят на поля обычную навозную массу.

Перед использованием биоудобрение разводят водой в 20-60 раз. Нормы использования 500-1000 л неразбавленного удобрения на гектар. С одного кубометра объема реактора в день получается 40 литров удобрений. Это значит, что с самой малой установки с реактором 3 куб.м с октября по март скопится 7200 л удобрений, которые надо где-то хранить. Их хватит для удобрения 7 – 15 гектаров. Поэтому основная проблема с биоудобрениями – это их хранение и сбыт зимой.

Твердую фракцию удобнее фасовать, хранить и транспортировать. Возможны также хранение и грануляризация шлама, после чего он может использоваться в качестве подкормки для крупного рогатого скота или как удобрение.

У натуральных биоудобрений есть одно очень полезное свойство: они выравнивают кислотно-щелочной баланс почвы, способствуют меньшему истощению. В отличие от минеральных удобрений, которые усваиваются всего на 35-50%, биоудобрения усваиваются почти полностью.

Биоудобрения не увеличивают содержание нитратов в продуктах и почве, поддерживая при этом высокую урожайность.

Как показывает практика зарубежных стран, при использовании жидких или твердых биоудобрений урожаи увеличиваются на 40–50%. Причем расход составляет от одного до пяти тонн вместо 60 т свежего навоза для 1 га земли.

Полученные удобрения можно использовать как для собственных целей, так и продавать. Во многих странах это очень выгодный бизнес, поскольку себестоимость производства одного литра удобрений составляет максимум 10-15 центов при наличии линии сушки и комплектации (если не фасовать, себестоимость равна нулю), а оптовая цена на внутреннем рынке — $1-1,5. Установка, перерабатывающая 100 т навоза в сутки, позволяет производить 51 т твердых и 43 т жидких удобрений. По мнению экспертов, у России есть отличные перспективы для производства биогаза и высокоэффективных биоудобрений. Количество отходов агропромышленного комплекса России сегодня достигает 600 млн. т в год (225 млн. т сухого вещества), причём большая часть этих отходов не утилизируется. Это приводит к проблемам окисления почв, отчуждению сельскохозяйственных земель (более 2 млн. га сельскохозяйственных земель заняты под хранение навоза), загрязнению грунтовых вод и выбросам в атмосферу метана – парникового газа. Многие растениеводческие регионы страны находятся в зоне рискованного земледелия не только по климатическим условиям, но и по почвенным: для успешного растениеводства требуется постоянное внесение в почву органических удобрений. Российский показатель внесения удобрений в почву (50-60 кг на га в год ) отличается от показателей стран с наиболее развитым сельским хозяйством (например, Нидерландов – 600 кг/га в год) на порядок. Это один из факторов обуславливающих низкую конкурентоспособность российской сельскохозяйственной продукции. Поэтому в средних и северных регионах Европейской России, в земледельческих районах Сибири потребность в органических удобрениях будет постоянной и она будет определяющей в развитии биогазовых технологий.

По подсчетам экспертов, при интенсивном подъеме сельскохозяйственного производства России через несколько лет общий объем производимых органических отходов может составить 675 млн т (по сухому веществу). Значение этого фактора будет возрастать по мере роста тарифов на газ и связанного с этим удорожанием минеральных удобрений (в первую очередь азотных).

Рынок биоудобрений в России еще не сформирован, но если исходить из мирового опыта и стоимости эквивалентных минеральных удобрений, то одна тонна или 1000 литров неразбавленного удобрения должны стоить около 130 USD.

Простой подсчет показывает, что минимальная установка с реактором в 3 куб.м за год на удобрениях может принести доход до 5700 USD, что с запасом перекрывает ее стоимость.

Такая минимальная установка способна за год обеспечить удобрениями 40-80 га обрабатываемой земли с минимальным повышением урожайности 20%. При выращивании, например, пшеницы, с учетом минимальной закупочной стоимости и норм внесения удобрений, дополнительная прибыль при минимальном повышении урожайности составит около 6000 USD, что тоже окупает биогазовую установку с запасом. При выращивании более дорогих культур, прибыль может быть увеличена в разы.

agropraktik.ru

Биогаз. Получение метана в домашних условиях. - Статьи др. авторов - Статьи

Что такое биогаз?

В последнее время все большее внимание привлекают нетрадиционные, с технической точки зрения, источники энергии: солнечное излучение, морские приливы и волны и многое другое. Некоторые из них, например ветер, находили широкое применение и в прошлом, а сегодня переживают второе рождение. Одним из "забытых" видов сырья является и биогаз, использовавшийся еще в Древнем Китае и вновь "открытый" в наше время. Что же такое биогаз? Этим термином обозначают газообразный продукт, получаемый в результате анаэробной, то есть происходящей без доступа воздуха, ферментации (перепревания) органических веществ самого разного происхождения. В любом крестьянском хозяйстве в течение года собирается значительное количество навоза, ботвы растений, различных отходов. Обычно после разложения их используют как органическое удобрение. Однако мало кто знает, какое количество биогаза и тепла выделяется при ферментации. А ведь эта энергия тоже может сослужить хорошую службу сельским жителям.Биогаз - смесь газов. Его основные компоненты: метан (Ch5) - 55-70% и углекислый газ (СО2) - 28-43%, а также в очень малых количествах другие газы, например - сероводород (h3S). В среднем 1 кг органического вещества, биологически разложимого на 70%, производит 0,18 кг метана, 0,32 кг углекислого газа, 0,2 кг воды и 0,3 кг неразложимого остатка. Факторы, влияющие на производство биогаза.Поскольку разложение органических отходов происходит за счет деятельности определенных типов бактерий, существенное влияние на него оказывает окружающая среда. Так, количество вырабатываемого газа в значительной степени зависит от температуры: чем теплее, тем выше скорость и степень ферментации органического сырья. Именно поэтому, вероятно, первые установки для получения биогаза появились в странах с теплым климатом. Однако применение надежной теплоизоляции, а иногда и подогретой воды позволяет освоить строительство генераторов биогаза в районах, где температура зимой опускается до -20?С. Существуют определенные требования и к сырью: оно должно быть подходящим для развития бактерий, содержать биологически разлагающееся органическое вещество и в большом количестве воду (90-94%). Желательно, чтобы среда была нейтральной и без веществ, мешающих действию бактерий: например, мыла, стиральных порошков, антибиотиков.Для получения биогаза можно использовать растительные и хозяйственные отходы, навоз, сточные воды и т. п. В процессе ферментации жидкость в резервуаре имеет тенденцию к разделению на три фракции. Верхняя - корка, образованная из крупных частиц, увлекаемых поднимающимися пузырьками газа, через некоторое время может стать достаточно твердой и будет мешать выделению биогаза. В средней части ферментатора скапливается жидкость, а нижняя, грязеобразная фракция выпадает в осадок.

Бактерии наиболее активны в средней зоне. Поэтому содержимое резервуара необходимо периодически перемешивать - хотя бы один раз в сутки, а желательно - до шести раз. Перемешивание может осуществляться с помощью механических приспособлений, гидравлическими средствами (рециркуляция под действием насоса), под напором пневматической системы (частичная рециркуляция биогаза) или с помощью различных методов самоперемешивания.

Установки для получения биогаза.

В Румынии генераторы биогаза получили широкое распространение. Одна из первых индивидуальных установок (рис.1А) была введена в эксплуатацию еще в декабре 1982 года. С тех пор она успешно обеспечивает газом три соседствующие семьи, имеющие каждая по обычной газовой плите с тремя конфорками и духовкой. Ферментатор находится в яме диаметром около 4 м и глубиной 2 м (объем примерно 21 м3), выложенной изнутри кровельным железом, сваренным дважды: сначала электрической сваркой, а затем, для надежности, газовой. Для антикоррозионной защиты внутренняя поверхность резервуара покрыта смолой. Снаружи верхней кромки ферментатора сделана кольцевая канавка из бетона глубиной примерно 1 м, выполняющая функцию гидрозатвора; в этой канавке, заполненной водой, скользит вертикальная часть колокола, закрывающего резервуар.

Колокол высотой около 2,5 м - из листовой двух миллиметровой стали. В верхней его части и собирается газ.

Автор этого проекта выбрал вариант собирания газа в отличив от других установок с помощью трубы, находящейся внутри ферментатора и имеющей три подземных ответвления - к трем хозяйствам. Кроме того, вода в канавке гидрозатвора проточная, что предотвращает обледенение в зимнее время. Ферментатор загружается примерно 12 м3 свежего навоза, поверх которого выливается коровья моча (без добавления воды. Генератор начинает работать через 7 дней после наполнения.Похожую компоновку имеет еще одна установка (рис. 1Б). Ее ферментатор сделан в яме, имеющей квадратное поперечное сечение размерами 2х2 и глубиной примерно 2,5 м. Яма облицована железобетонными плитами толщиной 10-12 см, оштукатурена цементом и покрыта для герметичности смолой. Канавка гидрозатвора глубиной около 50 см также бетонная, колокол сварен из кровельного железа и может на четырех "ушках" свободно скользить по четырем вертикальным направляющим, установленным на бетонном резервуаре. Высота колокола примерно 3 м, из которых 0,5 м погружено в канавку.

При первом наполнении в ферментатор было загружено 8 м3 свежего коровьего навоза, а сверху запито примерно 400 л коровьей мочи. Через 7- 8 дней установка уже полностью обеспечивала владельцев газом.

Аналогичную конструкцию имеет и генератор биогаза, рассчитанный на прием 6 м3 смешанного навоза (от коров, овец и свиней). Этого оказалось достаточно, чтобы обеспечить нормальную работу газовой плиты с тремя конфорками и духовкой.

Еще одна установка отличается любе пытной конструктивной деталью: рядом с ферментатором уложены присоединенные к нему с помощью Т-образного шланга три большие тракторные камеры, соединенные и между собой (риг. 2). В ночное время, когда биогаз не используется и накапливается под колоколом, возникает опасность, что последний из-за избыточного давления опрокинется. Резиновый резервуар служит дополнительной емкостью. Ферментатора размером 2х2x1,5 м вполне достаточно для работы двух горелок, а при увеличении полезного объема установки до 1 м3 можно получить количество биогаза, достаточное и для обогрева жилища.

Особенность этого варианта установки - устройство колокола 138 см и высотой 150 см из прорезиненного полотна, применяемого для изготовления надувных лoдок. Ферментатор представляет собой металлический резервуар 140х380 см и имеет объем 4,7 м3. Колокол вводится в находящийся в ферментаторе навоз на глубину не менее 30 см для обеспечения гидравлического заслона выходу биогаза в атмосферу. В верхней части разбухающего резервуара предусмотрен кран, соединенный со шлангом; по нему газ поступает к газовой плите с тремя конфорками и колонке для нагрева воды. Чтобы обеспечить оптимальные условия для работы ферментатора, навоз смешивается с горячей водой.Наилучшие результаты установка показала при влажности сырья 90% и температуре 30-35°.

Для обогрева ферментатора используется и эффект теплицы. Над емкостью сооружается металлический каркас, который покрывают полиэтиленовой пленкой: при неблагоприятных погодных условиях она сохраняет тепло и позволяет заметно ускорить процесс разложения сырья.

В Румынии генераторы биогаза используются и в государственных или кооперативных хозяйствах. Вот один из них. Он имеет два ферментатора емкостью по 203 м3, закрытых каркасом с полиэтиленовой пленкой (рис. 3). Зимой навоз обогревается горячей водой. Производительность установки составляет 300-480 м3 газа в день. Такого количества вполне хватает для обеспечения всех потребностей местного агропромышленного комплекса.

Практические советы.Как уже отмечалось, решающую роль. в развитии процесса ферментации играет температура: нагрев сырья с 15? до 20° может вдвое увеличить производство энергоносителя. Поэтому часто генераторов имеет специальную систему подогрева сырья, однако большинство установок не оборудовано ею; они используют лишь тепло, выделяемое в процессе самого разложения органических веществ. Одним из важнейших условий нормальной работы ферментатора является наличие надежной ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ. Кроме того, необходимо свести к минимуму потери тепла при очистке и наполнении бункера ферментатора.Необходимо помнить также о необходимости обеспечения биохимического равновесия, Иногда темпы производства бактериями кислот выше, чем темпы их потребления бактериями второй группы, В этом случае кислотность массы растет, а выработка биогаза снижается. Положение может быть исправлено либо уменьшением ежедневной порции сырья, либо увеличением его растворимости (по возможности, горячей водой), либо, наконец, добавкой нейтрализующего вещества - например известкового молока, стиральной или питьевой соды.

Производство биогаза может уменьшиться за счет нарушения соотношения между углеродом и азотом. В этом случае в ферментатор вводят вещества, содержащие азот, - мочу или в небольшом количестве соли аммония, используемые обычно в качестве химических удобрений (50 - 100 г на 1 м3 сырья).

Следует помнить, что высокая влажность и наличие сероводорода (содержание которого в биогазе может достигать 0,5%) стимулируют повышенную коррозию металлических частей установки. Поэтому состояние всех остальных элементов ферментатора следует регулярно контролировать и в местах повреждений тщательно защищать: лучше всего свинцовым суриком - в один или два слоя, а затем еще двумя слоями любой масляной краски.

В качестве трубопровода для транспортировки биогаза от выпускного патрубка в верхней части колокола установки до потребителя могут использоваться как трубы (металлические или пластмассовые), так и резиновые шланги. Их желательно вести в глубокой траншее, чтобы исключить разрывы из-за замерзания зимой конденсировавшейся воды. Если же транспортировка газа с помощью шланга осуществляется по воздуху, то для отвода конденсата необходимо специальное устройство. Самая простая схема такого приспособления представляет собой U-образную трубку, присоединенную к шлангу в самой нижней его точке (рис. 4). Длина свободной ветви трубки (х) должна быть больше, чем выраженное в миллиметрах водяного столба давление биогаза. По мере того как в трубку стекает конденсат из трубопровода, вода выливается через ее свободный конец без утечки газа.

В верхней части колокола целесообразно также предусмотреть патрубок для установки манометра, чтобы по величине давления судить о количестве накопленного биогаза.

Опыт эксплуатации установок показал, что использование в качестве сырья смеси разных органических веществ дает больше биогаза, чем при загрузка ферментатора одним из компонентов. Влажность сырья рекомендуется немного уменьшать зимой (до 88-90%) и повышать летом (92-94%). Вода, которую используют для разбавления, должна быть теплой (желательно 35-40°).

Сырье подается порциями, по крайней мере один раз в сутки. После первой загрузки ферментатора нередко сначала вырабатывается биогаз, который содержит более 60% углекислого газа и поэтому не горит. Этот газ удаляют в атмосферу, и через 1 -3 дня установка начнет функционировать нормально.

topfeld.narod.ru/biogaz.html

serhii.ru