Οι αυξανόμενες τιμές της ενέργειας αναγκάζουν την αναζήτηση εναλλακτικέςθέρμανση. Καλά αποτελέσματα μπορούν να επιτευχθούν με την αυτοπαραγωγή βιοαερίου από διαθέσιμες οργανικές πρώτες ύλες. Σε αυτό το άρθρο, θα μιλήσουμε για τον κύκλο παραγωγής, τη συσκευή βιοαντιδραστήρα και τον σχετικό εξοπλισμό.

Με την επιφύλαξη των στοιχειωδών κανόνων λειτουργίας, ένας αντιδραστήρας αερίου είναι απολύτως ασφαλής και μπορεί να παρέχει καύσιμα και ηλεκτρισμό ακόμη και σε ένα μικρό σπίτι, ακόμη και σε ένα ολόκληρο αγροτοβιομηχανικό συγκρότημα. Το αποτέλεσμα του βιοαντιδραστήρα δεν είναι μόνο αέριο, αλλά και ένας από τους πιο πολύτιμους τύπους λιπασμάτων, το κύριο συστατικό του φυσικού χούμου.

Πώς παράγεται το βιοαέριο;

Για τη λήψη βιοαερίου, οι οργανικές πρώτες ύλες τοποθετούνται σε συνθήκες ευνοϊκές για την ανάπτυξη αρκετών τύπων βακτηρίων, τα οποία εκπέμπουν μεθάνιο κατά τη διάρκεια της ζωτικής τους δραστηριότητας. Η βιομάζα περνά από τρεις κύκλους μετασχηματισμών και σε κάθε στάδιο συμμετέχουν διαφορετικά στελέχη αναερόβιων οργανισμών. Το οξυγόνο δεν απαιτείται για τη ζωτική τους δραστηριότητα, αλλά χρειάζεται μεγάλης σημασίαςσύνθεση και συνοχή της πρώτης ύλης, καθώς και θερμοκρασία και εσωτερική πίεση. Οι συνθήκες με θερμοκρασία 40-60 ° C σε πίεση έως και 0,05 atm θεωρούνται βέλτιστες. Η φορτωμένη πρώτη ύλη αρχίζει να παράγει αέριο μετά από μια μακρά ενεργοποίηση, η οποία διαρκεί από αρκετές εβδομάδες έως έξι μήνες.

Η έναρξη της απελευθέρωσης αερίου στον υπολογιζόμενο όγκο δείχνει ότι οι βακτηριακές αποικίες είναι ήδη αρκετά πολλές, επομένως, μετά από 1-2 εβδομάδες, οι φρέσκες πρώτες ύλες χορηγούνται στον αντιδραστήρα, ο οποίος ενεργοποιείται σχεδόν αμέσως και εισέρχεται στον κύκλο παραγωγής.

Για να διατηρηθούν οι βέλτιστες συνθήκες, οι πρώτες ύλες αναμειγνύονται περιοδικά, μέρος της θερμότητας από τη θέρμανση αερίου χρησιμοποιείται για τη διατήρηση της θερμοκρασίας. Το αέριο που προκύπτει περιέχει από 30 έως 80% μεθάνιο, 15-50% διοξείδιο του άνθρακα, μικρές ακαθαρσίες αζώτου, υδρογόνου και υδρόθειο. Για χρήση στην οικονομία, το αέριο εμπλουτίζεται με την αφαίρεση του διοξειδίου του άνθρακα από αυτό, μετά το οποίο το καύσιμο μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε ένα ευρύ φάσμα εξοπλισμού ισχύος: από κινητήρες εργοστασίων παραγωγής ενέργειας έως λέβητες θέρμανσης.

Ποια πρώτη ύλη είναι κατάλληλη για παραγωγή

Σε αντίθεση με τη δημοφιλή πεποίθηση, η κοπριά δεν είναι η καλύτερη πρώτη ύλη για την παραγωγή βιοαερίου. Η παραγωγή καυσίμου από έναν τόνο καθαρής κοπριάς είναι μόνο 50-70 m 3 με συγκέντρωση 28-30%. Ωστόσο, είναι τα ζωικά απόβλητα που περιέχουν τα περισσότερα από τα απαραίτητα βακτήρια για γρήγορη έναρξη και διατήρηση αποτελεσματική εργασίααντιδραστήρας.

Για το λόγο αυτό, η κοπριά αναμιγνύεται με απόβλητα καλλιεργειών και βιομηχανίας τροφίμων σε αναλογία 1:3. Ως φυτικές πρώτες ύλες χρησιμοποιούνται:

Οι πρώτες ύλες δεν μπορούν απλώς να χυθούν στον αντιδραστήρα· απαιτείται συγκεκριμένη προετοιμασία. Το αρχικό υπόστρωμα συνθλίβεται σε κλάσμα 0,4-0,7 mm και αραιώνεται με νερό σε ποσότητα περίπου 25-30% του ξηρού βάρους. Σε μεγαλύτερους όγκους, το μείγμα απαιτεί πιο ενδελεχή ανάμειξη στους ομογενοποιητές, μετά την οποία είναι έτοιμο για φόρτωση στον αντιδραστήρα.

Κατασκευή βιοαντιδραστήρα

Οι απαιτήσεις για τις συνθήκες τοποθέτησης του αντιδραστήρα είναι οι ίδιες με αυτές για μια παθητική σηπτική δεξαμενή. Το κύριο μέρος του βιοαντιδραστήρα είναι ο χωνευτήρας, ένα δοχείο στο οποίο λαμβάνει χώρα όλη η διαδικασία ζύμωσης. Για να μειωθεί το κόστος θέρμανσης της μάζας, ο αντιδραστήρας σκάβεται στο έδαφος. Έτσι, η θερμοκρασία του μέσου δεν πέφτει κάτω από 12-16 °C και η εκροή θερμότητας που παράγεται κατά την αντίδραση παραμένει ελάχιστη.

Σχέδιο μονάδας βιοαερίου: 1 - αποθήκη για φόρτωση πρώτων υλών. 2 - βιοαέριο; 3 - βιομάζα? 4 - δεξαμενή αντιστάθμισης. 5 - καταπακτή για την εξόρυξη απορριμμάτων. 6 - βαλβίδα εκτόνωσης πίεσης. 7 - σωλήνας αερίου. 8 - σφράγιση νερού. 9 - στους καταναλωτές

Για χωνευτήρες έως 3 m 3 επιτρέπεται η χρήση νάιλον δοχείων. Δεδομένου ότι το πάχος και το υλικό των τοίχων τους δεν παρεμποδίζουν την εκροή θερμότητας, τα δοχεία είναι επενδεδυμένα με στρώματα διογκωμένης πολυστερίνης ή ανθεκτικά στην υγρασία ορυκτοβάμβακας. Ο πυθμένας του λάκκου σκυροδετείται με τσιμεντοκονία 7-10 cm με οπλισμό για να αποφευχθεί η συμπίεση του αντιδραστήρα από το έδαφος.

Το καταλληλότερο υλικό για την κατασκευή μεγάλων αντιδραστήρων είναι το οπλισμένο αργιλικό σκυρόδεμα. Έχει επαρκή αντοχή, χαμηλή θερμική αγωγιμότητα και υψηλή διάρκεια ζωής. Πριν από την έκχυση των τοιχωμάτων του θαλάμου, είναι απαραίτητο να τοποθετήσετε έναν κεκλιμένο σωλήνα για την παροχή του μείγματος στον αντιδραστήρα. Η διάμετρός του είναι 200-350 mm, το κάτω άκρο πρέπει να απέχει 20-30 cm από το κάτω μέρος.

Στο πάνω μέρος του χωνευτήρα υπάρχει μια δεξαμενή αερίου - μια δομή θόλου ή κώνου που συγκεντρώνει το αέριο στο πάνω σημείο. Η θήκη αερίου μπορεί να είναι κατασκευασμένη από λαμαρίνα, ωστόσο σε μικρές εγκαταστάσεις εκτελείται το θησαυροφυλάκιο πλινθοδομήκαι στη συνέχεια ταπετσαρία με ατσάλινο πλέγμα και σοβατισμένη. Κατά την κατασκευή μιας δεξαμενής αερίου, είναι απαραίτητο να παρέχεται μια σφραγισμένη δίοδος δύο σωλήνων στο πάνω μέρος της: για εισαγωγή αερίου και εγκατάσταση βαλβίδας εκτόνωσης πίεσης. Ένας άλλος σωλήνας με διάμετρο 50-70 mm τοποθετείται για την άντληση της μάζας απορριμμάτων.

Το δοχείο του αντιδραστήρα πρέπει να είναι σφραγισμένο και να αντέχει σε πίεση 0,1 atm. Για να γίνει αυτό, η εσωτερική επιφάνεια του χωνευτήρα καλύπτεται με ένα συνεχές στρώμα επικαλυμμένης ασφάλτου στεγανοποίησης και μια σφραγισμένη καταπακτή είναι τοποθετημένη στην κορυφή της δεξαμενής αερίου.

Απομάκρυνση και εμπλουτισμός αερίου

Από κάτω από τον θόλο της δεξαμενής αερίου, το αέριο αφαιρείται μέσω του αγωγού σε ένα δοχείο με στεγανοποίηση νερού. Το πάχος του στρώματος νερού πάνω από την έξοδο του σωλήνα καθορίζει την πίεση λειτουργίας στον αντιδραστήρα και είναι συνήθως 250-400 mm.

Μετά τη σφράγιση νερού, το αέριο μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε εξοπλισμό θέρμανσης και για μαγείρεμα. Ωστόσο, για τη λειτουργία των κινητήρων εσωτερικής καύσης απαιτείται μεγαλύτερη περιεκτικότητα σε μεθάνιο, άρα το αέριο εμπλουτίζεται.

Το πρώτο στάδιο εμπλουτισμού είναι η μείωση της συγκέντρωσης του διοξειδίου του άνθρακα στο αέριο. Για να γίνει αυτό, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ειδικό εξοπλισμό που λειτουργεί με την αρχή της χημικής απορρόφησης ή σε ημιπερατές μεμβράνες. Στο σπίτι, ο εμπλουτισμός είναι επίσης δυνατός με τη διέλευση αερίου από τη στήλη νερού, στην οποία διαλύεται έως και το μισό CO 2. Το αέριο ψεκάζεται σε μικρές φυσαλίδες μέσω σωληνοειδών αεριστηρίων, το νερό κορεσμένο με διοξείδιο του άνθρακα πρέπει να αφαιρείται περιοδικά και να ψεκάζεται υπό κανονικές ατμοσφαιρικές συνθήκες. Σε συγκροτήματα καλλιεργειών, τέτοιο νερό χρησιμοποιείται με επιτυχία σε συστήματα υδροπονίας.

Στο δεύτερο στάδιο του εμπλουτισμού, η υγρασία του αερίου μειώνεται. Αυτό το χαρακτηριστικό υπάρχει στους περισσότερους εργοστασιακούς συγκεντρωτές. Οι σπιτικοί αφυγραντήρες μοιάζουν με σωλήνα σε σχήμα Ζ γεμάτο με σιλικαζέλ.

Χρήση βιοαερίου: προδιαγραφές και εξοπλισμός

Τα περισσότερα σύγχρονα μοντέλα εξοπλισμού θέρμανσης έχουν σχεδιαστεί για να λειτουργούν με βιοαέριο. Οι απαρχαιωμένοι λέβητες μπορούν να τοποθετηθούν σχετικά εύκολα με την αντικατάσταση του καυστήρα και της συσκευής προετοιμασίας αερίου.

Για τη λήψη αερίου σε πίεση λειτουργίας, χρησιμοποιείται ένας συμβατικός συμπιεστής εμβόλου με δέκτη, ρυθμισμένος να λειτουργεί με πίεση 1,2 της υπολογιζόμενης. Η κανονικοποίηση της πίεσης πραγματοποιείται από έναν μειωτήρα αερίου, ο οποίος βοηθά στην αποφυγή πτώσεων και στη διατήρηση μιας ομοιόμορφης φλόγας.

Η απόδοση του βιοαντιδραστήρα θα πρέπει να είναι τουλάχιστον 50% υψηλότερη από την κατανάλωση. Δεν σχηματίζεται περίσσεια αερίου στην παραγωγή: όταν η πίεση υπερβαίνει τα 0,05-0,065 atm, η αντίδραση επιβραδύνεται σχεδόν εντελώς και αποκαθίσταται μόνο αφού αντληθεί μέρος του αερίου.

Το βιοκαύσιμο ή βιοαέριο είναι ένα μείγμα από διάφορα αέρια, το οποίο λαμβάνεται ως αποτέλεσμα της δραστηριότητας ειδικών μικροοργανισμών (βακτήρια και αρχαία) που τρέφονται με διάφορες οργανικές ύλες, συμπεριλαμβανομένης της κοπριάς.

Μετά την παραλαβή της, η κοπριά ή τα απορρίμματα μετατρέπονται σε λίπασμα υψηλής ποιότητας που περιέχει κάλιο, άζωτο, φώσφορο και οξέα που σχηματίζουν το έδαφος.

Τα πλεονεκτήματα της επεξεργασίας της κοπριάς σε βιοκαύσιμο είναι προφανή, αυτά είναι:

• μείωση των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου·
• μείωση της κατανάλωσης μη ανανεώσιμων καυσίμων·
• καθαρισμός περιττωμάτων από έλμινθους, καθώς και από διάφορα παθογόνα.
• τη δυνατότητα ανακύκλωσης απορριμμάτων κουζίνας.

Έχουμε ήδη μιλήσει για άλλους τρόπους ανακύκλωσης και επεξεργασίας κοπριάς στο άρθρο.

• σχετικά με την τεχνολογία λήψης βιοαερίου από κοπριά·
• σχετικά με το τι επιταχύνει ή επιβραδύνει αυτές τις διαδικασίες και επίσης επηρεάζει τη συνολική ποσότητα καυσίμου.
• ποια μέτρα ασφαλείας πρέπει να ληφθούν·
• Πώς χρησιμοποιείται το διυλισμένο καύσιμο;
• Πόσο κερδοφόρα είναι η παραγωγή βιοαερίου;

Η κοπριά, όπως και τα απορρίμματα, δεν είναι μόνο ζωικά περιττώματα, αλλά και πολύ περίπλοκη ουσία.

Το γεμάτο με διάφορους μικροοργανισμούς, τα οποία εμπλέκονται σε πολλές χημικές και φυσικές διεργασίες.

Ενώ βρίσκονται στα έντερα, επεξεργάζονται τα τρόφιμα, καταστρέφουν πολύπλοκες οργανικές αλυσίδες, μετατρέποντάς τες σε απλές ουσίεςκατάλληλο για απορρόφηση μέσω του εντερικού τοιχώματος.

Ταυτόχρονα, ο αριθμός και η δραστηριότητα των μικροοργανισμών διορθώνεται από το γαστρικό υγρό και τις ουσίες που εκκρίνονται από τα έντερα.

Μετά την είσοδο στον βιοαντιδραστήραμερικά από αυτά αρχίζουν να απορροφούν εντατικά οξυγόνο, απελευθερώνοντας διάφορα αέρια στη διάρκεια της ζωής τους. Είναι αυτοί που διασπούν πολύπλοκες οργανικές ενώσεις, μετατρέποντάς τις σε ουσίες κατάλληλες για τη διατροφή των μικροοργανισμών που σχηματίζουν μεθάνιο.

Αυτό η διαδικασία ονομάζεται υδρόλυση ή ζύμωση. Όταν το επίπεδο οξυγόνου πέσει σε μια κρίσιμη τιμή, αυτοί οι μικροοργανισμοί πεθαίνουν και παύουν να συμμετέχουν στις συνεχιζόμενες διαδικασίες και το έργο τους εκτελείται από αναερόβια αρχαία, δηλαδή δεν χρειάζονται οξυγόνο.

Οι περισσότεροι σκέφτονται μεθανογόνους μικροοργανισμούςβακτήρια, δηλαδή το μικρό τους μέγεθος, αλλά οι επιστήμονες τα απέδωσαν πρόσφατα (1990) σε μεθανογόνα, δηλαδή σε αρχαιοβακτήρια (αρχαία) που τρέφονται με υδρογόνο και μονοξείδιο του άνθρακα (μονοξείδιο του άνθρακα).

Διαφέρουν από τα βακτήρια στη δομή τους, αλλά είναι συγκρίσιμα με αυτά σε μέγεθος. Ως εκ τούτου, πολλοί κατασκευαστές λιπασμάτων εξακολουθούν να τα αποκαλούν βακτήρια, επειδή στο επίπεδο του μέσου χρήστη συσκευών βιοκαυσίμων, και τα δύο ονόματα είναι εξίσου σωστά.

Μικροοργανισμοί που σχηματίζουν μεθάνιο τρέφονται με σπασμένη οργανική ύλη, μετατρέποντάς το σε σαπροπέλ (κάτω λάσπη, που αποτελείται από μείγμα οργανικών και μη οργανικών οργανική ύλη, μεταξύ των οποίων υπάρχουν τα χουμικά οξέα, που αποτελούν την οργανική βάση του εδάφους) και το νερό με την απελευθέρωση μεθανίου.

Δεδομένου ότι όχι μόνο οι μικροοργανισμοί που σχηματίζουν μεθάνιο εμπλέκονται στη διαδικασία της αποσύνθεσης, το αέριο που εκπέμπουν αποτελείται όχι μόνο από μεθάνιο, αλλά περιλαμβάνει επίσης:

• διοξείδιο του άνθρακα;
• υδρόθειο;
• άζωτο;
• διασπορά αέρα-νερού.

μερίδιοκάθε αέριο εξαρτάται από τον αριθμό και τη δραστηριότητα των αντίστοιχων μικροοργανισμώνπου επηρεάζονται από πολλούς παράγοντες.

Ανάμεσα τους:

• το μέγεθος των στερεών κλασμάτων του περιεχομένου του βιοαντιδραστήρα·
• ποσοστό υγρών/στερεών οργανικών κλασμάτων.
• αρχική σύνθεση του υλικού.
• θερμοκρασία;
• την ισορροπία των θρεπτικών συστατικών που είναι κατάλληλα για αυτούς τους μικροοργανισμούς αυτή τη στιγμή.

Η δραστηριότητα των μικροοργανισμών που σχηματίζουν μεθάνιο

Η δραστηριότητα όλων των μικροοργανισμών που εμπλέκονται στη διαδικασία παραγωγής βιοκαυσίμων, εξαρτάται άμεσα από τη θερμοκρασία του μέσουΩστόσο, οι μικροοργανισμοί σήψης έχουν τη μικρότερη εξάρτηση.

Αν και μερικά από αυτά εκπέμπουν και μεθάνιο, η συνολική ποσότητα αυτού του αερίου μειώνεται όσο μειώνεται η θερμοκρασία, αλλά η ποσότητα των άλλων αερίων αυξάνεται.

Σε θερμοκρασία 5–25 βαθμών δρουν μόνο ψυχόφιλα μεθανογόνα.με ελάχιστη απόδοση. Άλλες διεργασίες επιβραδύνονται επίσης, αλλά τα σήψη βακτήρια είναι αρκετά ενεργά, επομένως το μείγμα αρχίζει να σαπίζει αρκετά γρήγορα, μετά από το οποίο είναι δύσκολο να ξεκινήσετε τις διαδικασίες παραγωγής μεθανίου σε αυτό.

Θέρμανση σε θερμοκρασία 30–42 μοίρες(μεσόφιλη διαδικασία) αυξάνει τη δραστηριότητα του μεσόφιλουτα μεθανογόνα, τα οποία δεν έχουν πολύ υψηλές επιδόσεις, και οι κύριοι ανταγωνιστές τους - τα σήψη βακτήρια αισθάνονται αρκετά άνετα.

Σε θερμοκρασία 54–56 μοίρες(θερμοφιλική διαδικασία) μπαίνουν σε δράση θερμόφιλους μικροοργανισμούς, που έχουν τη μέγιστη ικανότητα να παράγουν μεθάνιο, το οποίο όχι μόνο αυξάνει την απόδοση του βιοαερίου, αλλά αυξάνει και την αναλογία μεθανίου σε αυτό.

Επιπλέον, η δραστηριότητα των κύριων ανταγωνιστών τους, των σηπωτικών μικροοργανισμών, μειώνεται απότομα, σε σχέση με την οποία μειώνεται το κόστος της διάσπασης της οργανικής ύλης για την παραγωγή άλλων αερίων και λάσπης.

Τυχόν μεθανογόνα, εκτός από αέριο, εκπέμπουν επίσης θερμική ενέργεια, αλλά αποτελεσματικό μόνο τα μεσόφιλα βακτήρια μπορούν να διατηρήσουν τη θερμοκρασία σε ένα άνετο επίπεδο. Οι θερμόφιλοι μικροοργανισμοί απελευθερώνουν λιγότερη ενέργεια, επομένως, για την ενεργό ύπαρξή τους, το υπόστρωμα πρέπει να θερμανθεί σε βέλτιστη θερμοκρασία.

Πώς να αυξήσετε την παραγωγή;

Δεδομένου ότι οι παραγωγοί μεθανίου είναι μεθανογόνα, για να αυξηθεί η απόδοση αερίου, είναι απαραίτητο δημιουργούν τις πιο άνετες συνθήκες για αυτούς τους μικροοργανισμούς.

Αυτό μπορεί να επιτευχθεί μόνο με ολοκληρωμένο τρόπο, επηρεάζοντας όλα τα στάδια από τη συλλογή και την προετοιμασία της κοπριάς έως την απόρριψη των αποβλήτων και τις μεθόδους καθαρισμού αερίων.

Τα μεθανογόνα δεν μπορούν να αφομοιώσουν αποτελεσματικά τα στερεά θραύσματα, επομένως η κοπριά/απορρίμματα, καθώς και άλλες οργανικές ουσίες, όπως το κομμένο γρασίδι και άλλες πρέπει να μειωθεί όσο το δυνατόν περισσότερο.

Πως μικρότερο μέγεθοςμεγάλα θραύσματα, καθώς και όσο μικρότερο είναι το ποσοστό τους, τόσο περισσότερο υλικό μπορεί να υποστεί επεξεργασία από βακτήρια. Επιπλέον, μια επαρκής ποσότητα νερού είναι πολύ σημαντική, επομένως η κοπριά ή τα απορρίμματα πρέπει να αραιώνονται με νερό σε μια ορισμένη σύσταση.

Πρέπει να γίνεται σεβαστός ισορροπία μεταξύ μεθανογόνων και βακτηρίων, αποσύνθεση της οργανικής ύλης σε απλά συστατικά, ειδικά λίπη διάσπασης.

Εάν υπάρχει περίσσεια μεθανογόνων, θα αναπτυχθούν γρήγορα διαθέσιμα ΘΡΕΠΤΙΚΕΣ ουσιες, μετά την οποία η παραγωγικότητά τους θα μειωθεί απότομα, αλλά θα αυξηθεί η δραστηριότητα των σηπωτικών μικροοργανισμών, οι οποίοι επεξεργάζονται την οργανική ύλη σε χούμο με διαφορετικό τρόπο.

Εάν υπάρχει περίσσεια βακτηρίων που αποσυνθέτουν την οργανική ύλη, τότε η αναλογία διοξειδίου του άνθρακα στο βιοαέριο θα αυξηθεί απότομα, γι 'αυτό μετά τον καθαρισμό του τελικού προϊόντος θα είναι αισθητά μικρότερη.

Σε ακίνητη κατάσταση, τα περιεχόμενα του βιοαντιδραστήρα διαστρωματώνονται με βάση την πυκνότητα, λόγω της οποίας μόνο ένα μέρος των μικροοργανισμών που σχηματίζουν μεθάνιο λαμβάνει επαρκή ποσότητα διατροφής, επομένως πρέπει να ανακατεύεται περιοδικά.απορρίμματα / κοπριά σε βιοαντιδραστήρα.

Η προκύπτουσα λάσπη έχει μεγαλύτερη πυκνότητα από το υδατικό διάλυμα κοπριάς και επομένως κατακάθεται στον πυθμένα, από όπου πρέπει να αφαιρεθεί για να δημιουργηθεί χώρος για νέο κόμμακόπρανα.

Ο καθαρισμός του τελικού προϊόντος μειώνει τον όγκο του βιοαερίου, αλλά αυξάνει απότομα τη θερμαντική του αξία. Για να μην χαθεί έτοιμο βιοαέριο, πρέπει να είναι μεταφορτώστε σε προπαρασκευασμένα αποθετήρια(δοχεία αερίου), από τα οποία στη συνέχεια θα προμηθεύεται στους καταναλωτές.

Τεχνολογία και εξοπλισμός παραγωγής

Κλειστός τεχνολογικός κύκλος, που συνεπάγεται την ελάχιστη χρήση εξωτερικής ενέργειας, περιλαμβάνει:

• συλλογή και προετοιμασία κοπριάς·
• φόρτωση και συντήρηση του βιοαντιδραστήρα·
• απόρριψη και διάθεση αποβλήτων·
• καθαρισμός αερίου?
• παραγωγή ηλεκτρικής και θερμικής ενέργειας.

Συλλογή και προετοιμασία υλικού

Τα περιττώματα που συλλέγονται στο δοχείο κοπριάς περιέχουν πολλά μεγάλα θραύσματα, έτσι θρυμματισμένο με οποιοδήποτε κατάλληλο μύλο. Συχνά αυτή η λειτουργία εκτελείται από μια αντλία που αντλεί το υλικό στον βιοαντιδραστήρα.

Με το χέρι ή χρησιμοποιώντας αυτοματοποιημένα συστήματα, προσδιορίστε το επίπεδο υγρασίας του προϊόντος και, εάν είναι απαραίτητο, προσθέστε καθαρό, μη χλωριωμένο νερό σε αυτό.

Εάν προστεθεί πράσινη μάζα (κομμένο γρασίδι κ.λπ.) στην πρώτη ύλη για να αυξηθεί ο όγκος του βιοαερίου, τότε γίνεται και προθρυμματισμός χρησιμοποιώντας.

Συνθλίβεται και, εάν χρειάζεται, γεμίζεται με πράσινη μάζα το υπόστρωμα φιλτράρεται, στη συνέχεια αντλείται σε ένα δοχείο που βρίσκεται κοντά στον βιοαντιδραστήρα.

Περιέχει ένα έτοιμο προς χρήση διάλυμα θερμαίνεται στην απαιτούμενη θερμοκρασία(ανάλογα με τον τρόπο ζύμωσης) και μετά την πλήρωση χύνεται σε βιοαντιδραστήρα, ο οποίος περιβάλλεται από όλες τις πλευρές από ένα χιτώνιο νερού.

Αυτή η μέθοδος θέρμανσης εξασφαλίζει την ίδια θερμοκρασία σε όλα τα στρώματα του περιεχομένου και μέρος του παραγόμενου αερίου χρησιμοποιείται για τη θέρμανση του ψυκτικού υγρού (νερό) (κατά τα πρώτα φορτία, το ψυκτικό θα πρέπει να θερμανθεί σε βάρος της ενέργειας τρίτων πηγές). Ωστόσο, είναι δυνατές και άλλες μέθοδοι θέρμανσης του περιεχομένου.

1-3 φορές την ημέρα το περιεχόμενο αναμιγνύεταιγια την αποφυγή ισχυρής στρωματοποίησης και τη βελτίωση της αποτελεσματικότητας της επεξεργασίας κοπριάς προς αέριο.

Το αέριο που παράγεται από τα βακτήρια συσσωρεύεται στο πάνω μέρος του αντιδραστήρα, το οποίο δημιουργεί μια ελαφρά θετική πίεση. Επιλογήαέριο πηγαίνοντας στη δεξαμενή αερίουΠεριοδικά όταν επιτευχθεί μια ορισμένη πίεσηή συνεχώς, οπότε η ποσότητα του αερίου που αποσύρεται ρυθμίζεται ώστε να διατηρείται η απαιτούμενη πίεση.

Αποχέτευση και διάθεση απορριμμάτων

Πλήρως αποσυντεθειμένο υλικό, λόγω της υψηλότερης πυκνότητάς του, κατακάθεται στον πυθμένα του αντιδραστήρα και μεταξύ αυτού και το πιο ενεργό στρώμα εμφανίζεται στρώμα απορριμμάτων υγρού. Να γιατί πριν την ανάμειξη αφαιρείται μαζί με μέρος της λάσπης, τα οποία στη συνέχεια διαχωρίζονται.

Και τα δύο είδη απορριμμάτων είναι ισχυρά φυσικά λιπάσματα- το υγρό επιταχύνει την ανάπτυξη των φυτών και η λάσπη βελτιώνει τη δομή / ποιότητα του εδάφους και περιέχει χουμικές ουσίες.

Ως εκ τούτου, και τα δύο είδη απορριμμάτων μπορούν να πωληθούν, καθώς και να χρησιμοποιηθούν στα χωράφια τους. Εάν τα απόβλητα δεν σχεδιάζεται να χωριστούν αμέσως σε κλάσματα, τότε πρέπει να αναμιγνύονται περιοδικά έτσι ώστε η λάσπη να μην κολλάει, διαφορετικά θα είναι δύσκολο να αφαιρεθούν κατά το άδειασμα του δοχείου.

Καθαρισμός αερίου

Για τον καθαρισμό του βιοαερίου, χρησιμοποιούνται διάφορες τεχνικές λύσεις, καθεμία από τις οποίες στοχεύει στην αφαίρεση μιας συγκεκριμένης ουσίας από τη σύνθεσή της. Το νερό απομακρύνεται με συμπύκνωση, για τον οποίο το προϊόν πρώτα θερμαίνεται, μετά περνά μέσα από έναν κρύο σωλήνα, στα τοιχώματα του οποίου καθιζάνουν σταγονίδια νερού.

υδρόθειοκαι διοξείδιο του άνθρακα αφαιρείται με ροφητικάσε υψηλή πίεση. Μια σωστά κατασκευασμένη γραμμή καθαρισμού αυξάνει την περιεκτικότητα σε μεθάνιο στο 93-98%, το οποίο μετατρέπει το βιοαέριο σε ένα πολύ αποδοτικό καύσιμο που μπορεί να ανταγωνιστεί άλλα αέρια καύσιμα.

Είναι αδύνατο να κατασκευαστεί σοβαρός εξοπλισμός καθαρισμού στο σπίτι, ωστόσο, είναι δυνατό να περάσει το τελικό προϊόν μέσω νερού σε υψηλή πίεση, λόγω του οποίου το διοξείδιο του άνθρακα θα μετατραπεί σε διοξείδιο του άνθρακα.

Ταυτόχρονα, το νερό πρέπει να αλλάζει συνεχώς, γιατί η ικανότητά του να απορροφά διοξείδιο του άνθρακα είναι περιορισμένη. Τα λύματα πρέπει να θερμαίνονται (θα απελευθερωθεί διοξείδιο του άνθρακα), μετά το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί ξανά για καθαρισμό. Αλλά και με αυτόν τον τρόπο ένας έμπειρος χημικός πρέπει να καθαρίσει το τελικό προϊόν, μπορεί να επιλέξει την επιθυμητή θερμοκρασία και πίεση.

Παραγωγή θερμικής και ηλεκτρικής ενέργειας

Λόγω της υψηλής θερμιδικής του αξίας, το καθαρισμένο βιοαέριο είναι καλά κατάλληλο για την τροφοδοσία γεννητριών και διαφόρων συσκευών θέρμανσης.

Αυτό μειώνει την απόδοση του τελικού αερίου, αλλά εξαλείφει την ανάγκη για πρόσθετες πηγές ενέργειας, εκτός από τις πρώτες ημέρες, έως ότου ο βιοαντιδραστήρας φτάσει σε πλήρη χωρητικότητα.

Για τη μετατροπή των κινητήρων εσωτερικής καύσης σε μεθάνιο, είναι απαραίτητο να ρυθμίστε τη σωστή γωνία ανάφλεξης, γιατί ο αριθμός οκτανίων αυτού του καυσίμου είναι 105-110 μονάδες. Αυτό μπορεί να γίνει τόσο μηχανικά (περιστρέφοντας τον διανομέα) όσο και αλλάζοντας το πρόγραμμα της ηλεκτρονικής μονάδας ελέγχου.

Εάν ο κινητήρας θα λειτουργεί μόνο με μεθάνιο, χωρίς τη χρήση βενζίνης, τότε πρέπει να τονωθεί αυξάνοντας τη σχέση συμπίεσης.

Αυτό όχι μόνο θα αυξήσει την απόδοση του κινητήρα, επιτρέποντάς σας να χρησιμοποιείτε το αέριο πιο προσεκτικά, αλλά και κάνει τον κινητήρα να διαρκεί περισσότερο, γιατί όσο χαμηλότερος είναι ο λόγος συμπίεσης, τόσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία στο θάλαμο καύσης, πράγμα που σημαίνει ότι τόσο μεγαλύτερη είναι η πιθανότητα καύσης εμβόλων ή βαλβίδων.

Για τη μετατροπή συσκευών θέρμανσης σε βιοαέριο, συμπεριλαμβανομένων λέβητες ζεστού νερού, πρέπει να επιλέξετε το σωστό μέγεθος πίδακαώστε η ποσότητα της παραγόμενης θερμότητας να αντιστοιχεί στον τρόπο λειτουργίας. Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό για συστήματα με αυτόματο έλεγχο, που λειτουργούν σύμφωνα με ένα συγκεκριμένο πρόγραμμα.

Όγκος βιοαντιδραστήρα

Ο όγκος του βιοαντιδραστήρα υπολογίζεται με βάση τον κύκλο πλήρους επεξεργασίας της οργανικής ύλης, ο οποίος είναι για:

• μεσόφιλη διαδικασία 12–30 ημέρες.
• θερμόφιλη διαδικασία 3–10 ημέρες.

Όγκος αντιδραστήρα ορίζεται ως εξής- πολλαπλασιάστε την ημερήσια παραγωγή κοπριάς, αραιωμένης στην απαιτούμενη περιεκτικότητα σε υγρασία (90%), με τον μέγιστο αριθμό ημερών που απαιτούνται για πλήρη αποσύνθεση, τότε το αποτέλεσμα αυξάνεται κατά 10–30%.

Μια τέτοια αύξηση είναι απαραίτητη για τη δημιουργία της πρώτης δεξαμενής αερίου στην οποία θα συσσωρευτεί το παραγόμενο αέριο.

Εκτέλεση

Παρά το γεγονός ότι για οποιαδήποτε καθεστώς θερμοκρασίαςη συνολική απόδοση αερίου είναι περίπου η ίδια, υπάρχει μια σημαντική διαφορά - να το αποκτήσετε σε 3-5 ημέρες στη μέγιστη παραγωγικότητα ή να το συλλέξετε μέσα σε ένα μήνα.

Να γιατί Η παραγωγικότητα μπορεί να αυξηθεί μόνο με την αύξηση του όγκου του επεξεργασμένου υλικού, και ως εκ τούτου η χρήση ενός μεγαλύτερου βιοαντιδραστήρα.

Η μετάβαση σε μια θερμόφιλη διεργασία καθιστά δυνατή την αύξηση της παραγωγικότητας ακόμη και με μείωση του όγκου του αντιδραστήρα· ωστόσο, στην περίπτωση αυτή, το κόστος που σχετίζεται με τη θέρμανση του μείγματος αυξάνεται απότομα.

Κατά προσέγγιση παράμετροιΗ παραγωγή βιοαερίου από διαφορετικούς τύπους κοπριάς / κοπριάς, καθώς και άλλα υλικά, θα εξετάσουμε παρακάτω σε πίνακες. Για να μετατρέψετε τις υποδεικνυόμενες τιμές σε τόνους έτοιμο μείγμαυγρασία 90%, τα δεδομένα από τη δεύτερη στήλη πρέπει να πολλαπλασιαστούν επί 80–120.

Αυτή η εξάπλωση οφείλεται:

• χαρακτηριστικά διατροφής ζώων ή πτηνών·
• υλικό και διαθεσιμότητα κλινοσκεπασμάτων.
• αποτελεσματικότητα λείανσης.

Απορρίμματα ζώων και πουλερικών

Είδος πρώτης ύλης	Παραγωγή αερίου (m 3 ανά kg ξηρής ύλης)	Περιεκτικότητα σε μεθάνιο (%)
κοπριά βοοειδών	0,250 — 0,340	65
κοπριά χοίρων	0,340 — 0,580	65-70
περιττώματα πουλιών	0,310-0,620	60
Η κοπριά αλόγων	0,200 — 0,300	56-60
κοπριά προβάτων	0,300 — 0,620	70

Οικιακά απορρίμματα

Βλάστηση

Εκτίμηση κερδοφορίας

Κατά την αξιολόγηση της κερδοφορίας, είναι απαραίτητο να ληφθούν υπόψη όλα τα είδη εσόδων και εξόδων, συμπεριλαμβανομένων των έμμεσων.

Π.χ, παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειαςγια τις δικές σας ανάγκες σας επιτρέπει να αρνηθείτε να το αγοράσετε, και σε ορισμένες περιπτώσεις και από επενδύσεις σε επικοινωνίες, που μπορεί να αποδοθούν σε έμμεσο εισόδημα.

Ένα από τα είδη του έμμεσου εισοδήματος είναι καμία αξίωση από κατοίκους παρακείμενων εκτάσεων, που προκαλείται από μια δυσάρεστη οσμή που εκπέμπει κοπριά σε σωρούς. Εξάλλου, οι νόμοι της Ρωσικής Ομοσπονδίας εγγυώνται σε ένα άτομο το δικαίωμα να αναπνέει καθαρος ΑΕΡΑΣ, επομένως, κατά την προσφυγή στο δικαστήριο, ένας τέτοιος ενάγων μπορεί κάλλιστα να κερδίσει τη διαδικασία και να υποχρεώσει τον κατασκευαστή της κοπριάς να εξαλείψει τη δυσάρεστη οσμή με δικά του έξοδα.

Η απόρριψη κοπριάς ή περιττωμάτων σε σωρούς όχι μόνο χαλάει τον αέρα, αλλά και είναι σοβαρή απειλήγια το έδαφος και τα υπόγεια ύδατα. Ένας φυσικά σάπιος σωρός οργανικής ύλης αυξάνει δραματικά την οξύτητα του εδάφους και αντλεί άζωτο από αυτό, έτσι ακόμα και μετά από λίγα χρόνια είναι δύσκολο να αναπτυχθεί οτιδήποτε σε αυτό το μέρος.

Οποιαδήποτε περιττώματα περιέχει έλμινθες και παθογόνους παράγοντες διαφόρων ασθενειών, οι οποίοι, μόλις εισέλθουν στα υπόγεια ύδατα, μπορούν να διεισδύσουν στην παροχή νερού ή στο πηγάδι, γεγονός που θα αποτελέσει απειλή για τα ζώα και τους ανθρώπους.

Ως εκ τούτου, η δυνατότητα ανακύκλωσης επικίνδυνων αποβλήτων σε σχετικά ασφαλή λάσπη και βιομηχανικό νερό μπορεί να αποδοθεί σε πολύ μεγάλο έμμεσο εισόδημα.

Το έμμεσο κόστος περιλαμβάνεικατανάλωση αερίου για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας και τη θέρμανση του ψυκτικού. Επιπλέον, η κερδοφορία επηρεάζεται από τη δυνατότητα πώλησης απορριμμάτων επεξεργασίας, δηλαδή αποξηραμένης ή υγρής λάσπης (λάσπης) και καθαρού νερού επεξεργασίας κορεσμένου με διάφορα ιχνοστοιχεία.

Πολλά εξαρτώνται από το μέγεθος των επενδύσεων κεφαλαίου, γιατί μπορείτε να αγοράσετε όλο τον εξοπλισμό από μια γνωστή εταιρεία και σε αρκετά υψηλή τιμή, ή μπορείτε να το κάνετε μόνοι σας.

Εξίσου σημαντικό είναι επίπεδο αυτοματισμού, γιατί όσο πιο ψηλά είναι τόσο λιγότεροι εργαζόμενοι χρειάζονται, πράγμα που σημαίνει ότι υπάρχουν λιγότερα έξοδα για μισθούς και πληρωμή φόρων για αυτούς.

Στο σωστή επιλογήεξοπλισμό και αρμόδια οργάνωση της όλης διαδικασίας απόκτησης βιοαερίου αποδίδει σε λίγα χρόνιαακόμη και χωρίς την πώληση καθαρού βιοαερίου.

Παρά όλα αυτά εισόδημα μπορεί να είναι:

• αισθητή μείωση του κόστους που σχετίζεται με τη διάθεση των περιττωμάτων·
• αύξηση της γονιμότητας της γης με λίπανση με τεχνικό νερό και λάσπη.
• μείωση του κόστους αγοράς ενέργειας·
• μείωση του κόστους αγοράς λιπασμάτων.

Μέτρα ασφαλείας

Η παραγωγή βιοαερίου είναι μια πολύ επικίνδυνη διαδικασία, γιατί πρέπει να δουλέψεις με τοξικά και εκρηκτικά υλικά. Επομένως, πρέπει να ληφθούν αυξημένα μέτρα ασφαλείας σε όλα τα στάδια - από την ανάπτυξη ενός έργου εξοπλισμού έως τη μεταφορά καθαρού αερίου στους τελικούς καταναλωτές και τη διάθεση απορριμμάτων.

Γι 'αυτό το λόγο είναι καλύτερο να αναθέσουμε την ανάπτυξη ενός έργου βιοαντιδραστήρα και την κατασκευή του σε επαγγελματίες. Εάν πρέπει να το κάνετε μόνοι σας, τότε καλό είναι να λάβετε ως βάση συσκευές μαζικής παραγωγής και να ελέγξετε προσεκτικά τη σφράγισή τους.

Ακόμη και ένα μικρό κενό ή ρωγμή σε έναν αντιδραστήρα ή μια δεξαμενή αερίου θα οδηγήσει σε διαρροή αέρα και θα δημιουργήσει μεγάλη πιθανότητα σχηματισμού ενός εκρηκτικού μείγματος μεθανίου και οξυγόνου.

Εκτός, Το οξυγόνο που προσλαμβάνεται θα επηρεάσει αρνητικά τη δραστηριότητα των μεθανογόνων, λόγω του οποίου η ημερήσια παραγωγή μεθανίου θα μειωθεί και με επαρκή ποσότητα οξυγόνου θα σταματήσει εντελώς. Η διαρροή μεθανίου ή ακατέργαστου αερίου στο δωμάτιο θα δημιουργήσει κίνδυνο δηλητηρίασης και υψηλό κίνδυνο έκρηξης.

Η οργάνωση και η τεχνική εκτέλεση της όλης διαδικασίας πρέπει να συμμορφώνονται πλήρως με αυτά τα έγγραφα.:

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα σε σύγκριση με άλλα καύσιμα

Για να συγκρίνουμε διαφορετικούς τύπους καυσίμων μεταξύ τους, και ακόμη περισσότερο ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΟΙ ΤΥΠΟΙενέργειες, είναι απαραίτητο να καθοριστεί ποιες παράμετροι θα συγκριθούν. Ταυτόχρονα, είναι λάθος να συγκρίνουμε το κόστος, επειδή η κανονική τιμή του βιοαερίου θα γίνει μετά την περίοδο απόσβεσης.

Είναι επίσης λανθασμένη η σύγκριση με θερμογόνο δύναμη, επειδή το καύσιμο με χαμηλότερη θερμογόνο δύναμη δεν είναι πάντα χειρότερο από μια μεγαλύτερη θερμογόνο δύναμη.

Για παράδειγμα, τα καυσόξυλα έχουν χαμηλότερη θερμογόνο δύναμη από το ντίζελ, αλλά σε πολλές περιπτώσεις είναι περισσότερα κατάλληλη θέακαύσιμα.

Να γιατί Μπορείτε να συγκρίνετε διαφορετικούς τύπους καυσίμου και ενέργειας με τέτοιες παραμέτρους, Πως:

1. Καταλληλότητα για χρήση σε αυτοκίνητα, γεννήτριες ρεύματος και συστήματα θέρμανσης (σε σημεία, 1 βαθμός - κατάλληλος για όλους, 2 πόντους - για κάποιους, 3 βαθμούς - για οποιοδήποτε).
2. Η ανάγκη δημιουργίας ειδικών συνθηκών αποθήκευσης (1 βαθμός - είναι δυνατό σε οποιεσδήποτε συνθήκες, 2 σημεία - χρειάζονται ειδικά δοχεία, 3 σημεία - εκτός από ειδικά δοχεία, είναι απαραίτητο προαιρετικός εξοπλισμός, 4 βαθμοί - η αποθήκευση είναι αδύνατη).
3. Η πολυπλοκότητα της μετατροπής του εξοπλισμού σε άλλο καύσιμο ή ενέργεια (1 βαθμός - ελάχιστες αλλαγές που μπορεί να κάνει ακόμη και ένα άτομο χωρίς εμπειρία, 2 - αλλαγές που είναι προσβάσιμες σε έναν περισσότερο ή λιγότερο έμπειρο ερασιτέχνη και δεν απαιτούν ιδιαίτερα εξειδικευμένο εξοπλισμό, 3 βαθμοί - απαιτείται σημαντική αλλαγή).
4. Αρνητικές επιπτώσεις στο περιβάλλον (σε βαθμούς, 1 - το λιγότερο, 2 βαθμοί - μέσος όρος, 3 βαθμοί - μέγιστο).
5. Είναι το καύσιμο ή η ενέργεια ανανεώσιμα (σε σημεία, 1 βαθμός - πλήρως (για παράδειγμα, άνεμος ή ηλιακό φως)· 2 βαθμοί - υπό όρους, δηλαδή, υπό ορισμένες συνθήκες, ή μετά από κάποια ενέργεια, 3 βαθμοί - όχι).
6. Εξαρτάται από το έδαφος, την εποχή και τον καιρό (σε βαθμούς, 1 βαθμός - όχι, 2 βαθμοί - εν μέρει, 3 βαθμοί - εξαρτάται από τα πάντα).

Όνομα καυσίμου ή ενέργειας	Παράμετροι για σύγκριση
	Δυνατότητες χρήσης	Αποθήκευση	Εξοπλισμός	Επιπτώσεις στο περιβάλλον	Ανανεώσιμη δυνατότητα	Εξάρτηση από εξωτερικούς παράγοντες
Καθαρισμένο βιοαέριο (περιεκτικότητα σε μεθάνιο 95-99%)	1	3	1–2	1	1	1
Προπάνιο	1	2–3	1–2	2	3	1
Βενζίνη	1	2	2	3	3	1
καύσιμο	3	2	3	3	3	1
καύσιμο πετρελαίου	2	2	3	3	3	1
Καυσόξυλα	3	1	3	2	1	2
Κάρβουνο	3	1	3	2	3	2
Ηλεκτρική ενέργεια	1	4	3	1	2	1
Αιολική ενέργεια	2	4	3	1–2	1	3
Ενέργεια του ήλιου	2	4	3	1	1	3
Ενέργεια της κίνησης του νερού (ποτάμια)	2	4	3	1–2	1	3

Λήψη άδειας

Παρά το γεγονός ότι η κοπριά ανήκει στην τρίτη κατηγορία κινδύνου, δηλαδή τα μετρίως επικίνδυνα απόβλητα, για διάθεση πρέπει να πάρει άδεια.

Αλλά αυτό ισχύει μόνο για εκείνες τις περιπτώσεις όπου το βιοαέριο ή η ηλεκτρική ενέργεια που προέρχεται από αυτό πρόκειται να πωληθεί.

Επιπλέον, απαιτείται αδειοδότηση εάν ο χωνευτήρας θα λειτουργεί με αγορασμένες πρώτες ύλες. Εάν το βιοαέριο που προκύπτει θα χρησιμοποιηθεί μόνο για τις ανάγκες αυτού που το παράγει, τότε δεν χρειάζεται να ληφθεί άδεια.

Επιπλέον, είναι απαραίτητο να λάβει οικοδομική άδεια, καθώς και να συντονίσει το έργο μετα ακόλουθα τμήματα:

• Rostechnadzor;
• Πυροσβεστική Επιθεώρηση;
• Υπηρεσία υγραερίου.

Μερικές φορές οι ιδιοκτήτες μικρών και όχι πολύ μικρών αγροκτημάτων παραμελούν τις εγκρίσεις και τις άδειες, επειδή χτίζουν τα πάντα στη δική τους γη και δεν πουλούν μεταποιημένα προϊόντα σε κανέναν.

Μια τέτοια θέση είναι γεμάτη με σοβαρό πρόστιμο, γιατί βιο εγκαταστάσεις αερίουταξινομούνται ως επικίνδυνες βιομηχανίες, άρα πρέπει να εγγραφεί στο κρατικό μητρώοεπικίνδυνες εγκαταστάσεις παραγωγής του Rostekhnadzor.

Επιπλέον, τέτοια αντικείμενα ασφαλίσει σε περίπτωση ατυχήματος, και πριν από την εκτόξευση πρέπει να ελέγχονται από ειδικούς των αρμόδιων τμημάτων.

Ωστόσο, οι ιδιοκτήτες μικρών οικιακών εγκαταστάσεων παραμελούν την εγγραφή επειδή το κόστος των αδειών αναιρεί όλα τα οφέλη αυτής της μεθόδου απόρριψης κοπριάς.

Ωστόσο, το κάνουν αυτό με δική τους ευθύνη και κίνδυνο, διότι σε περίπτωση έκτακτης ανάγκης, όχι μόνο θα πρέπει να πληρώσουν πρόστιμα για την έλλειψη πληροφοριών στο μητρώο, αλλά και να είναι υπεύθυνοι για όλες τις συνέπειες.

Φόρουμ

Έχουμε προετοιμαστεί λίστα διαδικτυακών φόρουμ, όπου οι χρήστες συζητούν διάφορα θέματα που σχετίζονται με την παραγωγή βιοαερίου από κοπριά και τον εξοπλισμό που απαιτείται για αυτό:

Σχετικά βίντεο

Το βίντεο δείχνει όλα τα στάδια της διαδικασίας επεξεργασίας της κοπριάς σε βιοαέριο:

συμπέρασμα

Το βιοαέριο είναι προϊόν επεξεργασίας κοπριάς και κοπριάς, καθώς και καλή εναλλακτική λύση σε άλλα καύσιμα. Παρά την ανάγκη για σοβαρές κεφαλαιουχικές επενδύσεις, καθώς και την έκδοση πολλών αδειών και εγκρίσεων, η παραγωγή του θα καταστήσει δυνατή την ωφέλιμη διάθεση των απορριμμάτων ζώων και πτηνών.

Σε επαφή με

Ένα από τα καθήκοντα που πρέπει να επιλυθούν γεωργία- διάθεση κοπριάς και φυτικών απορριμμάτων. Και είναι όμορφο σοβαρό πρόβλημαπου απαιτεί συνεχή προσοχή. Η ανακύκλωση απαιτεί όχι μόνο χρόνο και προσπάθεια, αλλά και ένα αξιοπρεπές ποσό. Σήμερα υπάρχει τουλάχιστον ένας τρόπος που το επιτρέπει πονοκέφαλομετατρέψτε το σε στοιχείο εισοδήματος: επεξεργασία κοπριάς σε βιοαέριο. Η τεχνολογία βασίζεται σε φυσική διαδικασίααποσύνθεση κοπριάς και φυτικών υπολειμμάτων λόγω των βακτηρίων που περιέχουν. Το όλο καθήκον είναι να δημιουργηθούν ειδικές συνθήκες για την πληρέστερη αποσύνθεση. Αυτές οι συνθήκες είναι η έλλειψη πρόσβασης σε οξυγόνο και η βέλτιστη θερμοκρασία (40-50 o C).

Όλοι γνωρίζουν πώς απορρίπτεται συχνότερα η κοπριά: συσσωρεύεται, στη συνέχεια, μετά τη ζύμωση, βγαίνει στα χωράφια. Σε αυτή την περίπτωση, το αέριο που προκύπτει απελευθερώνεται στην ατμόσφαιρα και το 40% του αζώτου που περιέχεται στην αρχική ουσία και το μεγαλύτερο μέρος του φωσφόρου πετούν επίσης εκεί. Το λίπασμα που προκύπτει απέχει πολύ από το τέλειο.

Για τη λήψη βιοαερίου είναι απαραίτητο η διαδικασία αποσύνθεσης της κοπριάς να γίνεται χωρίς πρόσβαση σε οξυγόνο, σε κλειστό όγκο. Στην περίπτωση αυτή, τόσο το άζωτο όσο και ο φώσφορος παραμένουν στο υπολειμματικό προϊόν και το αέριο συσσωρεύεται στο πάνω μέρος της δεξαμενής, από όπου μπορεί εύκολα να αντληθεί. Προκύπτουν δύο πηγές κέρδους: αέριο άμεσα και αποτελεσματικό λίπασμα. Επιπλέον, λίπασμα υψηλότερη ποιότητακαι 99% ασφαλές: τα περισσότερα παθογόνα και τα αυγά ελμινθών πεθαίνουν, οι σπόροι ζιζανίων που περιέχονται στην κοπριά χάνουν τη βλάστησή τους. Υπάρχουν ακόμη και γραμμές για τη συσκευασία αυτού του υπολείμματος.

Η δεύτερη προϋπόθεση για τη διαδικασία επεξεργασίας της κοπριάς σε βιοαέριο είναι η διατήρηση της βέλτιστης θερμοκρασίας. Βακτήρια που υπάρχουν στη βιομάζα χαμηλές θερμοκρασίεςαδρανής. Αρχίζουν να δρουν σε θερμοκρασία περιβάλλοντος +30 o C. Επιπλέον, δύο είδη βακτηρίων περιέχονται στην κοπριά:

Τα θερμόφιλα φυτά με θερμοκρασίες από +43 ο C έως +52 ο C είναι τα πιο αποτελεσματικά: η κοπριά επεξεργάζεται σε αυτά για 3 ημέρες, λαμβάνονται έως και 4,5 λίτρα βιοαερίου από 1 λίτρο χρήσιμης επιφάνειας βιοαντιδραστήρα (αυτή είναι η μέγιστη απόδοση) . Αλλά η διατήρηση θερμοκρασίας +50 o C απαιτεί σημαντικό ενεργειακό κόστος, το οποίο δεν είναι κερδοφόρο σε κάθε κλίμα. Ως εκ τούτου, πιο συχνά οι μονάδες βιοαερίου λειτουργούν σε μεσόφιλες θερμοκρασίες. Σε αυτή την περίπτωση, ο χρόνος επεξεργασίας μπορεί να είναι 12-30 ημέρες, η απόδοση είναι περίπου 2 λίτρα βιοαερίου ανά 1 λίτρο όγκου βιοαντιδραστήρα.

Η σύνθεση του αερίου ποικίλλει ανάλογα με τις πρώτες ύλες και τις συνθήκες επεξεργασίας, αλλά περίπου έχει ως εξής: μεθάνιο - 50-70%, διοξείδιο του άνθρακα - 30-50%, και επίσης περιέχει ένας μεγάλος αριθμός απόυδρόθειο (λιγότερο από 1%) και πολύ μικρή ποσότητα ενώσεων αμμωνίας, υδρογόνου και αζώτου. Ανάλογα με το σχεδιασμό της εγκατάστασης, το βιοαέριο μπορεί να περιέχει σημαντική ποσότητα υδρατμών, η οποία θα απαιτήσει αφυδάτωση (διαφορετικά απλά δεν θα καεί). Πώς φαίνεται η βιομηχανική εγκατάσταση φαίνεται στο βίντεο.

Μπορεί να ειπωθεί μια ολόκληρη μονάδα παραγωγής φυσικού αερίου. Αλλά για μια ιδιωτική αυλή ή ένα μικρό αγρόκτημα, τέτοιοι όγκοι είναι άχρηστοι. Η απλούστερη μονάδα βιοαερίου είναι εύκολο να γίνει με τα χέρια σας. Αλλά το ερώτημα είναι: "Πού να στείλουμε βιοαέριο στη συνέχεια;" Η θερμογόνος δύναμη του αερίου που προκύπτει είναι από 5340 kcal / m3 έως 6230 kcal / m3 (6,21 - 7,24 kWh / m3). Επομένως, μπορεί να τροφοδοτηθεί σε λέβητα αερίου για παραγωγή θερμότητας (θέρμανση και ζεστό νερό), ή σε μονάδα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, σόμπα αερίου κ.λπ. Αυτός είναι ο τρόπος με τον οποίο ο Vladimir Rashin, ο σχεδιαστής μιας μονάδας βιοαερίου, χρησιμοποιεί την κοπριά από το αγρόκτημα ορτυκιών του.

Αποδεικνύεται ότι έχοντας τουλάχιστον κάποια περισσότερο ή λιγότερο αξιοπρεπή ποσότητα ζώων και πουλερικών, μπορείτε να καλύψετε πλήρως τις ανάγκες του νοικοκυριού σας σε θερμότητα, φυσικό αέριο και ηλεκτρική ενέργεια. Και αν εγκαταστήσετε εγκαταστάσεις αερίου σε αυτοκίνητα, τότε καύσιμα για τον στόλο. Δεδομένου ότι το μερίδιο της ενέργειας στο κόστος παραγωγής είναι 70-80%, μπορείτε να εξοικονομήσετε μόνο έναν βιοαντιδραστήρα και στη συνέχεια να κερδίσετε πολλά χρήματα. Ακολουθεί ένα στιγμιότυπο οθόνης του οικονομικού υπολογισμού της κερδοφορίας μιας μονάδας βιοαερίου για μια μικρή φάρμα (από τον Σεπτέμβριο του 2014). Δεν μπορείς να πεις την οικονομία μικρή, αλλά σίγουρα δεν είναι ούτε μεγάλη. Ζητούμε συγγνώμη για την ορολογία - αυτό είναι το στυλ του συγγραφέα.

Αυτή είναι μια κατά προσέγγιση ανάλυση των απαιτούμενων δαπανών και των πιθανών εσόδων.

Σχέδια αυτοκατασκευασμένων μονάδων βιοαερίου

Το απλούστερο σχήμα μιας μονάδας βιοαερίου είναι ένα σφραγισμένο δοχείο - ένας βιοαντιδραστήρας, στον οποίο χύνεται ο παρασκευασμένος πολτός. Αντίστοιχα, υπάρχει μια καταπακτή για τη φόρτωση κοπριάς και μια καταπακτή για την εκφόρτωση επεξεργασμένων πρώτων υλών.

Το απλούστερο σχέδιο μιας μονάδας βιοαερίου χωρίς "καμπάνες και σφυρίχτρες"

Το δοχείο δεν είναι πλήρως γεμάτο με το υπόστρωμα: 10-15% του όγκου πρέπει να παραμείνει ελεύθερο για τη συλλογή αερίου. Ένας σωλήνας αερίου είναι ενσωματωμένος στο καπάκι της δεξαμενής. Δεδομένου ότι το αέριο που προκύπτει περιέχει μια μάλλον μεγάλη ποσότητα υδρατμών, δεν θα καεί με αυτή τη μορφή. Επομένως, είναι απαραίτητο να το περάσετε από στεγανοποίηση νερού για αποστράγγιση. Σε αυτή την απλή συσκευή, το μεγαλύτερο μέρος των υδρατμών θα συμπυκνωθεί και το αέριο θα καεί ήδη καλά. Στη συνέχεια, είναι επιθυμητό να καθαριστεί το αέριο από άκαυστο υδρόθειο και μόνο τότε μπορεί να τροφοδοτηθεί στη θήκη αερίου - ένα δοχείο για τη συλλογή αερίου. Και από εκεί είναι ήδη δυνατή η αναπαραγωγή στους καταναλωτές: τροφοδοτήστε το σε ένα λέβητα ή μια σόμπα αερίου. Πώς να φτιάξετε φίλτρα για μια μονάδα βιοαερίου με τα χέρια σας, δείτε το βίντεο.

Μεγάλες βιομηχανικές εγκαταστάσεις τοποθετούνται στην επιφάνεια. Και αυτό, καταρχήν, είναι κατανοητό - ο όγκος των εργασιών γης είναι πολύ μεγάλος. Αλλά σε μικρές φάρμες, το μπολ αποθήκης είναι θαμμένο στο έδαφος. Αυτό, πρώτον, σας επιτρέπει να μειώσετε το κόστος διατήρησης της απαιτούμενης θερμοκρασίας και, δεύτερον, σε μια ιδιωτική αυλή, υπάρχουν ήδη αρκετές συσκευές.

Το δοχείο μπορεί να ληφθεί έτοιμο, ή από τούβλο, σκυρόδεμα κ.λπ. σε σκαμμένο λάκκο. Αλλά σε αυτή την περίπτωση, θα πρέπει να φροντίσετε για την αεροστεγανότητα και την απόφραξη: η διαδικασία είναι αναερόβια - χωρίς πρόσβαση αέρα, επομένως είναι απαραίτητο να δημιουργηθεί ένα στρώμα αδιαπέραστο από το οξυγόνο. Η κατασκευή αποδεικνύεται πολυεπίπεδη και η κατασκευή ενός τέτοιου καταφυγίου είναι μια μακρά και δαπανηρή διαδικασία. Επομένως, είναι φθηνότερο και ευκολότερο να θάψετε το έτοιμο δοχείο. Προηγουμένως, αυτά ήταν απαραίτητα μεταλλικά βαρέλια, συχνά από ανοξείδωτο χάλυβα. Σήμερα, με την εμφάνιση των δοχείων PVC στην αγορά, μπορείτε να τα χρησιμοποιήσετε. Είναι χημικά ουδέτερα, έχουν χαμηλή θερμική αγωγιμότητα, μεγάλη διάρκεια ζωής και είναι αρκετές φορές φθηνότερα από τον ανοξείδωτο χάλυβα.

Αλλά η μονάδα βιοαερίου που περιγράφεται παραπάνω θα έχει χαμηλή παραγωγικότητα. Για να ενεργοποιηθεί η διαδικασία επεξεργασίας, είναι απαραίτητη η ενεργή ανάμειξη της μάζας στη χοάνη. Διαφορετικά, σχηματίζεται κρούστα στην επιφάνεια ή στο πάχος του υποστρώματος, η οποία επιβραδύνει τη διαδικασία αποσύνθεσης και λαμβάνεται λιγότερο αέριο στην έξοδο. Η ανάμιξη πραγματοποιείται με οποιονδήποτε διαθέσιμο τρόπο. Για παράδειγμα, όπως φαίνεται στο βίντεο. Σε αυτή την περίπτωση, μπορεί να γίνει οποιαδήποτε μονάδα δίσκου.

Υπάρχει ένας άλλος τρόπος ανάμειξης των στρωμάτων, αλλά μη μηχανικός - βαρβίωση: το αέριο που παράγεται υπό πίεση τροφοδοτείται στο κάτω μέρος της δεξαμενής κοπριάς. Ανυψώνοντας, οι φυσαλίδες αερίου θα σπάσουν την κρούστα. Δεδομένου ότι παρέχεται το ίδιο βιοαέριο, δεν θα υπάρξουν αλλαγές στις συνθήκες επεξεργασίας. Επίσης, αυτό το αέριο δεν μπορεί να θεωρηθεί έξοδο - θα πέσει ξανά στη δεξαμενή αερίου.

Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, απαιτούνται υψηλές θερμοκρασίες για καλή απόδοση. Για να μην ξοδέψετε πολλά χρήματα για τη διατήρηση αυτής της θερμοκρασίας, είναι απαραίτητο να φροντίσετε τη μόνωση. Τι είδους θερμομονωτικό να επιλέξετε, φυσικά, είναι η επιχείρησή σας, αλλά σήμερα ο πιο βέλτιστος είναι ο αφρός πολυστυρενίου. Δεν φοβάται το νερό, δεν προσβάλλεται από μύκητες και τρωκτικά, έχει μεγάλη διάρκεια ζωής και εξαιρετική απόδοση θερμομόνωσης.

Το σχήμα του βιοαντιδραστήρα μπορεί να είναι διαφορετικό, αλλά το πιο κοινό είναι το κυλινδρικό. Δεν είναι ιδανικό ως προς την πολυπλοκότητα της ανάμειξης του υποστρώματος, αλλά χρησιμοποιείται πιο συχνά επειδή οι άνθρωποι έχουν συσσωρεύσει μεγάλη εμπειρία στην κατασκευή τέτοιων δοχείων. Και αν ένας τέτοιος κύλινδρος χωρίζεται με ένα χώρισμα, τότε μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως δύο ξεχωριστές δεξαμενές στις οποίες η διαδικασία μετατοπίζεται χρονικά. Ταυτόχρονα, ένα στοιχείο θέρμανσης μπορεί να ενσωματωθεί στο διαχωριστικό, λύνοντας έτσι το πρόβλημα της διατήρησης της θερμοκρασίας σε δύο θαλάμους ταυτόχρονα.

Στην απλούστερη εκδοχή, οι οικιακές εγκαταστάσεις βιοαερίου είναι ένα ορθογώνιο λάκκο, τα τοιχώματα του οποίου είναι κατασκευασμένα από σκυρόδεμα και επεξεργάζονται με ένα στρώμα από υαλοβάμβακα και πολυεστερική ρητίνη για στεγανότητα. Αυτό το δοχείο έρχεται με καπάκι. Είναι εξαιρετικά άβολο στη λειτουργία: είναι δύσκολο να εφαρμοστεί θέρμανση, ανάμιξη και αφαίρεση της ζυμωμένης μάζας, είναι αδύνατο να επιτευχθεί πλήρης επεξεργασία και υψηλή απόδοση.

Η κατάσταση είναι ελαφρώς καλύτερη με τις εγκαταστάσεις επεξεργασίας κοπριάς σε τάφρο βιοαερίου. Έχουν λοξότμητες άκρες, γεγονός που διευκολύνει τη φόρτωση φρέσκιας κοπριάς. Εάν κάνετε τον πυθμένα με κλίση, τότε η ζυμωμένη μάζα θα μετακινηθεί με τη βαρύτητα προς μία κατεύθυνση και θα είναι ευκολότερο να την επιλέξετε. Σε τέτοιες εγκαταστάσεις, είναι απαραίτητο να παρέχεται θερμομόνωση όχι μόνο για τοίχους, αλλά και για καλύμματα. Μια τέτοια μονάδα βιοαερίου με τα χέρια σας είναι εύκολο να εφαρμοστεί. Αλλά η πλήρης επεξεργασία και η μέγιστη ποσότητα αερίου σε αυτήν δεν μπορούν να επιτευχθούν. Ακόμη και όταν θερμαίνεται.

Τα βασικά τεχνικά ζητήματα έχουν αντιμετωπιστεί και τώρα γνωρίζετε αρκετούς τρόπους για την κατασκευή μιας μονάδας βιοαερίου κοπριάς. Παρέμειναν τεχνολογικές αποχρώσεις.

Τι μπορεί να ανακυκλωθεί και πώς να επιτύχετε καλά αποτελέσματα

Στην κοπριά κάθε ζώου υπάρχουν οργανισμοί απαραίτητοι για την επεξεργασία του. Περισσότεροι από χίλιοι διαφορετικοί μικροοργανισμοί έχουν βρεθεί ότι εμπλέκονται στη διαδικασία της πέψης και στην παραγωγή αερίων. Τον σημαντικότερο ρόλο παίζουν οι σχηματιστές μεθανίου. Πιστεύεται επίσης ότι όλοι αυτοί οι μικροοργανισμοί βρίσκονται σε βέλτιστες αναλογίες στην κοπριά βοοειδών. Σε κάθε περίπτωση, κατά την επεξεργασία αυτού του τύπου απορριμμάτων σε συνδυασμό με τη φυτική μάζα, απελευθερώνεται η μεγαλύτερη ποσότητα βιοαερίου. Ο πίνακας δείχνει τα μέσα στοιχεία για τους πιο συνηθισμένους τύπους γεωργικών απορριμμάτων. Λάβετε υπόψη ότι αυτή η ποσότητα εξόδου αερίου μπορεί να επιτευχθεί υπό ιδανικές συνθήκες.

Για καλή παραγωγικότητα, είναι απαραίτητο να διατηρηθεί μια ορισμένη υγρασία του υποστρώματος: 85-90%. Πρέπει όμως να χρησιμοποιείται νερό που δεν περιέχει ξένες ουσίες. ΧΗΜΙΚΕΣ ΟΥΣΙΕΣ. Οι διαλύτες, τα αντιβιοτικά, τα απορρυπαντικά κ.λπ. επηρεάζουν αρνητικά τις διαδικασίες. Επίσης, για την κανονική πορεία της διαδικασίας, ο πολτός δεν πρέπει να περιέχει μεγάλα θραύσματα. Το μέγιστο μέγεθος των θραυσμάτων: 1 * 2 cm, τα μικρότερα είναι καλύτερα. Επομένως, εάν σκοπεύετε να προσθέσετε φυτικά συστατικά, τότε πρέπει να τα αλέσετε.

Είναι σημαντικό για την κανονική επεξεργασία στο υπόστρωμα να διατηρείται ένα βέλτιστο επίπεδο pH: εντός 6,7-7,6. Συνήθως το μέσο έχει κανονική οξύτητα και μόνο περιστασιακά τα βακτήρια που σχηματίζουν οξύ αναπτύσσονται ταχύτερα από αυτά που σχηματίζουν μεθάνιο. Τότε το περιβάλλον γίνεται όξινο, η παραγωγή αερίου μειώνεται. Για να επιτευχθεί η βέλτιστη τιμή, προστίθεται στο υπόστρωμα συνηθισμένος ασβέστης ή σόδα.

Τώρα λίγο για το χρόνο που χρειάζεται για την επεξεργασία της κοπριάς. Γενικά, ο χρόνος εξαρτάται από τις συνθήκες που δημιουργούνται, αλλά το πρώτο αέριο μπορεί να αρχίσει να ρέει ήδη την τρίτη ημέρα μετά την έναρξη της ζύμωσης. Ο πιο ενεργός σχηματισμός αερίου συμβαίνει κατά την αποσύνθεση της κοπριάς κατά 30-33%. Για να μπορέσετε να πλοηγηθείτε στο χρόνο, ας πούμε ότι μετά από δύο εβδομάδες το υπόστρωμα αποσυντίθεται κατά 20-25%. Δηλαδή, η βέλτιστη επεξεργασία θα πρέπει να διαρκεί ένα μήνα. Σε αυτή την περίπτωση, το λίπασμα είναι της υψηλότερης ποιότητας.

Υπολογισμός του όγκου της αποθήκης για επεξεργασία

Για τις μικρές φάρμες, η βέλτιστη ρύθμιση είναι η μόνιμη δράση - αυτό συμβαίνει όταν η φρέσκια κοπριά παρέχεται σε μικρές μερίδες καθημερινά και αφαιρείται στις ίδιες μερίδες. Για να μην διαταραχθεί η διαδικασία, το μερίδιο του ημερήσιου φορτίου δεν πρέπει να υπερβαίνει το 5% του επεξεργασμένου όγκου.

Οι οικιακές εγκαταστάσεις για την επεξεργασία της κοπριάς σε βιοαέριο δεν είναι η κορυφή της τελειότητας, αλλά είναι αρκετά αποτελεσματικές

Με βάση αυτό, μπορείτε εύκολα να προσδιορίσετε τον απαιτούμενο όγκο δεξαμενής για μια οικιακή μονάδα βιοαερίου. Πρέπει να πολλαπλασιάσετε τον ημερήσιο όγκο κοπριάς από το αγρόκτημά σας (ήδη αραιωμένο με περιεκτικότητα σε υγρασία 85-90%) επί 20 (αυτό είναι για μεσόφιλες θερμοκρασίες, για θερμόφιλες θερμοκρασίες θα πρέπει να πολλαπλασιαστείτε με 30). Ένα άλλο 15-20% πρέπει να προστεθεί στον αριθμό που λαμβάνεται - ελεύθερος χώρος για τη συλλογή βιοαερίου κάτω από τον θόλο. Γνωρίζετε την κύρια παράμετρο. Όλα τα περαιτέρω κόστη και οι παράμετροι του συστήματος εξαρτώνται από το πρόγραμμα της μονάδας βιοαερίου που επιλέγεται για υλοποίηση και από το πώς θα κάνετε τα πάντα. Είναι πολύ πιθανό να τα βγάλετε πέρα ​​με αυτοσχέδια υλικά ή μπορείτε να παραγγείλετε μια εγκατάσταση με το κλειδί στο χέρι. Οι εργοστασιακές εξελίξεις θα κοστίσουν από 1,5 εκατ. ευρώ, οι εγκαταστάσεις από τους Kulibins θα είναι φθηνότερες.

Νομική εγγραφή

Η εγκατάσταση θα πρέπει να συντονιστεί με το SES, την επιθεώρηση αερίου και τους πυροσβέστες. Θα χρειαστείτε:

• Τεχνολογικό σχέδιο της εγκατάστασης.
• Σχέδιο διάταξης εξοπλισμού και εξαρτημάτων με αναφορά στην ίδια την εγκατάσταση, τον τόπο εγκατάστασης της θερμικής μονάδας, τη θέση των αγωγών και των γραμμών ηλεκτροδότησης και τη σύνδεση της αντλίας. Το αλεξικέραυνο και οι δρόμοι πρόσβασης πρέπει να επισημαίνονται στο διάγραμμα.
• Εάν η μονάδα πρόκειται να τοποθετηθεί σε εσωτερικό χώρο, θα χρειαστεί επίσης ένα σχέδιο εξαερισμού, το οποίο θα διασφαλίζει τουλάχιστον οκτώ εναλλαγές του συνολικού αέρα στο δωμάτιο.

Όπως μπορείτε να δείτε, η γραφειοκρατία είναι απαραίτητη εδώ.

Τέλος, λίγα λόγια για την απόδοση της εγκατάστασης. Κατά μέσο όρο, μια μονάδα βιοαερίου παράγει έναν όγκο αερίου την ημέρα που είναι διπλάσιος από τον ωφέλιμο όγκο της δεξαμενής. Δηλαδή, 40 m 3 πολτού θα δώσει 80 m 3 αερίου την ημέρα. Περίπου το 30% θα δαπανηθεί για τη διασφάλιση της ίδιας της διαδικασίας (η κύρια δαπάνη είναι η θέρμανση). Εκείνοι. στην έξοδο θα λαμβάνετε 56 m 3 βιοαερίου την ημέρα. Για την κάλυψη των αναγκών μιας τριμελούς οικογένειας και τη θέρμανση μιας μεσαίας κατοικίας, σύμφωνα με στατιστικά, απαιτούνται 10 m 3. Στο καθαρό υπόλοιπο έχετε 46 m 3 την ημέρα. Και αυτό με μια μικρή εγκατάσταση.

Αποτελέσματα

Επενδύοντας κάποια χρήματα στην κατασκευή μιας μονάδας βιοαερίου (κάντε το μόνοι σας ή με το κλειδί στο χέρι), όχι μόνο θα καλύψετε τις δικές σας ανάγκες και ανάγκες για θερμότητα και φυσικό αέριο, αλλά θα μπορείτε επίσης να πουλάτε φυσικό αέριο, καθώς και -ποιοτικά λιπάσματα που προκύπτουν από την επεξεργασία.

Καλημέρα σε όλους! Αυτή η ανάρτηση συνεχίζει το θέμα της εναλλακτικής ενέργειας για τη δική σας. Σε αυτό, θα σας πω για το βιοαέριο και τη χρήση του για θέρμανση και μαγείρεμα στο σπίτι. Αυτό το θέμα ενδιαφέρει περισσότερο τους αγρότες που έχουν πρόσβαση σε μια ποικιλία πρώτων υλών για την απόκτηση αυτού του τύπου καυσίμου. Ας καταλάβουμε πρώτα τι είναι το βιοαέριο και από πού προέρχεται.

Από πού προέρχεται το βιοαέριο και από τι αποτελείται;

Το βιοαέριο είναι ένα εύφλεκτο αέριο που εμφανίζεται ως προϊόν της ζωτικής δραστηριότητας των μικροοργανισμών σε ένα θρεπτικό μέσο. Αυτό το θρεπτικό μέσο μπορεί να είναι κοπριά ή ενσίρωμα, το οποίο τοποθετείται σε ειδικό bunker. Σε αυτό το καταφύγιο, που ονομάζεται αντιδραστήρας, σχηματίζεται βιοαέριο. Το εσωτερικό του αντιδραστήρα θα διευθετηθεί ως εξής:

Για να επιταχυνθεί η διαδικασία ζύμωσης της βιομάζας, είναι απαραίτητο να θερμανθεί. Για αυτό, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένα θερμαντικό στοιχείο ή ένας εναλλάκτης θερμότητας συνδεδεμένος με οποιονδήποτε λέβητα θέρμανσης. Δεν πρέπει να ξεχνάμε την καλή θερμομόνωση για να αποφύγουμε το περιττό ενεργειακό κόστος για τη θέρμανση. Εκτός από τη θέρμανση, η μάζα ζύμωσης πρέπει να αναμειγνύεται. Χωρίς αυτό, η αποτελεσματικότητα της εγκατάστασης μπορεί να μειωθεί σημαντικά. Η ανάδευση μπορεί να είναι χειροκίνητη ή μηχανική. Όλα εξαρτώνται από τον προϋπολογισμό ή τα διαθέσιμα τεχνικά μέσα. Το πιο σημαντικό πράγμα σε έναν αντιδραστήρα είναι ο όγκος! Ένας μικρός αντιδραστήρας απλά δεν είναι φυσικά ικανός να παράγει μεγάλη ποσότητα αερίου.

Η χημική σύνθεση του αερίου εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τις διεργασίες που λαμβάνουν χώρα στον αντιδραστήρα. Τις περισσότερες φορές εκεί γίνεται η διαδικασία της ζύμωσης μεθανίου, με αποτέλεσμα να σχηματίζεται αέριο με υψηλό ποσοστό μεθανίου. Αλλά αντί για ζύμωση μεθανίου, μπορεί κάλλιστα να συμβεί μια διαδικασία με το σχηματισμό υδρογόνου. Αλλά κατά τη γνώμη μου, το υδρογόνο δεν χρειάζεται για έναν απλό καταναλωτή, και ίσως και επικίνδυνο. Θυμηθείτε τουλάχιστον τον θάνατο του αερόπλοιου Hindenburg. Τώρα ας καταλάβουμε από τι μπορεί να ληφθεί βιοαέριο.

Από πού μπορείτε να προμηθευτείτε βιοαέριο;

Μπορείτε να προμηθευτείτε φυσικό αέριο από διάφορα είδηβιομάζας. Ας τα απαριθμήσουμε ως λίστα:

• Απόβλητα από την παραγωγή τροφίμων - αυτά μπορεί να είναι απόβλητα από τη σφαγή των ζώων ή την παραγωγή γαλακτοκομικών προϊόντων. Κατάλληλα απόβλητα από την παραγωγή ηλιέλαιου ή βαμβακέλαιου. Αυτό απέχει πολύ από πλήρης λίστα, αλλά αρκετά για να αποδώσει την ουσία. Αυτός ο τύπος πρώτης ύλης δίνει την υψηλότερη περιεκτικότητα σε μεθάνιο σε αέριο (έως και 85%).
• Καλλιέργειες - σε ορισμένες περιπτώσεις, καλλιεργούνται ειδικοί τύποι φυτών για την παραγωγή αερίου. Για παράδειγμα, καλαμπόκι ενσίρωσης ή φύκια είναι κατάλληλα για αυτό. Το ποσοστό του μεθανίου στο αέριο διατηρείται γύρω στο 70%.
• Η κοπριά - χρησιμοποιείται συχνότερα σε μεγάλα κτηνοτροφικά συγκροτήματα. Το ποσοστό μεθανίου στο αέριο, όταν χρησιμοποιείται κοπριά ως πρώτη ύλη, συνήθως δεν ξεπερνά το 60%, και το υπόλοιπο θα είναι διοξείδιο του άνθρακα και αρκετό υδρόθειο και αμμωνία.

Μπλοκ διάγραμμα μιας μονάδας βιοαερίου.

Για να κατανοήσουμε καλύτερα πώς λειτουργεί μια μονάδα βιοαερίου, ας δούμε την παρακάτω εικόνα:

Η συσκευή του βιοαντιδραστήρα συζητήθηκε παραπάνω, επομένως δεν θα μιλήσουμε γι 'αυτό. Εξετάστε άλλα στοιχεία της εγκατάστασης:

• Ο δέκτης απορριμμάτων είναι ένα είδος δοχείου στο οποίο εισέρχονται οι πρώτες ύλες στο πρώτο στάδιο. Σε αυτό, οι πρώτες ύλες μπορούν να αναμειχθούν με νερό και να θρυμματιστούν.
• Η αντλία (μετά τον δέκτη αποβλήτων) είναι μια αντλία κοπράνων, με τη βοήθεια της οποίας η βιομάζα αντλείται στον αντιδραστήρα.
• Λέβητας - ένας λέβητας θέρμανσης που χρησιμοποιεί οποιοδήποτε καύσιμο, σχεδιασμένος να θερμαίνει τη βιομάζα μέσα στον αντιδραστήρα.
• Η αντλία (δίπλα στο λέβητα) είναι η αντλία κυκλοφορίας.
• "Λιπάσματα" - ένα δοχείο στο οποίο εισέρχεται η ζυμωμένη λάσπη. Όπως προκύπτει από τα συμφραζόμενα, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως λίπασμα.
• Το φίλτρο είναι μια συσκευή στην οποία το βιοαέριο φέρεται σε κατάσταση. Το φίλτρο αφαιρεί τις υπερβολικές ακαθαρσίες αερίων και υγρασίας.
• Συμπιεστής - συμπιέζει το αέριο.
• Η αποθήκευση αερίου είναι μια σφραγισμένη δεξαμενή στην οποία το αέριο έτοιμο προς χρήση μπορεί να αποθηκευτεί για αυθαίρετα μεγάλο χρονικό διάστημα.

Βιοαέριο για ιδιωτική κατοικία.

Πολλοί ιδιοκτήτες μικρών αγροκτημάτων σκέφτονται να χρησιμοποιήσουν βιοαέριο για οικιακές ανάγκες. Αλλά έχοντας μάθει με περισσότερες λεπτομέρειες για το πώς λειτουργούν όλα, η πλειοψηφία εγκαταλείπει αυτήν την ιδέα. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι ο εξοπλισμός για την επεξεργασία κοπριάς ή ενσίρωσης κοστίζει πολλά χρήματα και η απόδοση αερίου (ανάλογα με την πρώτη ύλη) μπορεί να αποδειχθεί μικρή. Αυτό, με τη σειρά του, καθιστά την εγκατάσταση του εξοπλισμού ασύμφορη. Συνήθως, για ιδιωτικές κατοικίες αγροτών, εγκαθίστανται πρωτόγονες εγκαταστάσεις που δουλεύουν στην κοπριά. Τις περισσότερες φορές, είναι σε θέση να παρέχουν αέριο μόνο στην κουζίνα και έναν επιτοίχιο λέβητα αερίου χαμηλής ισχύος. Ταυτόχρονα, στις τεχνολογική διαδικασίαθα πρέπει να ξοδέψετε πολλή ενέργεια - για θέρμανση, άντληση, λειτουργία συμπιεστή. Τα ακριβά φίλτρα δεν μπορούν επίσης να εξαιρεθούν από την προβολή.

Γενικά, το ηθικό δόγμα εδώ είναι αυτό - όσο μεγαλύτερη είναι η ίδια η εγκατάσταση, τόσο πιο κερδοφόρο είναι το έργο της. Και για τις συνθήκες του σπιτιού, αυτό είναι σχεδόν πάντα αδύνατο. Αυτό όμως δεν σημαίνει ότι κανείς δεν κάνει οικιακές εγκαταστάσεις. Σας προτείνω να παρακολουθήσετε το παρακάτω βίντεο για να δείτε πώς φαίνεται από αυτοσχέδια υλικά:

Περίληψη.

Το βιοαέριο είναι ένας πολύ καλός τρόπος για την ανακύκλωση των οργανικών απορριμμάτων με ευεργετικό τρόπο. Η παραγωγή είναι καύσιμο και χρήσιμο λίπασμα με τη μορφή λάσπης που έχει υποστεί ζύμωση. Αυτή η τεχνολογία λειτουργεί όσο πιο αποτελεσματικά, τόσο περισσότερες πρώτες ύλες επεξεργάζονται. Σύγχρονες τεχνολογίεςεπιτρέπουν τη σοβαρή αύξηση της παραγωγής αερίου μέσω της χρήσης ειδικών καταλυτών και μικροοργανισμών. Το βασικό μειονέκτημα όλων αυτών είναι η υψηλή τιμή του ενός κυβικού μέτρου. Συχνά θα είναι πολύ φθηνότερο για τους απλούς ανθρώπους να αγοράσουν εμφιαλωμένο αέριο παρά να χτίσουν μια μονάδα επεξεργασίας απορριμμάτων. Αλλά, φυσικά, υπάρχουν εξαιρέσεις σε όλους τους κανόνες, επομένως πριν αποφασίσετε να μεταβείτε στο βιοαέριο, θα πρέπει να υπολογίσετε την τιμή ανά κυβικό μέτρο και την περίοδο απόσβεσης. Αυτό είναι όλο για τώρα, γράψτε ερωτήσεις στα σχόλια

Το αέριο χρησιμοποιείται ευρέως τόσο στη βιομηχανία, συμπεριλαμβανομένων των χημικών (για παράδειγμα, πρώτων υλών για την παραγωγή πλαστικών) όσο και στην καθημερινή ζωή. Σε οικιακές συνθήκες, το αέριο χρησιμοποιείται για θέρμανση κατοικιών ιδιωτικών και πολυκατοικιών, μαγείρεμα, θέρμανση νερού, ως καύσιμο για αυτοκίνητα κ.λπ.

ΣΕ περιβαλλοντικάΤο αέριο είναι ένα από τα καθαρότερα καύσιμα. Σε σύγκριση με άλλους τύπους καυσίμων, η μικρότερη ποσότητα εκπομπών επιβλαβών ουσιών.

Αν όμως μιλάμε για αέριο, τότε εννοούμε αυτόματα το φυσικό αέριο που εξάγεται από τα έγκατα της γης.

Μια μέρα έπεσα πάνω σε ένα άρθρο σε μια εφημερίδα που έλεγε πώς ένας παππούς συναρμολόγησε μια όχι δύσκολη εγκατάσταση και παίρνει αέριο από την κοπριά. Αυτό το θέμα με ενδιέφερε πολύ. Και θα ήθελα να μιλήσω για αυτήν την εναλλακτική στο φυσικό αέριο - αυτό είναι το βιοαέριο. Βρίσκω αυτό το θέμα αρκετά ενδιαφέρον και χρήσιμο απλοί άνθρωποικαι ιδιαίτερα οι αγρότες.

Στο αγρόκτημα οποιουδήποτε αγροτικού αγροκτήματος, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε όχι μόνο την ενέργεια του ανέμου, του ήλιου, αλλά και το βιοαέριο.

Βιοαέριο- αέριο καύσιμο, προϊόν αναερόβιας μικροβιολογικής αποσύνθεσης οργανικών ουσιών. Η τεχνολογία παραγωγής αερίου είναι μια φιλική προς το περιβάλλον μέθοδος επεξεργασίας, ανακύκλωσης και απολύμανσης διαφόρων οργανικών αποβλήτων φυτικής και ζωικής προέλευσης, χωρίς απόβλητα.

Η πρώτη ύλη για την παραγωγή βιοαερίου είναι η συνηθισμένη κοπριά, τα φύλλα, το γρασίδι, γενικά, οποιαδήποτε οργανικά απόβλητα: κορυφές, απόβλητα τροφίμων, πεσμένα φύλλα.

Το αέριο που προκύπτει - το μεθάνιο - είναι το αποτέλεσμα της ζωτικής δραστηριότητας των βακτηρίων μεθανίου. Από το μεθάνιο - ονομάζεται επίσης αέριο βάλτου ή καύσης, το 90-98% αποτελείται από φυσικό αέριο, το οποίο χρησιμοποιείται στην καθημερινή ζωή.

Το εργοστάσιο αερίου είναι πολύ εύκολο στην κατασκευή. Χρειαζόμαστε το κύριο δοχείο, μπορείτε να το συγκολλήσετε μόνοι σας ή να χρησιμοποιήσετε κάποιο έτοιμο, μπορεί να είναι οτιδήποτε. Στα πλάγια της δεξαμενής, πρέπει να εγκαταστήσετε θερμομόνωση, για χρήση της εγκατάστασης την κρύα εποχή. Από πάνω κάνουμε μια-δυο καταπακτές. Από ένα από αυτά προσαρμόζουμε σωλήνες για εξαέρωση αερίου. Για μια εντατική διαδικασία ζύμωσης και έκλυση αερίου, το μείγμα πρέπει να αναδεύεται περιοδικά. Επομένως, πρέπει να εγκαταστήσετε μια συσκευή ανάμειξης. Επιπλέον, το αέριο πρέπει να συλλέγεται και να αποθηκεύεται ή να χρησιμοποιείται για τον προορισμό του. Για τη συλλογή αερίου, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε έναν συνηθισμένο θάλαμο αυτοκινήτου και, στη συνέχεια, εάν υπάρχει συμπιεστής, συμπιέστε και αντλήστε τον σε κυλίνδρους.

Η αρχή της λειτουργίας είναι αρκετά απλή: η κοπριά φορτώνεται μέσω μιας καταπακτής. Στο εσωτερικό, αυτή η βιομάζα αποσυντίθεται από ειδικά βακτήρια μεθανίου. Για να γίνει πιο εντατική η διαδικασία, τα περιεχόμενα πρέπει να αναμειχθούν και κατά προτίμηση να θερμανθούν. Για θέρμανση, μπορείτε να εγκαταστήσετε σωλήνες μέσα στους οποίους θα πρέπει να κυκλοφορεί ζεστό νερό. Το μεθάνιο που απελευθερώνεται ως αποτέλεσμα της ζωτικής δραστηριότητας των βακτηρίων μέσω των σωλήνων εισέρχεται στους θαλάμους του αυτοκινήτου και όταν συγκεντρωθεί επαρκής ποσότητα, το συμπιέζουμε με τη βοήθεια ενός συμπιεστή και το αντλούμε σε κυλίνδρους.

ΣΕ ζεστός καιρόςή όταν χρησιμοποιείται τεχνητή θέρμανση, η εγκατάσταση μπορεί να παράγει μια αρκετά μεγάλη ποσότητα αερίου, περίπου 8 m 3 /ημέρα.

Είναι επίσης δυνατό να ληφθεί αέριο από οικιακά απορρίμματα από χωματερές, αλλά οι χημικές ουσίες που χρησιμοποιούνται στην καθημερινή ζωή αποτελούν πρόβλημα.

Τα βακτήρια του μεθανίου βρίσκονται στα έντερα των ζώων και επομένως στην κοπριά. Για να αρχίσουν όμως να εργάζονται, είναι απαραίτητο να περιοριστεί η αλληλεπίδρασή τους με το οξυγόνο, αφού καταστέλλει τη ζωτική τους δραστηριότητα. Γι' αυτό είναι απαραίτητο να δημιουργηθούν ειδικές εγκαταστάσεις ώστε τα βακτήρια να μην έρχονται σε επαφή με τον αέρα.

Στο βιοαέριο που προκύπτει, η συγκέντρωση του μεθανίου είναι ελαφρώς χαμηλότερη από ό,τι στο φυσικό αέριο, επομένως, όταν καίγεται, θα παράγει ελαφρώς λιγότερη θερμότητα. Κατά την καύση 1 m 3 φυσικού αερίου, απελευθερώνονται 7-7,5 Gcal, ενώ με το βιοαέριο - 6-6,5 Gcal.

Αυτό το αέριο είναι κατάλληλο τόσο για θέρμανση (έχουμε ακόμα γενικές πληροφορίεςσχετικά με τη θέρμανση) και για χρήση σε οικιακές σόμπες. Το κόστος του βιοαερίου είναι χαμηλό και σε ορισμένες περιπτώσεις είναι πρακτικά μηδενικό εάν όλα είναι κατασκευασμένα από αυτοσχέδια υλικά και κρατάτε, για παράδειγμα, μια αγελάδα.

Τα απόβλητα από την παραγωγή αερίου είναι το βιοχούμο - ένα οργανικό λίπασμα στο οποίο, κατά τη διαδικασία αποσύνθεσης χωρίς πρόσβαση σε οξυγόνο, σαπίζουν τα πάντα από τους σπόρους των ζιζανίων και παραμένουν μόνο χρήσιμα μικροστοιχεία που είναι απαραίτητα για τα φυτά.

Στο εξωτερικό υπάρχουν ακόμη και μέθοδοι δημιουργίας κοιτασμάτων τεχνητού αερίου. Μοιάζει με αυτό. Δεδομένου ότι ένα μεγάλο ποσοστό των απορριπτόμενων οικιακών απορριμμάτων είναι οργανική ύλη, η οποία μπορεί να σαπίσει και να παράγει βιοαέριο. Για να αρχίσει να ξεχωρίζει το αέριο, είναι απαραίτητο να στερηθεί η οργανική ύλη από την αλληλεπίδραση με τον αέρα. Ως εκ τούτου, τα απόβλητα τυλίγονται σε στρώσεις και το επάνω στρώμα είναι κατασκευασμένο από ένα αδιάβροχο υλικό, όπως ο πηλός. Στη συνέχεια γίνονται γεωτρήσεις και εξορύσσεται αέριο από φυσικά κοιτάσματα. Και ταυτόχρονα λύνονται αρκετά προβλήματα, αυτά είναι η διάθεση των απορριμμάτων και η παραγωγή ενέργειας.

Κάτω από ποιες συνθήκες παράγεται το βιοαέριο;

Προϋποθέσεις απόκτησης και ενεργειακή αξία βιοαερίου

Για να συναρμολογηθεί μια μονάδα μικρού μεγέθους, είναι απαραίτητο να γνωρίζουμε από ποιες πρώτες ύλες και με ποια τεχνολογία μπορεί να ληφθεί βιοαέριο.

Το αέριο λαμβάνεται κατά τη διαδικασία αποσύνθεσης (ζύμωσης) οργανικών ουσιών χωρίς πρόσβαση στον αέρα (αναερόβια διαδικασία): περιττώματα κατοικίδιων ζώων, άχυρα, κορυφές, πεσμένα φύλλα και άλλα οργανικά απόβλητα που παράγονται σε ένα μεμονωμένο νοικοκυριό. Ως εκ τούτου, το βιοαέριο μπορεί να ληφθεί από οποιοδήποτε οικιακό απόβλητο που μπορεί να αποσυντεθεί και να ζυμωθεί σε υγρή ή υγρή κατάσταση.

Η διαδικασία της αποσύνθεσης (ζύμωση) λαμβάνει χώρα σε δύο φάσεις:

1. Αποσύνθεση βιομάζας (ενυδάτωση);
2. Αεριοποίηση (απελευθέρωση βιοαερίου).

Αυτές οι διεργασίες λαμβάνουν χώρα σε ζυμωτήρα (αναερόβια εγκατάσταση βιοαερίου).

Η λάσπη που λαμβάνεται μετά την αποσύνθεση σε μονάδες βιοαερίου αυξάνει τη γονιμότητα του εδάφους και η απόδοση αυξάνεται κατά 10-50%. Έτσι, λαμβάνεται ένα πολύτιμο λίπασμα.

Το βιοαέριο αποτελείται από ένα μείγμα αερίων:

• μεθάνιο-55-75%;
• διοξείδιο του άνθρακα-23-33%;
• υδρόθειο-7%.

Η ζύμωση μεθανίου είναι μια πολύπλοκη διαδικασία οργανικής ζύμωσης - μια βακτηριακή διαδικασία. Η κύρια προϋπόθεση για να πραγματοποιηθεί αυτή η διαδικασία είναι η παρουσία θερμότητας.

Κατά τη διαδικασία της αποσύνθεσης της βιομάζας παράγεται θερμότητα, η οποία είναι αρκετή για να προχωρήσει η διαδικασία, για να συγκρατηθεί αυτή η θερμότητα, ο ζυμωτήρας πρέπει να είναι θερμικά μονωμένος. Με τη μείωση της θερμοκρασίας στον ζυμωτήρα, η ένταση της έκλυσης αερίων μειώνεται, καθώς οι μικροβιολογικές διεργασίες στην οργανική μάζα επιβραδύνονται. Ως εκ τούτου, η αξιόπιστη θερμομόνωση μιας μονάδας βιοαερίου (βιοζυμωτήρα) είναι μια από τις πιο σημαντικές προϋποθέσειςτην κανονική της δουλειά. Κατά τη φόρτωση κοπριάς στον ζυμωτήρα, πρέπει να αναμιγνύεται με ζεστό νερό σε θερμοκρασία 35-40 ° C. Αυτό θα βοηθήσει να διασφαλιστεί ο απαραίτητος τρόπος λειτουργίας του.

Κατά την επαναφόρτωση, η απώλεια θερμότητας θα πρέπει να περιορίζεται στο ελάχιστο Βοήθεια Τεχνικής Βιοαερίου

Για καλύτερη θέρμανση του ζυμωτήρα, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το «φαινόμενο του θερμοκηπίου». Για να γίνει αυτό, ένα ξύλινο ή ελαφρύ μεταλλικό πλαίσιο τοποθετείται πάνω από τον θόλο και καλύπτεται με πλαστικό περιτύλιγμα. Τα καλύτερα αποτελέσματα επιτυγχάνονται όταν η θερμοκρασία του υλικού που έχει υποστεί ζύμωση είναι 30-32°C και η υγρασία είναι 90-95%. Στις περιοχές της μεσαίας και βόρειας λωρίδας, μέρος του παραγόμενου αερίου πρέπει να δαπανάται κατά τις ψυχρές περιόδους του έτους για πρόσθετη θέρμανση της ζυμωμένης μάζας, γεγονός που περιπλέκει τον σχεδιασμό των μονάδων βιοαερίου.

Οι εγκαταστάσεις είναι εύκολο να κατασκευαστούν σε μεμονωμένες φάρμες με τη μορφή ειδικών ζυμωτηρίων για τη ζύμωση βιομάζας. Η κύρια οργανική πρώτη ύλη για φόρτωση στον ζυμωτήρα είναι η κοπριά.

Κατά την πρώτη φόρτωση κοπριάς βοοειδών, η διαδικασία ζύμωσης πρέπει να είναι τουλάχιστον 20 ημέρες, η κοπριά χοίρων τουλάχιστον 30 ημέρες. Μπορείτε να πάρετε περισσότερο αέριο κατά τη φόρτωση ενός μείγματος διαφόρων συστατικών σε σύγκριση με τη φόρτωση, για παράδειγμα, κοπριάς βοοειδών.

Για παράδειγμα, ένα μείγμα κοπριάς βοοειδών και κοπριάς πουλερικών κατά την επεξεργασία παράγει έως και 70% μεθάνιο σε βιοαέριο.

Αφού σταθεροποιηθεί η διαδικασία ζύμωσης, είναι απαραίτητο να φορτώνουμε τις πρώτες ύλες κάθε μέρα όχι περισσότερο από το 10% της ποσότητας της μάζας που επεξεργάζεται στον ζυμωτήρα.

Κατά τη διάρκεια της ζύμωσης, εκτός από την παραγωγή αερίου, γίνεται και απολύμανση οργανικών ουσιών. Τα οργανικά απόβλητα απαλλάσσονται από την παθογόνο μικροχλωρίδα, την απόσμηση των δυσάρεστων οσμών.

Η προκύπτουσα λάσπη πρέπει να εκφορτώνεται περιοδικά από τον ζυμωτήρα, χρησιμοποιείται ως λίπασμα.

Όταν γεμίσει για πρώτη φορά η μονάδα βιοαερίου, το αέριο που αφαιρείται δεν καίγεται, αυτό συμβαίνει επειδή το πρώτο αέριο που λαμβάνεται περιέχει μεγάλη ποσότητα διοξειδίου του άνθρακα, περίπου 60%. Επομένως, πρέπει να απελευθερωθεί στην ατμόσφαιρα και μετά από 1-3 ημέρες η λειτουργία της μονάδας βιοαερίου θα σταθεροποιηθεί.

Πίνακας Νο. 1 - η ποσότητα αερίου που λαμβάνεται ανά ημέρα κατά τη ζύμωση των περιττωμάτων ενός ζώου

Όσον αφορά την ποσότητα ενέργειας που απελευθερώνεται, 1 m 3 βιοαερίου ισοδυναμεί με:

• 1,5 kg άνθρακα.
• 0,6 kg κηροζίνης.
• 2 kWh ηλεκτρικής ενέργειας.
• 3,5 κιλά καυσόξυλα.
• 12 κιλά μπρικέτες κοπριάς.

Κατασκευή μικρών μονάδων βιοαερίου

Εικόνα 1 - Σχέδιο της απλούστερης μονάδας βιοαερίου με πυραμιδοειδή θόλο: 1 - λάκκο κοπριάς. 2 - αυλάκωση - σφράγιση νερού. 3 - κουδούνι για τη συλλογή αερίου. 4, 5 - σωλήνας διακλάδωσης για αφαίρεση αερίου. 6 - μανόμετρο.

Σύμφωνα με το σχήμα 1, ο λάκκος 1 και ο θόλος 3 είναι εξοπλισμένοι με διαστάσεις. Ο λάκκος είναι επενδεδυμένος με πλάκες από οπλισμένο σκυρόδεμα πάχους 10 cm, οι οποίες είναι επιχρισμένες με τσιμεντοκονία και καλυμμένες με ρητίνη για στεγανότητα. Ένα κουδούνι ύψους 3 m είναι συγκολλημένο από σίδερο στέγης, στο πάνω μέρος του οποίου θα συσσωρευτεί βιοαέριο. Για προστασία από τη διάβρωση, η καμπάνα βάφεται περιοδικά με δύο στρώσεις λαδομπογιά. Είναι ακόμη καλύτερο να προκαλύψετε το κουδούνι από μέσα με κόκκινο μόλυβδο. Στο πάνω μέρος του κουδουνιού τοποθετείται εξάρτημα 4 για την απομάκρυνση του βιοαερίου και μανόμετρο 5 για τη μέτρηση της πίεσής του. Ο σωλήνας εξόδου αερίου 6 μπορεί να κατασκευαστεί από ελαστικό σωλήνα, πλαστικό ή μεταλλικό σωλήνα.

Γύρω από το λάκκο - τον ζυμωτήρα, είναι διατεταγμένο ένα αυλάκι από σκυρόδεμα - μια σφράγιση νερού 2. γεμάτη με νερό, μέσα στην οποία βυθίζεται η κάτω πλευρά του κουδουνιού κατά 0,5 m.

Σχήμα 2 - Συσκευή αφαίρεσης συμπυκνώματος: 1 - αγωγός αφαίρεσης αερίου. 2 - Σωλήνας σχήματος U για συμπύκνωμα. 3 - συμπύκνωμα.

Το αέριο μπορεί να τροφοδοτηθεί, για παράδειγμα, στη σόμπα μέσω μεταλλικών, πλαστικών ή ελαστικών σωλήνων. Για να μην παγώνουν οι σωλήνες το χειμώνα, λόγω του παγώματος του νερού συμπύκνωσης, χρησιμοποιείται μια απλή συσκευή που φαίνεται στο Σχήμα 2: Ο σωλήνας σχήματος U 2 συνδέεται με τον αγωγό 1 στο χαμηλότερο σημείο. Το ύψος του ελεύθερου μέρους του πρέπει να είναι μεγαλύτερο από την πίεση του βιοαερίου (σε mm στήλης νερού). Συμπυκνώστε 3 αποχετεύσεις μέσω του ελεύθερου άκρου του σωλήνα και δεν θα υπάρξει διαρροή αερίου.

Εικόνα 3 - Σχέδιο της απλούστερης μονάδας βιοαερίου με κωνικό θόλο: 1 - λάκκο κοπριάς. 2 - θόλος (καμπάνα). 3 - εκτεταμένο τμήμα του σωλήνα διακλάδωσης. 4 - σωλήνας για αφαίρεση αερίου. 5 - αυλάκωση - σφράγιση νερού.

Στην εγκατάσταση που φαίνεται στο σχήμα 3, ο λάκκος 1 με διάμετρο 4 mm και βάθος 2 m είναι επενδεδυμένος εσωτερικά με σίδερο στέγης, τα φύλλα του οποίου είναι σφιχτά συγκολλημένα. Η εσωτερική επιφάνεια της συγκολλημένης δεξαμενής καλύπτεται με ρητίνη για αντιδιαβρωτική προστασία. Στην εξωτερική πλευρά του άνω άκρου της δεξαμενής από σκυρόδεμα, διατάσσεται μια δακτυλιοειδής αύλακα βάθους 5 έως 1 m, η οποία γεμίζει με νερό. Τοποθετεί ελεύθερα το κατακόρυφο τμήμα του θόλου 2, κλείνοντας τη δεξαμενή. Έτσι, το αυλάκι γεμάτο με νερό χρησιμεύει ως στεγανοποίηση νερού. Το βιοαέριο συλλέγεται στο πάνω μέρος του θόλου, από όπου τροφοδοτείται μέσω του σωλήνα εξόδου 3 και περαιτέρω μέσω του αγωγού 4 (ή εύκαμπτου σωλήνα) στον τόπο χρήσης.

Περίπου 12 κυβικά μέτρα οργανικής ύλης (κατά προτίμηση φρέσκιας κοπριάς) φορτώνονται στη στρογγυλή δεξαμενή 1, η οποία είναι γεμάτη με το υγρό κλάσμα κοπριάς (ούρα) χωρίς προσθήκη νερού. Μια εβδομάδα μετά το γέμισμα, ο ζυμωτήρας αρχίζει να λειτουργεί. Σε αυτή την εγκατάσταση, η χωρητικότητα του ζυμωτήρα είναι 12 κυβικά μέτρα, γεγονός που καθιστά δυνατή την κατασκευή του για 2-3 οικογένειες των οποίων τα σπίτια βρίσκονται σε κοντινή απόσταση. Μια τέτοια εγκατάσταση μπορεί να κατασκευαστεί στην πίσω αυλή εάν η οικογένεια εκτρέφει, για παράδειγμα, ταύρους ή περιέχει πολλές αγελάδες.

Σχήμα 4 - Σχέδια επιλογών για τις απλούστερες εγκαταστάσεις: 1 - παροχή οργανικών αποβλήτων. 2 - δοχείο για οργανικά απόβλητα. 3 - θέση συλλογής αερίου κάτω από τον θόλο. 4 - σωλήνας διακλάδωσης για αφαίρεση αερίου. 5 - αφαίρεση λάσπης. 6 - μανόμετρο? 7 - θόλος από φιλμ πολυαιθυλενίου. 8 - σφράγιση νερού και? 9 - φορτίο. 10 - ολοκολλημένη σακούλα πολυαιθυλενίου.

Τα δομικά και τεχνολογικά σχήματα των απλούστερων μικρού μεγέθους εγκαταστάσεων φαίνονται στο Σχήμα 4. Τα βέλη δείχνουν τις τεχνολογικές κινήσεις της αρχικής οργανικής μάζας, αερίου και λάσπης. Δομικά, ο θόλος μπορεί να είναι άκαμπτος ή κατασκευασμένος από φιλμ πολυαιθυλενίου. Ένας άκαμπτος θόλος μπορεί να κατασκευαστεί με ένα μακρύ κυλινδρικό τμήμα για βαθιά βύθιση στην επεξεργασμένη μάζα, να επιπλέει (Εικόνα 4, δ) ή να εισαχθεί σε μια υδραυλική σφράγιση (Εικόνα 4, ε). , ​​και. Στην πιο πρόσφατη έκδοση, τοποθετείται ένα βάρος 9 στη σακούλα μεμβράνης έτσι ώστε η σακούλα να μην φουσκώνει πολύ, αλλά και να σχηματίζει επαρκή πίεση κάτω από τη μεμβράνη.

Το αέριο που συλλέγεται κάτω από τον θόλο ή το φιλμ τροφοδοτείται μέσω αγωγού αερίου στον τόπο χρήσης. Για την αποφυγή έκρηξης αερίου, μπορεί να εγκατασταθεί μια βαλβίδα προσαρμοσμένη σε μια συγκεκριμένη πίεση στον σωλήνα εξόδου. Ωστόσο, ο κίνδυνος έκρηξης αερίου είναι απίθανος, καθώς με σημαντική αύξηση της πίεσης του αερίου κάτω από τον θόλο, το τελευταίο θα ανυψωθεί στην υδραυλική τσιμούχα σε κρίσιμο ύψος και θα ανατραπεί, απελευθερώνοντας αέριο.

Η παραγωγή βιοαερίου μπορεί να μειωθεί λόγω του γεγονότος ότι σχηματίζεται κρούστα στην επιφάνεια των οργανικών πρώτων υλών στον ζυμωτήρα κατά τη ζύμωσή του. Για να μην παρεμποδίζει την απελευθέρωση αερίου, σπάει με ανάδευση της μάζας στον ζυμωτήρα. Μπορείτε να αναμίξετε όχι χειροκίνητα, αλλά συνδέοντας ένα μεταλλικό πιρούνι από κάτω στον θόλο. Ο θόλος ανεβαίνει σε ένα υδραυλικό σφράγισμα σε ένα ορισμένο ύψος όταν συσσωρεύεται αέριο και πέφτει καθώς χρησιμοποιείται.

Λόγω της συστηματικής κίνησης του θόλου από πάνω προς τα κάτω, οι περόνες που συνδέονται με τον θόλο θα σπάσουν την κρούστα.

Η υψηλή υγρασία και η παρουσία υδρόθειου (έως 0,5%) συμβάλλουν στην αυξημένη διάβρωση των μεταλλικών μερών των μονάδων βιοαερίου. Επομένως, η κατάσταση όλων των μεταλλικών στοιχείων του ζυμωτήρα παρακολουθείται τακτικά και τα σημεία της ζημιάς προστατεύονται προσεκτικά, το καλύτερο από όλα με κόκκινο μόλυβδο σε ένα ή δύο στρώματα και στη συνέχεια βαμμένα σε δύο στρώσεις με οποιαδήποτε λαδομπογιά.

Σχήμα 5. Σχέδιο μονάδας βιοαερίου με θέρμανση: 1 - ζυμωτήρας. 2 - ξύλινη ασπίδα. 3 - λαιμός πλήρωσης. 4 - δεξαμενή μεθανίου. 5 - αναδευτήρας; 6 - σωλήνας διακλάδωσης για δειγματοληψία βιοαερίου. 7 - θερμομονωτικό στρώμα. 8 - πλέγμα? 9 - βαλβίδα αποστράγγισης για επεξεργασμένη μάζα. 10 - κανάλι για παροχή αέρα. 11 - φυσητήρας.

Εγκατάσταση βιοαερίου με θέρμανση της ζυμωμένης μάζας με θερμότητα , που απελευθερώνεται κατά την αποσύνθεση της κοπριάς, σε αερόβιο ζυμωτήρα, φαίνεται στο Σχήμα 5. Περιλαμβάνει μια δεξαμενή μεθανίου - ένα κυλινδρικό μεταλλικό δοχείο με λαιμό πλήρωσης 3. μια βαλβίδα αποστράγγισης 9. έναν μηχανικό αναδευτήρα 5 και έναν σωλήνα εξαγωγής βιοαερίου 6.

Ο ζυμωτήρας 1 μπορεί να γίνει ορθογώνιος και ο 3 ξύλινα υλικά. Για την εκφόρτωση της επεξεργασμένης κοπριάς, τα τοιχώματα του χυμού γίνονται αφαιρούμενα. Το δάπεδο του ζυμωτήρα είναι σχιστόλιθο, ο αέρας διοχετεύεται μέσω του τεχνολογικού καναλιού 10 από τον φυσητήρα 11. Το πάνω μέρος του ζυμωτήρα καλύπτεται με ξύλινες ασπίδες 2. Για να μειωθεί η απώλεια θερμότητας, τα τοιχώματα και ο πυθμένας είναι κατασκευασμένοι με ένα θερμομονωτικό στρώμα 7.

Η ρύθμιση λειτουργεί έτσι. Η προπαρασκευασμένη υγρή κοπριά με περιεκτικότητα σε υγρασία 88-92% χύνεται στη δεξαμενή μεθανίου 4 μέσω του γκολοβίνης 3, η στάθμη του υγρού προσδιορίζεται από το κάτω μέρος του λαιμού πλήρωσης. Ο αερόβιος ζυμωτήρας 1 μέσω του άνω τμήματος ανοίγματος γεμίζεται με κοπριά απορριμμάτων ή μείγμα κοπριάς με χαλαρό ξηρό οργανικό υλικό πλήρωσης (άχυρο, πριονίδι) με περιεκτικότητα σε υγρασία 65-69%. Όταν ο αέρας παρέχεται μέσω του τεχνολογικού καναλιού στον ζυμωτήρα, η οργανική μάζα αρχίζει να αποσυντίθεται και απελευθερώνεται θερμότητα. Αρκεί να θερμάνετε το περιεχόμενο της δεξαμενής μεθανίου. Ως αποτέλεσμα, απελευθερώνεται βιοαέριο. Συσσωρεύεται στο πάνω μέρος της δεξαμενής μεθανίου. Μέσω του σωλήνα διακλάδωσης 6 χρησιμοποιείται για οικιακές ανάγκες. Στη διαδικασία της ζύμωσης, η κοπριά στο χωνευτήριο αναμιγνύεται με αναδευτήρα 5.

Μια τέτοια εγκατάσταση θα αποδώσει σε ένα χρόνο μόνο λόγω της διάθεσης των απορριμμάτων σε ένα προσωπικό νοικοκυριό. Οι κατά προσέγγιση τιμές για την κατανάλωση βιοαερίου δίνονται στον πίνακα 2.

Πίνακας Νο. 2 - κατά προσέγγιση τιμές για την κατανάλωση βιοαερίου

Σημείωση: η μονάδα μπορεί να λειτουργήσει σε οποιαδήποτε κλιματική ζώνη.

Εικόνα 6 - Σχέδιο μιας μεμονωμένης μονάδας βιοαερίου IBGU-1: 1 - λαιμός πλήρωσης. 2 - .μίξερ; 3 - σωλήνας διακλάδωσης, για δειγματοληψία αερίου. 4 - θερμομονωτικό στρώμα. 5 - σωλήνας διακλάδωσης με γερανό για εκφόρτωση της επεξεργασμένης μάζας. 6 - θερμόμετρο.

Ατομική μονάδα βιοαερίου (IBGU-1) για οικογένεια με 2 έως 6 αγελάδες ή 20-60 χοίρους ή 100-300 πουλερικά (Εικόνα 6). Η μονάδα μπορεί να επεξεργάζεται από 100 έως 300 kg κοπριάς καθημερινά και παράγει 100-300 kg φιλικά προς το περιβάλλον οργανικά λιπάσματα και 3-12 m 3 βιοαέριο.