Биогазовая установка своими руками

В наше время все большее внимание уделяется нетрадиционным источникам энергии: солнечному излучению, морским приливам и энергии ветра. Один из забытых источников энергии - биогаз. Он использовался еще в Древнем Китае и вновь "изобретен" в наше время.

Биогаз успешно используют в Японии, Чехии, Венгрии, Румынии. В Германии уже существуют целые фабрики биогаза. Что же такое биогаз? Это газообразный продукт, получаемый в результате анаэробной, то есть такой, который образуется без доступа воздуха, ферментации (перепревания) органических веществ различного происхождения. В любом крестьянском хозяйстве в течение года собирается значительное количество навоза, ботвы растений, полов и других отходов. После разложения они используются как органические удобрения. Но, к сожалению, мало кто знает, какое большое количество тепла из них в виде биогаза может использоваться для обогрева жилищ, приготовлении пищи.

Биогаз - это смесь газов. Его основные компоненты: метан (Ch4) - 55-70%, углекислый газ (СО2) - 28-43% и в малом количестве другие газы, например сероводород (H2S).

В среднем 1 кг органических веществ, биологически разложились на 70%, дает 0,18 кг метана, 0,32 кг углекислого газа, 0,2 кг воды и 0,3 кг неразложенном остатка.

Факторы, влияющие на производство биогаза.
Органические отходы разлагаются вследствие действия определенных бактерий, поэтому большое значение здесь имеет окружающая среда. Так, количество производимого газа в значительной мере зависит от температуры; чем теплее - тем больше скорость и степень ферментации органического сырья. Именно поэтому, наверное, первые ферментаторы появились в странах с теплым климатом. Но применение надежной изоляции позволяет использовать генераторы биогаза не только летом, но и зимой при 25-градусного мороза.

Существуют определенные требования и к сырью: оно должно быть пригодной для развития бактерий, содержать вещества, которые биологически разлагаются, и значительное количество влаги (до 94%). Желательно, чтобы среда была нейтральное, без веществ, препятствующих развитию и воздействию бактерий, в частности, мыла, стиральных порошков, хлора.

Для получения биогаза желательно использовать сложные смеси: свежий навоз, солому, сечку с разной ботвы.

В процессе ферментации жидкость в резервуаре разделяется на три фракции. Верхняя-корка, образующаяся из крупных частиц, поднимающихся вместе с пузырьками газа. Этот слой через некоторое время может стать настолько твердым, что будет препятствовать выделению биогаза. В средней части скапливается жидкость, а нижняя, грязеподибна фракция, выпадает в осадок.

Бактерии наиболее активны в средней зоне, поэтому смесь в ферментаторе нужно перемешивать не менее двух раз в сутки. Перемешивать следует без разгерметизации ферментатора с помощью механических устройств: гидравлическими средствами (рециркуляция под действием насоса), подогревая биомассу от трубчатого змеевика, который располагается сбоку в ферментаторе.



Строение ферментатора.
Ферментатор лучше строить в яме. Это бетонный или металлический резервуар круглой или квадратной формы, глубиной 2-2,5 м и объемом от 4 м3 и более (в зависимости от возможности и потребностей хозяйства). В середине его оштукатуривают цементным раствором. А если он металлический, покрывают двумя слоями свинцового сурика и двумя-масляной краски. Внешне в верхней части резервуара делают кольцевой желоб глубиной 0,5-0,7 м. В него устанавливают нижнюю часть металлического колпака-накопителя газа. Ковпак изготавливают из оцинкованной жести толщиной не менее 0,8 мм и защищают от коррозии так же, как и резервуар.

Ферментатор заполняют свежим навозом, а еще лучше-смесью коровьего, овечьего, свиного навоза и 1 / 4 части полов. Все это заливают коровьей мочой и подогретой до 50 ° С водой. Сверху опускают колпак-накопитель, в желоб наливают воду.

Генератор начинает работать через 7-8 суток. В ночное время, когда биогаза не ис-рис-товуеться и скапливается под колпаком, он может перевернуться от давления газа, поэтому внешне колпака монтируют штыревые ограничители или прижимают его тяжестью. Для надежной работы зимой ферментатор утепляют, устанавливают над ним сооружение в виде теплицы. Желательно, чтобы полиэтиленовая пленка была черной

Практи ка показывает, что в среднем на отопление дома площадью 40-50 м2 и на 4-комфоркову плиту нужно 3-3,5 м3 газа в час.

В местной системе обогрева можно использовать и автоматический отопительный водонагреватель АОГВ-11, 33-В. При выборе размеров и конструкции ферментатора можно ориентироваться на вариант с подогревом биомассы. Тогда будет возможность регулировать производительность ферментатора зависимости от потребностей. Практика показывает, что каждые 10 ° подогрева биомассы удваивают выход газа с 1 м3 сырья

С 1 м3 полезного объема ферментатора получают 80-120 м3 газа. Его теплотворная примерно 5500-6000 ккал/м3, а бытового газа - 7000 ккал/м3.

Теперь о биологии процесса. Бактерии, производящие метан, является ^ самой сырье. Культуры их в обычных условиях развиваются до трех недель. А когда используется готова "закваска" из предыдущей порции, газ начинает поступать примерно через неделю. Бактерии, производящие метан, разделяют на три группы. Психрофильные - эффективно работают в диапазоне 5 ... 20 ° С. За дальнейшего повышения температуры развиваются мезофильные бактерии с рабочим диапазоном 30 ... 42 ° С. А когда еще выше температура - действуют уже термофильные бактерии, которые работают в очень узком диапазоне 54 ... 56 ° С.

В процессе изготовления установки для получения биогаза можно не только использовать эту информацию, но и дополнить ее своими усовершенствованиями.

И напоследок -некоторые советы:
1. К минимуму спускайте охлаждения ферментатора при очистка, наполнение свежей сырьем.
2. Ковпак оборудуйте манометром для контроля давления газа в ферментаторе (минимальное - 0,15 атм).
3. Трубопровод биогаза оборудуйте устройством для отвода конденсированной воды.
4. Для непрерывного снабжения биогаза постройте спаренные ферментаторы.

Не забывайте правила техники безопасности!

Чертежи биогозовой установки

Ферментатор биогаза:

1 - резервуар (объем 9,5 куб.м) 2 - направляющие колпака, 3 - колпак, 4 - труба к потребителю; 5 - манометр; 6 - гидрогерметизатор; 7 - подогреватель биомассы; 8 - каркас теплицы: 9 - биомасса.