Как да направите биореактор със собствените си ръце

Как да направите биореактор със собствените си ръце

Постоянното увеличаване на цената на традиционните енергийни ресурси тласка домашните майстори да създадат домашно оборудване, което им позволява да правят биогаз от собствените си ръце. С този подход към домакинството е възможно не само да се получи евтина енергия за отопление на къща и други нужди, но и да се установи процесът на използване на органични отпадъци и получаване на безплатни торове за последващо прилагане в почвата.

Излишъкът от произведен биогаз, както и торове, могат да бъдат реализирани по пазарна стойност за заинтересованите потребители, превръщайки се в пари, които буквално „лежат под краката ви“. Големите фермери могат да си позволят да закупят готови инсталации за биогаз, сглобени във фабриката. Цената на такова оборудване е доста висока. Възвръщаемостта от дейността му обаче съответства на направените инвестиции. По-малко мощните инсталации, работещи на същия принцип, могат да бъдат сглобени самостоятелно от налични материали и части.

Какво е биогаз и как се образува

Схема за производство на биогаз

Обработката на биомаса води до получаване на биогаз

Биогазът е екологично чисто гориво. По своите характеристики биогрите до голяма степен се сближават с природен газ, произведен в индустриален мащаб. Представете си технологията за производство на биогаз, както следва:

  • в специален контейнер, наречен биореактор, се извършва процес на обработка на биомаса с участието на анаеробни бактерии при условия на безвъздушна ферментация за определен период, продължителността на който зависи от обема на заредени суровини;
  • в резултат на това се получава газова смес, състояща се от 60% метан, 35% - въглероден диоксид, 5% - от други газообразни вещества, сред които има малко количество сероводород;
  • полученият газ постоянно се изхвърля от биореактора и след пречистване се изпраща за правилна употреба;
  • Рециклираните отпадъци, превърнали се в висококачествен тор, периодично се извеждат от биореактора и се транспортират до нивите.
Процес на производство на биогаз

Визуална диаграма на процеса на производство на биогорива

За да се установи непрекъснато производство на биогаз у дома, човек трябва да притежава или да има достъп до селскостопански и животновъдни предприятия. Икономически изгодно е да се включва в производството на биогаз, само ако има източник на безплатна доставка на оборски тор и други органични отпадъци от животновъдството.

Газовото отопление остава най-надеждният начин за отопление. Можете да научите повече за автономната газификация в следния материал:https://aquatechn.com/gazosnabzhenie/avtonomnoe-gazosnabzhenie-chastnogo-doma.html

Видове биореактори

Заводите за производство на биогаз се различават по вида на зареждане на суровините, събирането на получения газ, местоположението на реактора спрямо повърхността на земята, материала на производство. Бетонът, тухлата и стоманата са най-подходящите материали за изграждането на биореактори.

Според вида на натоварване се разграничават биоинсталациите, в които се зарежда дадена част от суровината и се извършва цикъл на обработка, след което тя се разтоварва напълно. Производството на газ в тези инсталации е нестабилно, но всякакъв вид суровина може да се зарежда в тях. По правило те са изправени и заемат малко място.

Една част от органичните отпадъци се зарежда ежедневно във системата от втори тип и равна част от подготвените ферментирали торове се разтоварват по обем. Работната смес винаги остава в реактора. Инсталирането на така нареченото непрекъснато зареждане стабилно произвежда повече биогаз и е много популярно сред фермерите. По принцип тези реактори са разположени хоризонтално и са удобни при наличието на свободно пространство на площадката.

Избраният тип събиране на биогаз определя конструктивните характеристики на реактора.

  • балонните системи се състоят от гумен или пластмасов термоустойчив балон, в който са комбинирани реактор и газов държач. Предимствата на този тип реактори са простотата на проектиране, зареждане и разтоварване на суровини, лекота на почистване и транспортиране, ниска цена. Недостатъците включват кратък експлоатационен живот, 2-5 години, възможност за повреда в резултат на външни влияния. Резервоарите на резервоара включват също канални инсталации, които се използват широко в Европа за пречистване на течни отпадъци и отпадни води. Такъв гумен плот е ефективен при високи температури на околната среда и няма риск от повреда на цилиндъра. Конструкцията с неподвижен купол има напълно затворен реактор и компенсиращ капацитет за изхвърляне на утайки. Газът се натрупва в купола; когато се зареди следващата порция суровини, преработената маса се изтласква в компенсационния резервоар.
  • Биосистемите с плаващ купол се състоят от монолитен биореактор, разположен под земята, и подвижен резервоар за газ, който плава в специален воден джоб или директно в захранването и се издига под въздействието на налягането на газа. Предимството на плаващ купол е лекотата на използване и възможността за определяне на налягането на газа от височината на купола. Това е чудесно решение за голяма ферма.
  • При избора на подземно или инсталационно място над повърхността е необходимо да се вземе предвид наклонът на релефа, което улеснява натоварването и разтоварването на суровините, засилената топлоизолация на подземните конструкции, което предпазва биомасата от дневните температурни колебания и прави процеса на ферментация по-стабилен.

Дизайнът може да бъде оборудван с допълнителни устройства за отопление и смесване на суровините.

Изгодно ли е да се направи реактор и да се използва биогаз

Изграждането на биогаз инсталация има следните цели:

  • евтино производство на енергия;
  • производство на лесно смилаеми торове;
  • спестявания от свързване към скъпа канализация;
  • обработка на битови отпадъци;
  • възможна печалба от продажбата на газ;
  • намаляване на интензивността на неприятните миризми и подобряване на екологичната ситуация на територията.
Рентабилност на биогаз

Графика на рентабилност на производството и използването на биогаз

За да оцени ползите от изграждането на биореактор, постният домакин трябва да вземе предвид следните аспекти:

  • разходите за биостанции са дългосрочна инвестиция;
  • домашно оборудване за биогаз и инсталиране на реактор без участието на трети специалисти ще бъде много по-евтино, но неговата ефективност е по-ниска от тази на скъпа фабрика;
  • за да поддържа стабилно налягане на газ, земеделският производител трябва да има достъп до отпадъците от животновъдството в достатъчно количество и за дълго време. В случай на високи цени на електроенергия и природен газ или липсата на газификация, използването на инсталацията става не само изгодно, но и необходимо;
  • за големите стопанства със собствена база за суровини включването на биореактор в системата на оранжерии и ферми за добитък ще бъде изгодно решение;
  • за малките стопанства ефективността може да бъде подобрена чрез инсталиране на няколко малки реактора и зареждане на суровини на различни интервали от време. Това ще избегне прекъсването на газовете при липса на суровина.

За да научите как да оборудвате отоплението в частна къща без газ, щракнете тук:https://aquatechn.com/otoplenie/alt_otoplenie/otoplenie-chastnogo-doma-bez-gaza.html

Как сами да изградите биореактор

Решението за конструкцията беше взето, сега трябва да проектираме инсталацията и да изчислим необходимите материали, инструменти и оборудване.

Важно! Устойчивостта на агресивни киселинни и алкални среди е основното изискване за биореакторния материал.

Ако е наличен метален резервоар, той може да се използва, ако е защитно покритие срещу корозия. Когато избирате контейнер, изработен от метал, обърнете внимание на наличието на заварки и тяхната здравина.

Устойчив и удобен вариант е полимерен резервоар. Този материал не се разпада и не ръждясва. Барел с дебели твърди стени или подсилен перфектно ще издържи натоварването.

Най-евтиният начин е да се поставят контейнери, изработени от тухла или камък, бетонни блокове. За да се увеличи здравината, стените са подсилени и покрити отвътре и отвън с многослойна хидроизолация и газонепроницаемо покритие. Мазилката трябва да съдържа добавки, които осигуряват посочените свойства. Най-добрата форма, която може да издържи всички натоварвания под налягане, е овална или цилиндрична.

В основата на този резервоар е предвиден отвор, през който отработените суровини ще бъдат отстранени. Този отвор трябва да бъде плътно затворен, тъй като системата работи ефективно само в запечатани условия.

Изчисляване на необходимите инструменти и материали

За да поставите тухления контейнер и устройството на цялата система, ще са необходими следните инструменти и материали:

  • резервоар за смесване на цимент или бетонен смесител;
  • тренировка със смесител за дюзи;
  • натрошен камък и пясък за дренажна подложка;
  • лопата, лента, мистрия, нож за замазка;
  • тухла, цимент, вода, фин пясък, армировка, пластификатор и други необходими добавки;
  • заваръчна машина и крепежни елементи за монтаж на метални тръби и аксесоари;
  • воден филтър и контейнер с метални чипове за пречистване на газ;
  • Цилиндри за гуми или стандартни пропанови цилиндри за съхранение на газ.

Размерът на бетонния резервоар се определя от количеството органични отпадъци, което се появява ежедневно в частна ферма или ферма. Пълноценната работа на биореактора е възможна, ако тя се напълни с две трети от наличния обем.

Нека определим обема на реактора за малка частна икономика: ако има 5 крави, 10 прасета и 40 пилета, тогава в деня на тяхната жизнена активност се образува кучило 5 х 55 кг + 10 х 4,5 кг + 40 х 0,17 кг = 275 кг + 45 кг + 6,8 кг = 326,8 кг. За да приведете пилешките изсадки до необходимата влажност от 85%, добавете 5 литра вода. Общо тегло = 331,8 кг. За обработка за 20 дни е необходимо: 331,8 кг х 20 = 6636 кг - около 7 кубически метра само за субстрата. Това са две трети от необходимия обем. За да получите резултата, се нуждаете от 7x1.5 = 10.5 cc. Получената стойност е необходимия обем на биореактора.

Не забравяйте, че получаването на голямо количество биогаз в малки резервоари няма да работи. Изходът директно зависи от масата на органичните отпадъци, преработени в реактора. Така че, за да се получат 100 кубически метра биогаз, е необходимо да се обработи един тон органични отпадъци.

Подготовка на място за устройство за биореактор

Безплатно биогориво на обекта е необходимо да изберете място за изграждане на стоманобетонни резервоари, което ще служи като биореактор.

Оптималното място е избрано далеч от жилищни помещения, места за животни. Склад за съхранение на суровини може да бъде близо. Той трябва да отчита нивото на подземните води и удобството за зареждане и разтоварване на биомаса. За предпочитане място за транспортиране на суровини.

Икономичното местоположение на реакторния съд е изграждането му под нивото на земята. Наклонът на терена също е много удобен. Това ще намали разходите за топлоизолация и ще улесни зареждането на органичен субстрат.

Надеждността на дизайна и издръжливостта на реактора зависи от подготовката на дъното и стените на ямата за резервоара. Стените са укрепени и запечатани с пластмасови, бетонни и полимерни пръстени. Важно и цялостно затопляне. Като евтина изолация използвайте слама, глина, сух тор и шлака, импровизирани материали.

Монтаж и монтаж

За да спестите бюджета, е оптимално да монтирате прост и надежден дизайн без звънци и свирки, а след това по време на работа и когато се появят финансови възможности, добавете допълнителни елементи за отопление, автоматизация и контрол.

Устройство за биореактор

Визуална диаграма на устройството за биореактор

Стъпка по стъпка инструкции за сглобяване и инсталиране на биореактор ще помогне да монтирате инсталацията самостоятелно.

  1. Изкопайте яма, изсипете изравняващ слой пясък на дъното, поставете цялата яма с PVC филм, след това изсипете топлоизолационен слой от експандирана глина, слама, подравнете го към хоризонта. Монтирайте тръби за товарене и разтоварване на основата. Диаметърът на тръбите за суровини трябва да има диаметър най-малко 300 мм, в противен случай те ще се запушат.
  2. Поставете тухлен контейнер или инсталирайте завършен. Изолирайте страничните стени на реактора, като го покривате с глина и слама на няколко слоя или използвайте модерни нагреватели, например, полистиролова пяна, пенополиуретанова пяна.
  3. За да направите система за отводняване на газ, състояща се от вертикални тръби с множество отвори в тялото. Такава система ще замени смесителите.
  4. Покрийте външния слой на заредения биоматериал със специален филм, за да създадете малко излишно налягане и да натрупате биогаз под купола. Инсталирайте купол, който трябва да бъде херметичен и тръба за изпускане на газ в горната част, филтри за почистване на херметичен люк, водна пломба. Газът се натрупва и съхранява в специални газови торбички.

Изстрелване на биореактор

  1. За да работи ефективно биореакторът, той трябва да бъде натоварен със суровини до 2/3 от обема, температурата, необходима за работата на бактериите, така че бункерът за подаване на биомаса трябва да бъде поставен на слънчевата страна, така че да се затопли.
  2. Зареждането на нов и изтеглянето на изразходван органичен субстрат е по-евтино и по-лесно да се извърши според принципа на преливане, т.е. повишаването на нивото на органична материя вътре в реактора при въвеждане на нова порция ще отстрани субстрата през изпускателната тръба в обем, равен на обема на въведения материал.
  3. Изтеглете партида бактерии. Загрейте, ако е необходимо.

Правилно отстраняване на газовете от биореактора

Газът, получен по време на ферментацията на органиката, се отстранява през специален отвор, предвиден в дизайна на горната част на капака, който плътно затваря резервоара. За да се изключи възможността за смесване на биогаз с въздух, е необходимо да се осигури отстраняването му чрез водна брава (водна брава).

Възможно е да се контролира налягането на газовата смес вътре в биореактора с помощта на капачка, която трябва да се издига с излишък на газ, тоест да играе ролята на освобождаващ клапан. Като противотежест можете да използвате редовно тегло. Ако налягането е нормално, тогава произведеният газ ще потече през изпускателната тръба в резервоара за газ, пречиствайки се във вода по пътя.

Диаграма на инсталация за биогаз

Полученият газ се отклонява през специален отвор, разположен в конструкцията на капака

Правила за работа и безопасност

Постоянното зареждане на редовни партиди и разтоварване на готови торове, контролът на условията на ферментация ще осигурят правилната работа на инсталацията за биогаз.

Специализираните фирми продават партиди органично ферментиращи бактерии за производство на биогаз.

Има мезофилни, термофилни и психрофилни бактерии. Пълна ферментация на органиката с участието на термофилни бактерии ще настъпи след 12 дни. Мезофилните бактерии работят по-бавно, те обработват суровините за 20 дни.

Биомасата в реактора трябва да се смесва поне два пъти на ден, в противен случай на повърхността ще се образува кора, което предотвратява свободното излизане на биогаз. В студения сезон реакторът трябва да се нагрява, като се поддържа оптималната температура за най-високата продукция на продукта.

Не е трудно да направите камина за апартамент, използвайки чисти горива, ако има нужното желание и съответните инструкции. Детайли:https://aquatechn.com/otoplenie/biokamin-svoimi-rukami.html

Органичната смес, заредена в реактора, не трябва да съдържа антисептици, детергенти, химикали, вредни за живота на бактериите и забавяне на производството на биогаз.

Важно! Биогазът е запалим и експлозивен.

За да работи биореакторът правилно, трябва да се спазват същите правила, както при всички газови инсталации. Ако оборудването е плътно, биогазът се пренасочва своевременно към резервоара за газ, тогава няма да има проблеми.

Ако налягането на газа надвишава нормата или ще се отрови в случай на изтичане, съществува риск от експлозия, поради което се препоръчва да се монтират сензори за температура и налягане в реактора. Вдишването на биогаз също е вредно за човешкото здраве.

Как да осигурим активността на биомасата

Можете да ускорите процеса на ферментация на биомаса, като я нагреете. По правило в южните райони този проблем не възниква. Температурата на околната среда е достатъчна за естественото активиране на ферментационните процеси. В райони с тежки климатични условия през зимата, без отопление, като цяло е невъзможно да се експлоатира инсталация за биогаз. В края на краищата процесът на ферментация започва при температура над 38 градуса по Целзий.

Има няколко начина за организиране на отоплението на резервоар с биомаса:

  • свържете намотка, разположена под реактора, към отоплителната система;
  • инсталирайте електрически нагревателни елементи в основата на резервоара;
  • осигуряват директно нагряване на резервоара с помощта на електрически нагреватели.

Бактериите, които засягат производството на метан, са в състояние на покой в ​​самия фураж. Активността им се повишава при определено температурно ниво. Инсталирането на автоматизирана отоплителна система ще осигури нормален поток на процеса. Автоматиката ще включи отоплителното оборудване, когато следващото студено парти влезе в биореактора, и след това ще го изключи, когато биомасата се загрее до предварително определено ниво на температура.

Такива системи за контрол на температурата са инсталирани в котли, така че те могат да бъдат закупени в магазини, специализирани в продажбата на газово оборудване.

Схема за организиране на производството на биогаз у дома

Диаграмата показва целия цикъл, като се започне от зареждането на твърди и течни суровини и завършва с отклоняването на биогаз към потребителите

Важно е да се отбележи, че е възможно да се активира производството на биогаз у дома чрез смесване на биомасата в реактора. За това се прави устройство, което е структурно подобно на домакински смесител. Устройството може да се задвижва от вал, който се извежда през отвор, разположен в капака или стените на резервоара.

Какви специални разрешения са необходими за инсталирането и използването на биогаз

За да се изгради и експлоатира биореактор, както и да се използва полученият газ, е необходимо на етапа на проектиране да се погрижат за получаването на необходимите разрешителни. Одобрението трябва да стане с помощта на газовата служба, пожарникарите и Rostekhnadzor.По принцип правилата за инсталиране и експлоатация са подобни на правилата за използване на конвенционално газово оборудване. Строителството трябва да се извършва строго според SNIPs, всички тръбопроводи трябва да са жълти и да имат подходяща маркировка. Готовите системи, произведени във фабриката, са многократно по-скъпи, но имат всички подкрепящи документи, които отговарят на всички технически изисквания. Производителите дават гаранция за оборудването и извършват поддръжка и ремонт на своите продукти.

Една домашна инсталация за биогаз може да спести разходи за енергия, които заемат голям дял при определяне на цената на селскостопанските продукти. По-ниските производствени разходи ще повишат рентабилността на фермата или частното стопанство. Сега, когато знаете как да получите биогаз от съществуващите отпадъци, остава само да приложите идеята на практика. Много фермери отдавна са се научили как да печелят пари от оборски тор.

 

 

34 коментара

    Вид:

    Възходящ
    1. въплъщениеценител

      Е, ако все пак хвърляте маята там ?! :)

    2. въплъщениеВик Тор

      В интернет има много информация по тази тема, включително таблици в пълен размер, които описват колко биогаз се произвежда на килограм сухо вещество.
      Най-вече - оборски тор, изпражнения, канализация - до 0,7 куб.м, в които 60-70% метан. Мисля, че обработката на риба ще даде не по-малко.
      Що се отнася до торфа, там производството на биогаз ще бъде три пъти по-ниско.
      Трябва да се има предвид, че един и същи тор или риба съдържат до 90% влага, тоест за 1 kg сухо вещество ще са необходими около 8 кг суровина.

Препоръчваме ви да прочетете:

Как да поправите душ маркуч "Направи си сам"