Wie man einen Bioreaktor mit eigenen Händen macht

Der stetige Anstieg der Kosten für traditionelle Energie zwingt Handwerker dazu, selbstgemachte Geräte herzustellen, mit denen sie Biogas aus eigenen Händen herstellen können. Mit diesem Ansatz für die Haushaltsführung ist es nicht nur möglich, billige Energie für die Beheizung eines Hauses und andere Bedürfnisse zu erhalten, sondern auch den Prozess der Nutzung organischer Abfälle und der Gewinnung von freiem Dünger für die spätere Anwendung auf dem Boden festzulegen.

Überschüssiges Biogas sowie Düngemittel können für interessierte Verbraucher zum Marktwert realisiert werden und werden zu Geld, das buchstäblich „unter Ihren Füßen liegt“. Großbauern können es sich leisten, fertige Biogasanlagen zu kaufen, die in der Fabrik montiert werden. Die Kosten für solche Geräte sind ziemlich hoch. Die Betriebsrendite entspricht jedoch den getätigten Investitionen. Weniger leistungsstarke Anlagen, die nach dem gleichen Prinzip arbeiten, können aus verfügbaren Materialien und Teilen selbst zusammengebaut werden.

Was ist Biogas und wie entsteht es?

Biogas ist ein umweltfreundlicher Kraftstoff. Biogs konvergieren aufgrund ihrer Eigenschaften weitgehend mit Erdgas, das im industriellen Maßstab erzeugt wird. Stellen Sie sich die Technologie für die Biogaserzeugung wie folgt vor:

• In einem speziellen Behälter, der als Bioreaktor bezeichnet wird, findet ein Biomasseverarbeitungsprozess statt, an dem anaerobe Bakterien unter Bedingungen einer luftlosen Fermentation für einen bestimmten Zeitraum beteiligt sind, dessen Dauer vom Volumen der beladenen Rohstoffe abhängt.
• als Ergebnis wird ein Gasgemisch gebildet, das aus 60% Methan, 35% - Kohlendioxid, 5% - aus anderen gasförmigen Substanzen besteht, unter denen sich eine kleine Menge Schwefelwasserstoff befindet;
• Das erzeugte Gas wird ständig aus dem Bioreaktor abgelassen und nach der Reinigung zur ordnungsgemäßen Verwendung geschickt.
• Recycelte Abfälle, die zu hochwertigen Düngemitteln geworden sind, werden regelmäßig aus dem Bioreaktor entfernt und auf die Felder transportiert.

Um die Biogasproduktion zu Hause kontinuierlich zu etablieren, muss man landwirtschaftliche Betriebe und Viehbetriebe besitzen oder Zugang dazu haben. Die Erzeugung von Biogas ist nur dann wirtschaftlich, wenn eine kostenlose Quelle für Gülle und andere organische Abfälle aus der Tierhaltung vorhanden ist.

Die Gasheizung bleibt die zuverlässigste Heizmethode. Weitere Informationen zur autonomen Vergasung finden Sie im folgenden Material:https://aquatech.tomathouse.com/de/gazosnabzhenie/avtonomnoe-gazosnabzhenie-chastnogo-doma.html

Arten von Bioreaktoren

Anlagen zur Erzeugung von Biogas unterscheiden sich in der Art der Beladung der Rohstoffe, der Sammlung des gewonnenen Gases, der Lage des Reaktors relativ zur Erdoberfläche und dem Herstellungsmaterial. Beton, Ziegel und Stahl sind die am besten geeigneten Materialien für den Bau von Bioreaktoren.

Je nach Art der Beladung werden Biopflanzen unterschieden, in die ein bestimmter Teil des Rohmaterials geladen wird und ein Verarbeitungszyklus stattfindet, der dann vollständig entladen wird. Die Gasproduktion in diesen Anlagen ist instabil, aber jede Art von Rohstoff kann in sie geladen werden. Sie sind in der Regel vertikal und nehmen wenig Platz ein.

Ein Teil des organischen Abfalls wird täglich in ein System des zweiten Typs geladen und ein Teil des fertigen fermentierten Düngemittels mit gleichem Volumen wird entladen. Das Arbeitsgemisch bleibt immer im Reaktor. Die Installation der sogenannten kontinuierlichen Beladung erzeugt stabil mehr Biogas und ist bei Landwirten sehr beliebt. Grundsätzlich sind diese Reaktoren horizontal angeordnet und praktisch, wenn auf dem Gelände freier Platz vorhanden ist.

Die ausgewählte Art der Biogassammlung bestimmt die Konstruktionsmerkmale des Reaktors.

• Ballonsysteme bestehen aus einem hitzebeständigen Ballon aus Gummi oder Kunststoff, in dem ein Reaktor und ein Gashalter kombiniert sind. Die Vorteile dieses Reaktortyps sind die einfache Konstruktion, das Laden und Entladen von Rohstoffen, die einfache Reinigung und der Transport sowie die geringen Kosten. Zu den Nachteilen zählen eine kurze Lebensdauer von 2-5 Jahren, die Möglichkeit einer Beschädigung durch äußere Einflüsse. Zu den Tankreaktoren gehören auch kanalartige Anlagen, die in Europa häufig zur Aufbereitung von flüssigen Abfällen und Abwässern eingesetzt werden. Ein solches Gummioberteil ist bei hohen Umgebungstemperaturen wirksam und es besteht keine Gefahr einer Beschädigung des Zylinders. Das Design mit fester Kuppel verfügt über einen vollständig geschlossenen Reaktor und eine Ausgleichskapazität für die Schlammentladung. In der Kuppel sammelt sich Gas an. Wenn der nächste Teil der Rohstoffe geladen wird, wird die verarbeitete Masse in den Ausgleichsbehälter gedrückt.
• Biosysteme mit schwimmender Kuppel bestehen aus einem unterirdischen monolithischen Bioreaktor und einem beweglichen Gastank, der in einer speziellen Wassertasche oder direkt im Futter schwimmt und unter dem Einfluss des Gasdrucks aufsteigt. Der Vorteil einer schwimmenden Kuppel ist die einfache Verwendung und die Fähigkeit, den Gasdruck aus der Höhe der Kuppel zu bestimmen. Dies ist eine großartige Lösung für eine große Farm.
• Bei der Auswahl eines unterirdischen oder Installationsortes über der Oberfläche muss die Neigung des Reliefs berücksichtigt werden, was das Be- und Entladen von Rohstoffen erleichtert, die Wärmedämmung unterirdischer Strukturen verbessert, die Biomasse vor täglichen Temperaturschwankungen schützt und den Fermentationsprozess stabiler macht.

Das Design kann mit zusätzlichen Geräten zum Erhitzen und Mischen der Rohstoffe ausgestattet werden.

Ist es kostengünstig, einen Reaktor herzustellen und Biogas zu nutzen?

Der Bau einer Biogasanlage verfolgt folgende Ziele:

• billige Energieerzeugung;
• die Herstellung leicht verdaulicher Düngemittel;
• Einsparungen beim Anschluss an teure Abwasserkanäle;
• Verarbeitung von Hausmüll;
• möglicher Gewinn aus dem Verkauf von Gas;
• Verringerung der Intensität unangenehmer Gerüche und Verbesserung der Umweltsituation auf dem Gebiet.

Um die Vorteile des Baus eines Bioreaktors zu bewerten, sollte ein Lean Host die folgenden Aspekte berücksichtigen:

• Biostationskosten sind eine langfristige Investition;
• Selbstgemachte Biogasanlagen und die Installation eines Reaktors ohne Einbeziehung von Spezialisten von Drittanbietern sind viel billiger, aber der Wirkungsgrad ist geringer als der eines teuren Werks.
• Um einen stabilen Gasdruck aufrechtzuerhalten, muss der Landwirt Zugang zu Abfällen aus der Tierproduktion in ausreichender Menge und für lange Zeit haben. Bei hohen Preisen für Strom und Erdgas oder mangelnder Vergasung wird die Nutzung der Anlage nicht nur rentabel, sondern auch notwendig;
• Für große Betriebe mit eigener Rohstoffbasis ist die Aufnahme eines Bioreaktors in das System der Gewächshäuser und Rinderfarmen eine rentable Lösung.
• Bei kleinen Betrieben kann die Effizienz verbessert werden, indem mehrere kleine Reaktoren installiert und Rohstoffe in unterschiedlichen Zeitintervallen geladen werden. Dadurch werden Gasunterbrechungen mit fehlendem Ausgangsmaterial vermieden.

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Wie man einen Bioreaktor selbst baut

Die Entscheidung für die Konstruktion wurde getroffen. Jetzt müssen wir die Installation entwerfen und die erforderlichen Materialien, Werkzeuge und Geräte berechnen.

Wichtig! Die Beständigkeit gegenüber aggressiven sauren und alkalischen Umgebungen ist die Hauptanforderung für das Bioreaktormaterial.

Wenn ein Metalltank verfügbar ist, kann er mit einer Schutzbeschichtung gegen Korrosion verwendet werden. Achten Sie bei der Auswahl eines Behälters aus Metall auf das Vorhandensein von Schweißnähten und deren Festigkeit.

Eine dauerhafte und bequeme Option ist ein Polymertank. Dieses Material zerfällt nicht und rostet nicht. Ein Lauf mit dicken starren Wänden oder verstärktem Stahl hält der Last perfekt stand.

Der billigste Weg ist das Auslegen von Behältern aus Ziegeln oder Stein, Betonblöcken. Um die Festigkeit zu erhöhen, werden die Wände innen und außen verstärkt und mit einer mehrschichtigen Abdichtung und gasdichten Beschichtung versehen. Der Putz sollte Additive enthalten, die die angegebenen Eigenschaften aufweisen. Die beste Form, die allen Druckbelastungen standhält, ist oval oder zylindrisch.

Am Boden dieses Tanks befindet sich ein Loch, durch das verbrauchte Rohstoffe entfernt werden. Dieses Loch sollte fest verschlossen sein, da das System nur unter versiegelten Bedingungen effektiv funktioniert.

Berechnung der notwendigen Werkzeuge und Materialien

Die folgenden Werkzeuge und Materialien werden benötigt, um den Ziegelbehälter und das Gerät des gesamten Systems auszulegen:

• Tank zum Mischen von Zement oder Betonmischer;
• Bohren mit Düsenmischer;
• Schotter und Sand für ein Drainagekissen;
• Schaufel, Maßband, Kelle, Spachtel;
• Ziegel, Zement, Wasser, feiner Sand, Verstärkung, Weichmacher und andere notwendige Zusätze;
• Schweißgerät und Verbindungselemente für die Installation von Metallrohren und Zubehör;
• einen Wasserfilter und einen Behälter mit Metallspänen zur Gasreinigung;
• Reifenflaschen oder Standard-Propanflaschen zur Gasspeicherung.

Die Größe des Betontanks wird aus der Menge an organischem Abfall bestimmt, die täglich auf einem privaten Bauernhof oder Bauernhof anfällt. Ein vollwertiger Bioreaktorbetrieb ist möglich, wenn er zu zwei Dritteln des verfügbaren Volumens gefüllt ist.

Bestimmen wir das Volumen des Reaktors für eine kleine Privatwirtschaft: Wenn es 5 Kühe, 10 Schweine und 40 Hühner gibt, bildet sich am Tag ihrer Lebensaktivität ein Wurf von 5 x 55 kg + 10 x 4,5 kg + 40 x 0,17 kg = 275 kg + 45 kg + 6,8 kg = 326,8 kg. Fügen Sie 5 Liter Wasser hinzu, um den Hühnerkot auf die erforderliche Luftfeuchtigkeit von 85% zu bringen. Gesamtgewicht = 331,8 kg. Für die Verarbeitung in 20 Tagen ist erforderlich: 331,8 kg x 20 = 6636 kg - etwa 7 Kubikmeter nur für den Untergrund. Dies sind zwei Drittel des erforderlichen Volumens. Um das Ergebnis zu erhalten, benötigen Sie 7x1,5 = 10,5 Kubikmeter. Der erhaltene Wert ist das notwendige Volumen des Bioreaktors.

Denken Sie daran, dass eine große Menge Biogas in kleinen Behältern nicht funktioniert. Die Leistung hängt direkt von der Masse der im Reaktor verarbeiteten organischen Abfälle ab. Um 100 Kubikmeter Biogas zu erhalten, muss eine Tonne organischer Abfälle verarbeitet werden.

Standortvorbereitung für Bioreaktorgerät

Kostenlos Biotreibstoff Auf der Baustelle müssen Sie einen Ort für den Bau von Stahlbetontanks auswählen, die als Bioreaktor dienen.

Der optimale Standort wird außerhalb von Wohnräumen und Orten für Tiere ausgewählt. Ein Lager für die Lagerung von Rohstoffen kann in der Nähe sein. Dabei sollten der Grundwasserspiegel und die Bequemlichkeit des Be- und Entladens von Biomasse berücksichtigt werden. Vorzugsweise ein Ort für den Transport von Rohstoffen.

Der wirtschaftliche Standort des Reaktorbehälters besteht darin, es unter der Erde zu bauen. Die Neigung des Geländes ist auch sehr bequem. Dies reduziert die Kosten der Wärmedämmung und erleichtert das Beladen des organischen Substrats.

Die Zuverlässigkeit des Designs und die Haltbarkeit des Reaktors hängen von der Vorbereitung des Bodens und der Wände der Grube für den Tank ab. Die Wände werden verstärkt und mit Kunststoff-, Beton- und Polymerringen versiegelt. Wichtige und gründliche Erwärmung. Als billige Isolierung werden improvisierte Materialien aus Stroh, Ton, Trockenmist und Schlacke verwendet.

Montage und Installation

Um das Budget zu sparen, ist es optimal, ein einfaches und zuverlässiges Design ohne Schnickschnack zu montieren und dann während des Betriebs und bei finanziellen Möglichkeiten zusätzliche Elemente für Heizung, Automatisierung und Steuerung hinzuzufügen.

Eine schrittweise Anleitung zum Zusammenbau und zur Installation eines Bioreaktors hilft dabei, die Installation selbst zu montieren.

1. Graben Sie eine Grube, gießen Sie eine ebene Schicht Sand auf den Boden, legen Sie die gesamte Grube mit PVC-Folie auf, gießen Sie dann eine wärmeisolierende Schicht aus expandiertem Ton und Stroh und richten Sie sie am Horizont aus. Montieren Sie Rohre zum Be- und Entladen des Untergrunds. Der Durchmesser der Rohre für Rohstoffe muss einen Durchmesser von mindestens 300 mm haben, sonst verstopfen sie.
2. Legen Sie einen Ziegelbehälter aus oder installieren Sie einen fertigen. Isolieren Sie die Seitenwände des Reaktors, indem Sie ihn in mehreren Schichten mit Ton und Stroh beschichten oder moderne Heizgeräte verwenden, z. B. Polystyrolschaum, geschäumter Polyurethanschaum.
3. Herstellung eines Gasentwässerungssystems bestehend aus vertikalen Rohren mit zahlreichen Löchern im Körper. Ein solches System ersetzt die Mischer.
4. Decken Sie die äußere Schicht des beladenen Biomaterials mit einem speziellen Film ab, um einen geringen Überdruck zu erzeugen und Biogas unter der Kuppel anzusammeln. Installieren Sie eine Kuppel, die luftdicht sein sollte, und ein Gasauslassrohr oben, Filter zum Reinigen einer luftdichten Luke, eine Wasserdichtung. Gas wird angesammelt und in speziellen Gassäcken gespeichert.

Start des Bioreaktors

1. Damit der Bioreaktor effektiv arbeiten kann, muss er mit Rohstoffen auf 2/3 des Volumens beladen werden, der Temperatur, die für die Arbeit der Bakterien erforderlich ist. Daher sollte der Biomasse-Futtertrichter auf der Sonnenseite platziert werden, damit er sich erwärmt.
2. Das Laden eines neuen und das Herausziehen von verbrauchtem organischem Substrat ist billiger und einfacher gemäß dem Überlaufprinzip durchzuführen, d.h. Durch Erhöhen des Gehalts an organischer Substanz im Reaktor beim Einbringen eines neuen Abschnitts wird das Substrat durch das Auslassrohr in einem Volumen entfernt, das dem Volumen des eingebrachten Materials entspricht.
3. Laden Sie eine Reihe von Bakterien herunter. Bei Bedarf aufwärmen.

Korrigieren Sie die Gasentfernung aus dem Bioreaktor

Das bei der Fermentation von organischen Stoffen anfallende Gas wird durch ein spezielles Loch im oberen Teil des Deckels entfernt, das den Tank dicht verschließt. Um die Möglichkeit des Mischens von Biogas mit Luft auszuschließen, muss dessen Entfernung durch eine Wasserschleuse (Wasserschleuse) sichergestellt werden.

Es ist möglich, den Druck des Gasgemisches im Bioreaktor mit Hilfe einer Kappe zu steuern, die mit einem Überschuss an Gas ansteigen sollte, dh die Rolle eines Ablassventils spielt. Als Gegengewicht können Sie ein normales Gewicht verwenden. Wenn der Druck normal ist, strömt das erzeugte Gas durch das Auslassrohr in den Gastank und wird dabei in Wasser gereinigt.

Betriebsregeln und Sicherheit

Die ständige Beladung der regulären Chargen und das Entladen der fertigen Düngemittel sowie die Kontrolle der Fermentationsbedingungen gewährleisten den ordnungsgemäßen Betrieb der Biogasanlage.

Spezialisierte Unternehmen verkaufen Chargen von organisch fermentierenden Bakterien, um Biogas zu produzieren.

Es gibt mesophile, thermophile und psychrophile Bakterien. Eine vollständige Fermentation organischer Stoffe unter Beteiligung thermophiler Bakterien erfolgt in 12 Tagen. Mesophile Bakterien arbeiten langsamer, sie verarbeiten Rohstoffe in 20 Tagen.

Die Biomasse im Reaktor muss mindestens zweimal täglich gemischt werden, da sich sonst eine Kruste auf der Oberfläche bildet, die den freien Austritt von Biogas verhindert. In der kalten Jahreszeit sollte der Reaktor beheizt werden, um die optimale Temperatur für die größte Produktion des Produkts aufrechtzuerhalten.

Es ist nicht schwierig, einen Kamin für eine Wohnung mit sauberen Brennstoffen zu bauen, wenn ein angemessener Wunsch und relevante Anweisungen vorliegen. Einzelheiten:https://aquatech.tomathouse.com/de/otoplenie/biokamin-svoimi-rukami.html

Das in den Reaktor geladene organische Gemisch sollte keine Antiseptika, Reinigungsmittel und Chemikalien enthalten, die das Leben von Bakterien schädigen und die Produktion von Biogas verlangsamen.

Wichtig! Biogas ist brennbar und explosiv.

Damit der Bioreaktor ordnungsgemäß funktioniert, müssen die gleichen Regeln wie bei jeder Gasinstallation befolgt werden. Wenn die Ausrüstung dicht ist und das Biogas rechtzeitig in den Gastank geleitet wird, gibt es keine Probleme.

Wenn der Gasdruck die Norm überschreitet oder im Falle einer Leckage vergiftet, besteht Explosionsgefahr. Daher wird empfohlen, Temperatur- und Drucksensoren im Reaktor zu installieren. Das Einatmen von Biogas ist auch gesundheitsschädlich.

So stellen Sie die Biomasseaktivität sicher

Sie können den Prozess der Biomassegärung beschleunigen, indem Sie ihn erhitzen. In den südlichen Regionen tritt dieses Problem in der Regel nicht auf. Die Umgebungstemperatur reicht für die natürliche Aktivierung von Fermentationsprozessen aus. In Regionen mit strengen klimatischen Bedingungen im Winter ist es ohne Heizung im Allgemeinen unmöglich, eine Biogasanlage zu betreiben. Immerhin beginnt der Fermentationsprozess bei einer Temperatur, die die Marke von 38 Grad Celsius überschreitet.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, die Heizung eines Tanks mit Biomasse zu organisieren:

• Schließen Sie eine Spule unter dem Reaktor an das Heizsystem an.
• Installieren Sie elektrische Heizelemente im Boden des Tanks.
• Sorgen Sie für eine direkte Erwärmung des Tanks mit elektrischen Heizgeräten.

Bakterien, die die Methanproduktion beeinflussen, befinden sich im Futter selbst in einem Ruhezustand. Ihre Aktivität steigt bei einem bestimmten Temperaturniveau. Durch die Installation eines automatisierten Heizsystems wird ein normaler Ablauf des Prozesses sichergestellt. Die Automatisierung schaltet die Heizungsanlage ein, wenn die nächste kalte Partei in den Bioreaktor eintritt, und schaltet sie dann aus, wenn sich die Biomasse auf ein vorbestimmtes Temperaturniveau erwärmt.

Solche Temperaturregelungssysteme sind in Kesseln installiert, so dass sie in Geschäften gekauft werden können, die auf den Verkauf von Gasgeräten spezialisiert sind.

Es ist wichtig zu beachten, dass es möglich ist, die Erzeugung von Biogas zu Hause durch Mischen der Biomasse im Reaktor zu aktivieren. Hierzu wird ein Gerät hergestellt, das strukturell einem Haushaltsmischer ähnlich ist. Die Vorrichtung kann von einer Welle angetrieben werden, die durch eine Öffnung im Deckel oder in den Wänden des Tanks herausgeführt wird.

Welche besonderen Berechtigungen sind für die Installation und Nutzung von Biogas erforderlich?

Um einen Bioreaktor zu bauen und zu betreiben sowie das erhaltene Gas zu verwenden, ist es in der Entwurfsphase erforderlich, sich um die Erlangung der erforderlichen Genehmigungen zu kümmern. Die Genehmigung muss mit dem Gasdienst, den Feuerwehrleuten und Rostekhnadzor erfolgen.Im Allgemeinen ähneln die Regeln für Installation und Betrieb den Regeln für die Verwendung herkömmlicher Gasgeräte. Der Bau muss streng nach SNIPs erfolgen, alle Rohrleitungen müssen gelb sein und die entsprechenden Markierungen aufweisen. Im Werk hergestellte fertige Systeme sind um ein Vielfaches teurer, verfügen jedoch über alle Belege, die alle technischen Anforderungen erfüllen. Hersteller geben eine Garantie auf die Ausrüstung und führen Wartung und Reparatur ihrer Produkte durch.

Eine hausgemachte Biogasanlage kann Energiekosten einsparen, die einen großen Anteil an der Ermittlung der Kosten für landwirtschaftliche Produkte haben. Die Reduzierung der Produktionskosten wirkt sich auf die Steigerung der Rentabilität des landwirtschaftlichen Betriebs oder des privaten Gehöfts aus. Nachdem Sie nun wissen, wie Sie Biogas aus vorhandenen Abfällen gewinnen können, müssen Sie die Idee nur noch in die Praxis umsetzen. Viele Landwirte haben lange gelernt, mit Gülle Geld zu verdienen.