Kā ar savām rokām izgatavot bioreaktoru

Pastāvīgais tradicionālo energoresursu izmaksu pieaugums liek mājas amatniekiem radīt mājās gatavotas iekārtas, kas ļauj viņiem no savām rokām izgatavot biogāzi. Izmantojot šo pieeju mājturībai, ir iespējams ne tikai iegūt lētu enerģiju mājas apsildīšanai un citām vajadzībām, bet arī izveidot organisko atkritumu utilizācijas un bezmaksas mēslošanas līdzekļu iegūšanas procesu turpmākai augsnes uzklāšanai.

Pārmērīgi saražoto biogāzi, kā arī mēslojumu var ieinteresētajiem patērētājiem realizēt par tirgus vērtību, pārvēršot naudā, kas burtiski “atrodas zem kājām”. Lielie lauksaimnieki var atļauties iegādāties gatavas biogāzes stacijas, kas samontētas rūpnīcā. Šādas iekārtas izmaksas ir diezgan augstas. Tomēr atdeve no tā darbības atbilst veiktajiem ieguldījumiem. Mazāk jaudīgas iekārtas, kas darbojas pēc tāda paša principa, var montēt pašas no pieejamajiem materiāliem un detaļām.

Kas ir biogāze un kā tā veidojas?

Biogāze ir videi draudzīga degviela. Pēc īpašībām biogāzes lielākoties saplūst ar dabasgāzi, ko ražo rūpnieciskā mērogā. Iedomājieties šādu biogāzes ražošanas tehnoloģiju:

• īpašā traukā, ko sauc par bioreaktoru, biomasas pārstrādes process notiek ar anaerobo baktēriju piedalīšanos noteiktā laika posmā bezgaisa fermentācijas apstākļos, kura ilgums ir atkarīgs no ielādēto izejvielu apjoma;
• tā rezultātā no citām gāzveida vielām izdalās gāzu maisījums, kas sastāv no 60% metāna, 35% - oglekļa dioksīda, 5% - starp kuriem ir neliels daudzums sērūdeņraža;
• iegūtā gāze tiek pastāvīgi izvadīta no bioreaktora un pēc attīrīšanas tiek nosūtīta pareizai lietošanai;
• Pārstrādātie atkritumi, kas kļuvuši par augstas kvalitātes mēslojumu, periodiski tiek izņemti no bioreaktora un aizvesti uz laukiem.

Lai biogāzes ražošanu mājās varētu veikt nepārtrauktā režīmā, ir jābūt lauksaimniecības vai lopkopības uzņēmumu īpašumam vai tam jābūt piekļuvei. Ir ekonomiski izdevīgi iesaistīties biogāzes ražošanā tikai tad, ja ir pieejams kūtsmēslu un citu lopkopības organisko atkritumu bezmaksas avots.

Gāzes apkure joprojām ir visuzticamākais apkures veids. Jūs varat uzzināt vairāk par autonomu gazifikāciju šādā materiālā:https://aquatech.tomathouse.com/lv/gazosnabzhenie/avtonomnoe-gazosnabzhenie-chastnogo-doma.html

Bioreaktoru veidi

Biogāzes ražošanas iekārtas atšķiras pēc izejvielu iekraušanas veida, iegūtās gāzes savākšanas, reaktora atrašanās vietas attiecībā pret zemes virsmu, ražošanas materiālu. Betons, ķieģelis un tērauds ir vispiemērotākie materiāli bioreaktoru būvniecībai.

Atkarībā no iekraušanas veida tiek izdalītas bioiekārtas, kurās tiek iekrauta noteikta izejmateriāla daļa un notiek pārstrādes cikls, un pēc tam tā tiek pilnībā izkrauta. Gāzes ražošana šajās ražotnēs ir nestabila, taču tajās var iekraut jebkāda veida izejvielas. Parasti tie ir stāvus un aizņem maz vietas.

Daļa organisko atkritumu katru dienu tiek iekrauta otrā tipa sistēmā, un gatava raudzēta mēslojuma daļa, kas ir vienāda ar tilpumu, tiek izkrauta. Darba maisījums vienmēr paliek reaktorā. Tā sauktās nepārtrauktās iekraušanas uzstādīšana stabili rada vairāk biogāzes un ir ļoti iecienīta zemnieku vidū. Būtībā šie reaktori atrodas horizontāli un ir ērti, ja vietnē ir brīva vieta.

Izvēlētais biogāzes savākšanas veids nosaka reaktora konstrukcijas iezīmes.

• balonu sistēmas sastāv no gumijas vai plastmasas karstumizturīga balona, ​​kurā ir apvienots reaktors un gāzes turētājs. Šāda veida reaktora priekšrocības ir dizaina vienkāršība, izejvielu iekraušana un izkraušana, ērta tīrīšana un transportēšana, zemas izmaksas. Trūkumi ietver īsu kalpošanas laiku - 2–5 gadus, bojājumu iespējamību ārējas ietekmes rezultātā. Tvertņu reaktoros ietilpst arī kanālu tipa iekārtas, kuras Eiropā plaši izmanto šķidro atkritumu un notekūdeņu attīrīšanai. Šāda gumijas augšdaļa ir efektīva augstās apkārtējās vides temperatūrās, un nav cilindru sabojāšanas riska. Fiksēta kupola konstrukcijai ir pilnībā slēgts reaktors un kompensācijas spēja dūņu novadīšanai. Gāze uzkrājas kupolā; kad tiek ielādēta nākamā izejvielu porcija, apstrādātā masa tiek iespiesta kompensācijas tvertnē.
• Biosistēmas ar peldošu kupolu sastāv no monolīta bioreaktora, kas atrodas pazemē, un pārvietojamas gāzes tvertnes, kas peld īpašā ūdens kabatā vai tieši barošanas avotā un paaugstinās gāzes spiediena ietekmē. Peldošā kupola priekšrocība ir lietošanas vienkāršība un spēja noteikt gāzes spiedienu no kupola augstuma. Tas ir lielisks risinājums lielai saimniecībai.
• Izvēloties pazemes vai uzstādīšanas vietu virs virsmas, ir jāņem vērā reljefa slīpums, kas atvieglo izejvielu iekraušanu un izkraušanu, pastiprināta pazemes konstrukciju siltumizolācija, kas aizsargā biomasu no ikdienas temperatūras svārstībām un padara fermentācijas procesu stabilāku.

Dizainu var aprīkot ar papildu ierīcēm izejvielu sildīšanai un sajaukšanai.

Vai ir rentabli izgatavot reaktoru un izmantot biogāzi?

Biogāzes stacijas celtniecībai ir šādi mērķi:

• lēta enerģijas ražošana;
• viegli sagremojamu mēslojumu ražošana;
• ietaupījumi, pieslēdzoties dārgām kanalizācijām;
• sadzīves atkritumu pārstrāde;
• iespējamā peļņa no gāzes pārdošanas;
• samazinot nepatīkamo smaku intensitāti un uzlabojot vides stāvokli teritorijā.

Lai novērtētu bioreaktora veidošanas priekšrocības, liesam saimniekam jāapsver šādi aspekti:

• biostacijas izmaksas ir ilgtermiņa ieguldījums;
• mājās gatavotas biogāzes iekārtas un reaktora uzstādīšana, neiesaistot trešo personu speciālistus, būs daudz lētākas, taču tā efektivitāte ir zemāka nekā dārgas rūpnīcas;
• lai uzturētu stabilu gāzes spiedienu, lauksaimniekam vajadzētu būt piekļuvei lopkopības atkritumiem pietiekamā daudzumā un uz ilgu laiku. Augstu elektrības un dabasgāzes cenu vai gazifikācijas trūkuma gadījumā iekārtas izmantošana kļūst ne tikai izdevīga, bet arī nepieciešama;
• lielām saimniecībām ar savu izejvielu bāzi bioreaktora iekļaušana siltumnīcu un liellopu fermu sistēmā būs rentabls risinājums;
• mazajām saimniecībām efektivitāti var uzlabot, uzstādot vairākus mazus reaktorus un ielādējot izejvielas dažādos laika intervālos. Tas ļaus izvairīties no gāzes pārtraukumiem ar izejvielu trūkumu.

Lai uzzinātu, kā aprīkot apkuri privātmājā bez gāzes, noklikšķiniet šeit:https://aquatech.tomathouse.com/lv/otoplenie/alt_otoplenie/otoplenie-chastnogo-doma-bez-gaza.html

Kā pats izveidot bioreaktoru

Tika pieņemts lēmums par būvniecību, tagad mums ir jāprojektē instalācija un jāaprēķina nepieciešamie materiāli, instrumenti un aprīkojums.

Svarīgs! Izturība pret agresīvu skābu un sārmainu vidi ir galvenā bioreaktoru materiāla prasība.

Ja ir pieejama metāla tvertne, to var izmantot ar aizsargājošu pārklājumu pret koroziju. Izvēloties konteineru, kas izgatavots no metāla, pievērsiet uzmanību metinājumu klātbūtnei un to stiprībai.

Izturīgs un ērts variants ir polimēra tvertne. Šis materiāls nesadalās un nerūsē. Muca ar biezām stingrām sienām vai pastiprinātu lieliski izturēs slodzi.

Lētākais veids ir konteineru, kas izgatavoti no ķieģeļiem vai akmens, betona bloki, izklāšana. Lai palielinātu izturību, sienas tiek pastiprinātas un no iekšpuses un ārpuses pārklātas ar daudzslāņu hidroizolāciju un gāzu necaurlaidīgu pārklājumu. Apmetumam vajadzētu būt piedevām, kas nodrošina norādītās īpašības. Vislabākā forma, kas var izturēt visas spiediena slodzes, ir ovāla vai cilindriska.

Šīs tvertnes pamatnē ir izveidots caurums, caur kuru tiks izvadītas izlietotās izejvielas. Šim caurumam jābūt cieši noslēgtam, jo ​​sistēma efektīvi darbojas tikai noslēgtos apstākļos.

Nepieciešamo instrumentu un materiālu aprēķins

Lai izliktu ķieģeļu konteineru un visas sistēmas ierīci, būs nepieciešami šādi rīki un materiāli:

• tvertne cementa vai betona maisītāja sajaukšanai;
• urbis ar sprauslu maisītāju;
• šķembas un smiltis drenāžas spilventiņam;
• lāpsta, mērlente, ķelle, špakteles nazis;
• ķieģeļu, cementa, ūdens, smalku smilšu, armatūras, plastifikatoru un citas nepieciešamās piedevas;
• metināšanas mašīna un stiprinājumi metāla cauruļu un to sastāvdaļu montāžai;
• ūdens filtrs un trauks ar metāla skaidām gāzes attīrīšanai;
• Riepu vai standarta propāna baloni gāzes glabāšanai.

Betona tvertnes lielumu nosaka pēc organisko atkritumu daudzuma, kas katru dienu parādās privātā saimniecībā vai saimniecībā. Pilnvērtīga bioreaktora darbība ir iespējama, ja to piepilda divas trešdaļas no pieejamā tilpuma.

Ļaujiet mums noteikt reaktora tilpumu nelielai privātai ekonomikai: ja ir 5 govis, 10 cūkas un 40 vistas, tad viņu dzīves laikā veidojas pakaiši ar svaru 5 x 55 kg + 10 x 4,5 kg + 40 x 0,17 kg = 275 kg +. 45 kg + 6,8 kg = 326,8 kg. Lai vistu izkārnījumi sasniegtu vajadzīgo 85% mitrumu, pievieno 5 litrus ūdens. Kopējais svars = 331,8 kg. Apstrādei 20 dienu laikā ir nepieciešams: 331,8 kg x 20 = 6636 kg - apmēram 7 kubikmetri tikai pamatnei. Tās ir divas trešdaļas no nepieciešamā apjoma. Lai iegūtu rezultātu, jums ir nepieciešami 7x1,5 = 10,5 kubikmetri. Iegūtā vērtība ir nepieciešamais bioreaktora tilpums.

Atcerieties, ka liela daudzuma biogāzes iegūšana mazos konteineros nedarbosies. Produkcija ir tieši atkarīga no reaktorā apstrādāto organisko atkritumu masas. Tātad, lai iegūtu 100 kubikmetrus biogāzes, ir nepieciešams pārstrādāt tonnu organisko atkritumu.

Bioreaktoru ierīces sagatavošana vietnei

Par brīvu biodegviela uz vietas, jums jāizvēlas vieta dzelzsbetona tvertnes celtniecībai, kas darbosies kā bioreaktors.

Optimālo atrašanās vietu izvēlas prom no dzīvojamām telpām, vietām dzīvniekiem. Izejvielu uzglabāšanas noliktava var atrasties tuvu. Tam būtu jāņem vērā gruntsūdeņu līmenis un biomasas iekraušanas un izkraušanas ērtības. Vēlams vieta izejvielu pārvadāšanai.

Reaktora tvertnes ekonomiskā atrašanās vieta ir būvēt to zem zemes līmeņa. Ļoti ērti ir arī reljefa slīpums. Tas samazinās siltumizolācijas izmaksas un atvieglos organiskā substrāta iekraušanu.

Reaktora konstrukcijas un izturības uzticamība ir atkarīga no bedres dibena un sienu sagatavošanas tvertnei. Sienas ir nostiprinātas un aizzīmogotas ar plastmasu, betonu un tiek izmantoti polimēru gredzeni. Svarīga un pamatīga sasilšana. Kā lēta izolācija tiek izmantoti salmi, māls, sausie kūtsmēsli un izdedži, improvizēti materiāli.

Montāža un uzstādīšana

Lai ietaupītu budžetu, ir optimāli uzstādīt vienkāršu un uzticamu dizainu bez zvaniem un svilpieniem, un pēc tam darbības laikā un kad parādās finanšu iespējas, pievienojiet papildu elementus apkurei, automatizācijai, vadībai.

Soli pa solim norādījumi par bioreaktora montāžu un uzstādīšanu palīdzēs uzstādīšanu veikt pats.

1. Izrakt bedri, apakšā ieliet izlīdzinošu smilšu slāni, visu bedri noklāt ar PVC plēvi, pēc tam ieliet keramzīta, salmu siltumizolējošu slāni, izlīdzināt to pie horizonta. Piestipriniet caurules pamatnes iekraušanai un izkraušanai. Izejvielu cauruļu diametram jābūt vismaz 300 mm diametram, pretējā gadījumā tie aizsērēs.
2. Izvietojiet ķieģeļu konteineru vai uzstādiet gatavo. Izolējiet reaktora sānu sienas, pārklājot to ar mālu un salmiem vairākās kārtās vai izmantojot mūsdienīgus sildītājus, piemēram, putupolistirola, putu poliuretāna putas.
3. Izgatavot gāzes kanalizācijas sistēmu, kas sastāv no vertikālām caurulēm ar daudziem caurumiem ķermenī. Šāda sistēma aizstās maisītājus.
4. Iekrautā biomateriāla ārējo slāni pārklāj ar speciālu plēvi, lai radītu nelielu lieko spiedienu un uzkrātu biogāzi zem kupola. Uzstādiet kupolu, kam jābūt hermētiskam, un augšpusē ir gāzes izplūdes caurule, filtri hermētiskas lūkas tīrīšanai, ūdens blīvējums. Gāze tiek uzkrāta un glabāta īpašos gāzes maisos.

Bioreaktora palaišana

1. Lai bioreaktors darbotos efektīvi, nepieciešams to ielādēt ar izejvielām 2/3 apjomā, temperatūrā, kas nepieciešama baktēriju darbībai, tāpēc biomasas padeves tvertne jānovieto saulainā pusē, lai tā sasiltu.
2. Jauna iekraušana un izlietotā organiskā substrāta izņemšana ir lētāka un vieglāk izpildāma pēc pārpildes principa, t.i. paaugstinot organisko vielu līmeni reaktorā, ieviešot jaunu porciju, substrāts caur izplūdes cauruli tiks noņemts tādā apjomā, kas vienāds ar ievadītā materiāla tilpumu.
3. Lejupielādējiet baktēriju partiju. Ja nepieciešams, sildiet atkārtoti.

Pareiza gāzes noņemšana no bioreaktora

Organisko vielu fermentācijas laikā iegūtā gāze tiek noņemta caur īpašu caurumu, kas paredzēts vāka augšējās daļas dizainā, kas cieši aizver tvertni. Lai izslēgtu iespēju sajaukt biogāzi ar gaisu, ir jānodrošina tās noņemšana caur ūdens slēdzeni (ūdens slēdzeni).

Gāzes maisījuma spiedienu bioreaktorā ir iespējams kontrolēt ar vāciņa palīdzību, kam vajadzētu paaugstināties ar gāzes pārpalikumu, tas ir, spēlēt izlaišanas vārsta lomu. Kā pretsvaru jūs varat izmantot parasto svaru. Ja spiediens ir normāls, tad radītā gāze caur izplūdes cauruli plūdīs gāzes tvertnē, pa ceļam tiek pakļauta ūdens attīrīšanai.

Darbības un drošības noteikumi

Pastāvīga regulāru partiju iekraušana un gatavo mēslošanas līdzekļu izkraušana, fermentācijas apstākļu kontrole nodrošinās pareizu biogāzes stacijas darbību.

Specializēti uzņēmumi pārdod organiski fermentējošu baktēriju partijas biogāzes ražošanai.

Ir mezofīlās, termofīlās un psirofilās baktērijas. Pilnīga organisko vielu fermentācija ar termofilu baktēriju piedalīšanos notiks 12 dienu laikā. Mezofīlās baktērijas darbojas lēnāk, tās apstrādā izejvielas 20 dienu laikā.

Reaktorā esošā biomasa jāsajauc vismaz divas reizes dienā, pretējā gadījumā uz virsmas izveidosies garoza, kas neļaus brīvi iziet no biogāzes. Aukstā sezonā reaktors jāuzsilda, saglabājot optimālo temperatūru visaugstākajai produkcijas izlaidei.

Ja jums ir atbilstoša vēlme un atbilstošas ​​instrukcijas, nav grūti izgatavot kamīnu dzīvoklim no videi draudzīgas degvielas. Sīkāka informācija:https://aquatech.tomathouse.com/lv/otoplenie/biokamin-svoimi-rukami.html

Reaktorā iekrautajā organiskajā maisījumā nedrīkst būt antiseptiķi, mazgāšanas līdzekļi, ķīmiskas vielas, kas kaitīgas baktēriju dzīvībai un palēnina biogāzes ražošanu.

Svarīgs! Biogāze ir viegli uzliesmojoša un sprādzienbīstama.

Lai bioreaktors darbotos pareizi, jāievēro tie paši noteikumi kā jebkurai gāzes instalācijai. Ja aprīkojums ir necaurlaidīgs, biogāze tiek savlaicīgi novirzīta uz gāzes tvertni, tad nebūs problēmu.

Ja gāzes spiediens pārsniedz normu vai noplūdes gadījumā tas saindēsies, pastāv eksplozijas risks, tāpēc reaktorā ieteicams uzstādīt temperatūras un spiediena sensorus. Biogāzes ieelpošana ir kaitīga arī cilvēku veselībai.

Kā nodrošināt biomasas aktivitāti

Jūs varat paātrināt biomasas fermentācijas procesu, to karsējot. Parasti dienvidu reģionos šī problēma nerodas. Apkārtējās vides temperatūra ir pietiekama fermentācijas procesu dabiskai aktivizēšanai. Reģionos ar smagiem klimatiskajiem apstākļiem ziemā bez apkures parasti nav iespējams darbināt biogāzes staciju. Galu galā fermentācijas process sākas temperatūrā, kas pārsniedz atzīmi 38 grādi pēc Celsija.

Ir vairāki veidi, kā organizēt biomasas tvertnes sildīšanu:

• pievienojiet spoli, kas atrodas zem reaktora, apkures sistēmai;
• uzstādiet elektriskos sildīšanas elementus tvertnes pamatnē;
• nodrošina tiešu tvertnes sildīšanu, izmantojot elektriskos sildītājus.

Baktērijas, kas ietekmē metāna ražošanu, neaktīvā stāvoklī pašā barībā. Viņu aktivitāte paaugstinās noteiktā temperatūras līmenī. Automatizētas apkures sistēmas uzstādīšana nodrošinās normālu procesa plūsmu. Automātika ieslēgs sildīšanas aprīkojumu, kad nākamais aukstuma ēdiens nonāk bioreaktorā, un pēc tam izslēgsies, kad biomasa sasils līdz iepriekš noteiktam temperatūras līmenim.

Šādas temperatūras kontroles sistēmas tiek uzstādītas katlos, tāpēc tās var iegādāties veikalos, kas specializējas gāzes iekārtu pārdošanā.

Ir svarīgi atzīmēt, ka ir iespējams aktivizēt biogāzes ražošanu mājās, sajaucot biomasu reaktorā. Šim nolūkam tiek izgatavota ierīce, kas ir strukturāli līdzīga sadzīves maisītājam. Ierīci var darbināt ar vārpstu, kas tiek izvadīta caur atveri, kas atrodas tvertnes vākā vai sienās.

Kādas īpašas atļaujas ir vajadzīgas biogāzes uzstādīšanai un izmantošanai

Lai izveidotu un darbinātu bioreaktoru, kā arī izmantotu iegūto gāzi, projektēšanas posmā ir jārūpējas par nepieciešamo atļauju iegūšanu. Apstiprinājums jāveic ar gāzes dienestu, ugunsdzēsējiem un Rostekhnadzor.Kopumā uzstādīšanas un darbības noteikumi ir līdzīgi noteikumiem par parasto gāzes iekārtu izmantošanu. Celtniecība jāveic stingri saskaņā ar SNiP, visiem cauruļvadiem jābūt dzelteniem un ar atbilstošu marķējumu. Rūpnīcā ražotas gatavas sistēmas ir daudzkārt dārgākas, taču tām ir visi pavaddokumenti, kas atbilst visām tehniskajām prasībām. Ražotāji garantē aprīkojumu un veic to izstrādājumu apkopi un remontu.

Pašmāju biogāzes stacija var ietaupīt uz enerģijas izmaksām, kas lauksaimniecības produktu izmaksu noteikšanā aizņem lielu daļu. Ražošanas izmaksu samazināšana ietekmēs saimniecības vai privātās viensētas rentabilitātes pieaugumu. Tagad, kad jūs zināt, kā iegūt biogāzi no esošajiem atkritumiem, atliek tikai ideju īstenot. Daudzi zemnieki jau sen ir iemācījušies, kā nopelnīt naudu no kūtsmēsliem.