Jak zrobić bioreaktor własnymi rękami

Ciągły wzrost kosztów tradycyjnych zasobów energii zmusza rzemieślników do tworzenia domowych urządzeń, które pozwalają im pozyskiwać biogaz z ich własnych rąk. Dzięki takiemu podejściu do prac domowych możliwe jest nie tylko uzyskanie taniej energii do ogrzewania domu i innych potrzeb, ale także ustanowienie procesu utylizacji odpadów organicznych i pozyskiwania bezpłatnych nawozów do późniejszego zastosowania na glebę.

Nadwyżki wyprodukowanego biogazu, a także nawozów, mogą być realizowane według wartości rynkowej dla zainteresowanych konsumentów, zamieniając się w pieniądze, które dosłownie „leżą pod twoimi stopami”. Duzi rolnicy mogą sobie pozwolić na zakup gotowych biogazowni zmontowanych w fabryce. Koszt takiego sprzętu jest dość wysoki. Jednak zwrot z jego działalności odpowiada dokonanym inwestycjom. Mniej wydajne instalacje działające na tej samej zasadzie można montować samodzielnie z dostępnych materiałów i części.

Co to jest biogaz i jak powstaje

Biogaz klasyfikowany jest jako rodzaj paliwa przyjaznego dla środowiska. Ze względu na swoje właściwości biogeny w dużej mierze są zbieżne z gazem ziemnym wytwarzanym na skalę przemysłową. Wyobraź sobie następującą technologię produkcji biogazu:

• w specjalnym pojemniku zwanym bioreaktorem proces przetwarzania biomasy odbywa się z udziałem bakterii beztlenowych w warunkach bezpowietrznej fermentacji przez określony czas, którego czas trwania zależy od objętości załadowanych surowców;
• w rezultacie uwalnia się mieszanina gazów, składająca się z 60% metanu, 35% - dwutlenku węgla, 5% - z innych substancji gazowych, wśród których znajduje się niewielka ilość siarkowodoru;
• wytworzony gaz jest stale odprowadzany z bioreaktora, a po oczyszczeniu przesyłany do właściwego wykorzystania;
• Przetwarzane odpady, które stały się wysokiej jakości nawozem, są okresowo usuwane z bioreaktora i transportowane na pola.

Aby rozpocząć produkcję biogazu w domu w trybie ciągłym, należy posiadać lub mieć dostęp do przedsiębiorstw rolnych i hodowlanych. Udział w produkcji biogazu jest opłacalny ekonomicznie tylko wtedy, gdy istnieje źródło bezpłatnej dostawy obornika i innych odpadów organicznych pochodzących z hodowli zwierząt.

Ogrzewanie gazowe pozostaje najbardziej niezawodnym sposobem ogrzewania. Możesz dowiedzieć się więcej o autonomicznym zgazowaniu w następującym materiale:https://aquatech.tomathouse.com/pl/gazosnabzhenie/avtonomnoe-gazosnabzhenie-chastnogo-doma.html

Rodzaje bioreaktorów

Instalacje do produkcji biogazu różnią się rodzajem załadunku surowców, gromadzeniem uzyskanego gazu, umiejscowieniem reaktora względem powierzchni ziemi, materiałem do produkcji. Beton, cegła i stal są najbardziej odpowiednimi materiałami do budowy bioreaktorów.

W zależności od rodzaju załadunku wyróżnia się bioinstalacje, do których ładowana jest dana porcja surowca i przeprowadzany jest cykl przetwarzania, a następnie całkowicie rozładowywany. Produkcja gazu w tych zakładach jest niestabilna, ale można do nich załadować każdy rodzaj surowca. Z reguły są pionowe i zajmują mało miejsca.

Część odpadów organicznych jest codziennie ładowana do systemu drugiego typu, a część gotowych sfermentowanych nawozów o równej objętości jest rozładowywana. Pracująca mieszanina zawsze pozostaje w reaktorze. Instalacja tak zwanego ciągłego ładowania stabilnie wytwarza więcej biogazu i jest bardzo popularna wśród rolników. Zasadniczo reaktory te są umieszczone poziomo i są wygodne w obecności wolnej przestrzeni na budowie.

Wybrany typ zbioru biogazu określa cechy konstrukcyjne reaktora.

• systemy balonowe składają się z gumowego lub plastikowego termoodpornego balonu, w którym połączono reaktor i uchwyt gazu. Zaletami tego typu reaktorów są prostota projektowania, załadunek i rozładunek surowców, łatwość czyszczenia i transportu, niski koszt. Wady obejmują krótki okres użytkowania, 2-5 lat, możliwość uszkodzenia w wyniku wpływów zewnętrznych. Reaktory zbiornikowe obejmują również instalacje kanałowe, które są szeroko stosowane w Europie do oczyszczania ścieków i ścieków. Taki gumowy blat jest skuteczny w wysokich temperaturach otoczenia i nie ma ryzyka uszkodzenia cylindra. Stała konstrukcja kopuły ma całkowicie zamknięty reaktor i zdolność kompensacyjną do odprowadzania osadu. Gaz gromadzi się w kopule; gdy ładowana jest kolejna porcja surowców, przetworzona masa jest wpychana do zbiornika kompensacyjnego.
• Bio-systemy z pływającą kopułą składają się z monolitycznego bioreaktora umieszczonego pod ziemią i ruchomego zbiornika gazu, który unosi się w specjalnej kieszeni na wodę lub bezpośrednio w zasilaniu i unosi się pod wpływem ciśnienia gazu. Zaletą pływającej kopuły jest łatwość użycia i możliwość określenia ciśnienia gazu na podstawie wysokości kopuły. To świetne rozwiązanie dla dużej farmy.
• Wybierając miejsce pod ziemią lub miejsce instalacji nad powierzchnią, należy wziąć pod uwagę nachylenie reliefu, co ułatwia załadunek i rozładunek surowców, lepszą izolację termiczną konstrukcji podziemnych, która chroni biomasę przed codziennymi wahaniami temperatury i czyni proces fermentacji bardziej stabilnym.

Konstrukcja może być wyposażona w dodatkowe urządzenia do ogrzewania i mieszania surowców.

Czy robienie reaktora i stosowanie biogazu jest opłacalne?

Budowa biogazowni ma następujące cele:

• tania produkcja energii;
• produkcja łatwo przyswajalnych nawozów;
• oszczędności na podłączeniu do drogich kanałów;
• przetwarzanie odpadów z gospodarstw domowych;
• możliwy zysk ze sprzedaży gazu;
• zmniejszenie intensywności nieprzyjemnych zapachów i poprawa sytuacji środowiskowej na terytorium.

Aby ocenić korzyści wynikające z budowy bioreaktora, chudy gospodarz powinien wziąć pod uwagę następujące aspekty:

• koszty biostacji są inwestycją długoterminową;
• domowe urządzenia do biogazu i instalacja reaktora bez udziału specjalistów zewnętrznych będą znacznie tańsze, ale jego wydajność jest niższa niż w przypadku drogiego zakładu produkcyjnego;
• w celu utrzymania stabilnego ciśnienia gazu rolnik powinien mieć dostęp do odpadów z produkcji zwierzęcej w wystarczającej ilości i przez długi czas. W przypadku wysokich cen energii elektrycznej i gazu ziemnego lub braku gazyfikacji korzystanie z instalacji staje się nie tylko opłacalne, ale także konieczne;
• w przypadku dużych gospodarstw posiadających własną bazę surowcową włączenie bioreaktora do systemu szklarni i hodowli bydła będzie opłacalnym rozwiązaniem;
• w przypadku małych gospodarstw wydajność można poprawić, instalując kilka małych reaktorów i ładując surowce w różnych odstępach czasu. Pozwoli to uniknąć przerw w dostawie gazu przy braku surowca.

Aby dowiedzieć się, jak wyposażyć ogrzewanie w prywatnym domu bez gazu, kliknij tutaj:https://aquatech.tomathouse.com/pl/otoplenie/alt_otoplenie/otoplenie-chastnogo-doma-bez-gaza.html

Jak samodzielnie zbudować bioreaktor

Podjęto decyzję o budowie, teraz musimy zaprojektować instalację i obliczyć niezbędne materiały, narzędzia i wyposażenie.

Ważny! Odporność na agresywne środowiska kwasowe i zasadowe jest głównym wymaganiem dla materiału bioreaktora.

Jeśli dostępny jest metalowy zbiornik, można go używać pod warunkiem zabezpieczenia go przed korozją. Wybierając pojemnik wykonany z metalu, zwróć uwagę na obecność spoin i ich wytrzymałość.

Trwałą i wygodną opcją jest zbiornik polimerowy. Materiał ten nie ulega rozkładowi i nie rdzewieje. Beczka o grubych sztywnych ścianach lub wzmocniona doskonale wytrzyma obciążenie.

Najtańszym sposobem jest układanie pojemników z cegły lub kamienia, bloków betonowych. Aby zwiększyć wytrzymałość, ściany są wzmocnione i pokryte wewnątrz i na zewnątrz wielowarstwową hydroizolacją i gazoszczelną powłoką. Tynk powinien zawierać dodatki zapewniające określone właściwości. Najlepszy kształt, który wytrzyma wszystkie obciążenia ciśnieniowe, jest owalny lub cylindryczny.

U podstawy tego zbiornika znajduje się otwór, przez który będą usuwane zużyte surowce. Otwór ten powinien być szczelnie zamknięty, ponieważ system działa skutecznie tylko w szczelnych warunkach.

Obliczanie niezbędnych narzędzi i materiałów

Aby rozłożyć ceglany pojemnik i urządzenie całego systemu, potrzebne będą następujące narzędzia i materiały:

• zbiornik do mieszania mieszarki cementu lub betonu;
• wiertarka z mikserem dyszowym;
• kruszony kamień i piasek na podkładkę drenażową;
• łopata, taśma miernicza, kielnia, szpachelka;
• cegła, cement, woda, drobny piasek, zbrojenie, plastyfikator i inne niezbędne dodatki;
• spawarka i łączniki do montażu metalowych rur i komponentów;
• filtr wody i pojemnik z wiórami metalowymi do oczyszczania gazu;
• Butle z oponami lub standardowe butle z propanem do przechowywania gazu.

Wielkość betonowego zbiornika określa się na podstawie ilości odpadów organicznych, które pojawiają się codziennie w prywatnym gospodarstwie lub gospodarstwie. Pełnoprawna praca bioreaktora jest możliwa, jeśli jest wypełniona dwiema trzecimi dostępnej objętości.

Określmy objętość reaktora dla małej prywatnej gospodarki: jeśli jest 5 krów, 10 świń i 40 kurczaków, wówczas w ciągu ich życia powstaje ściółka 5 x 55 kg + 10 x 4,5 kg + 40 x 0,17 kg = 275 kg + 45 kg + 6,8 kg = 326,8 kg. Aby doprowadzić odchody kurczaka do wymaganej wilgotności 85%, dodaj 5 litrów wody. Masa całkowita = 331,8 kg. Do przetworzenia w ciągu 20 dni konieczne jest: 331,8 kg x 20 = 6636 kg - około 7 metrów sześciennych tylko dla podłoża. Są to dwie trzecie wymaganej objętości. Aby uzyskać wynik, potrzebujesz 7x1,5 = 10,5 metrów sześciennych. Uzyskana wartość jest niezbędną objętością bioreaktora.

Pamiętaj, że duże ilości biogazu w małych pojemnikach nie będą działać. Wydajność zależy bezpośrednio od masy odpadów organicznych przetwarzanych w reaktorze. Tak więc, aby uzyskać 100 metrów sześciennych biogazu, konieczne jest przetworzenie ton odpadów organicznych.

Przygotowanie terenu pod urządzenie bioreaktora

Za darmo biopaliwo na stronie musisz wybrać miejsce do budowy zbiornika żelbetowego, który będzie służył jako bioreaktor.

Optymalną lokalizację wybiera się z dala od pomieszczeń mieszkalnych, miejsc dla zwierząt. Magazyn do przechowywania surowców może być blisko. Należy wziąć pod uwagę poziom wód gruntowych oraz wygodę załadunku i rozładunku biomasy. Najlepiej miejsce do transportu surowców.

Ekonomicznym położeniem zbiornika reaktora jest zbudowanie go poniżej poziomu gruntu. Nachylenie terenu jest również bardzo wygodne. Zmniejszy to koszt izolacji termicznej i ułatwi załadunek podłoża organicznego.

Niezawodność konstrukcji i trwałość reaktora zależy od przygotowania dna i ścian studni do zbiornika. Ściany są wzmocnione i uszczelnione plastikiem, betonem i stosuje się pierścienie polimerowe. Ważne i dokładne ocieplenie. Jako tanią izolację użyj słomy, gliny, suchego obornika i żużla, improwizowanych materiałów.

Montaż i instalacja

Aby zaoszczędzić budżet, optymalne jest zamontowanie prostej i niezawodnej konstrukcji bez dzwonków i gwizdków, a następnie podczas pracy i gdy pojawią się możliwości finansowe, dodaj dodatkowe elementy do ogrzewania, automatyzacji i kontroli.

Instrukcje krok po kroku dotyczące montażu i instalacji bioreaktora pomogą samodzielnie zamontować instalację.

1. Wykop dół, wlej warstwę wyrównującą piasku na dno, połóż cały dół folią PVC, a następnie wlej warstwę termoizolacyjną z rozszerzonej gliny, słomy, wyrównaj ją do horyzontu. Zamontuj rury do załadunku i rozładunku podłoża. Średnica rur do surowców musi mieć średnicę co najmniej 300 mm, w przeciwnym razie będą się zapychać.
2. Rozłóż pojemnik z cegły lub zainstaluj gotowy. Zaizoluj ściany boczne reaktora, pokrywając go gliną i słomą w kilku warstwach lub używając nowoczesnych grzejników, na przykład pianki polistyrenowej, spienionej pianki poliuretanowej.
3. Aby wykonać system odprowadzania gazu składający się z pionowych rur z licznymi otworami w korpusie. Taki system zastąpi miksery.
4. Przykryj zewnętrzną warstwę załadowanego biomateriału specjalną folią, aby wytworzyć niewielki nadciśnienie i zgromadzić biogaz pod kopułą. Zainstaluj kopułę, która powinna być szczelna, a u góry rurkę wylotową gazu, filtry do czyszczenia szczelnego włazu, uszczelkę wodną. Gaz gromadzi się i jest przechowywany w specjalnych workach gazowych.

Uruchomienie bioreaktora

1. Aby bioreaktor działał skutecznie, musi być załadowany surowcami do 2/3 objętości, temperaturą niezbędną do działania bakterii, dlatego lejek zasilający biomasę należy umieścić po słonecznej stronie, aby się rozgrzał.
2. Ładowanie nowego i usuwanie zużytego substratu organicznego jest tańsze i łatwiejsze do przeprowadzenia zgodnie z zasadą przelewu, tj. podniesienie poziomu materii organicznej wewnątrz reaktora podczas wprowadzania nowej porcji usunie podłoże przez rurę odprowadzającą w objętości równej objętości wprowadzonego materiału.
3. Pobierz partię bakterii. W razie potrzeby podgrzej.

Prawidłowe usunięcie gazu z bioreaktora

Gaz uzyskany podczas fermentacji substancji organicznych jest usuwany przez specjalny otwór przewidziany w konstrukcji górnej części pokrywki, która szczelnie zamyka zbiornik. Aby wykluczyć możliwość mieszania biogazu z powietrzem, należy zapewnić jego usunięcie przez śluzę wodną (śluzę wodną).

Możliwe jest kontrolowanie ciśnienia mieszaniny gazów wewnątrz bioreaktora za pomocą korka, który powinien wzrastać wraz z nadmiarem gazu, to znaczy odgrywać rolę zaworu uwalniającego. Jako przeciwwagę możesz użyć zwykłej masy. Jeśli ciśnienie jest normalne, wówczas wytworzony gaz przepłynie rurą wylotową do zbiornika gazu, po drodze zostanie oczyszczony.

Zasady działania i bezpieczeństwo

Ciągłe ładowanie regularnych partii i rozładunek gotowych nawozów, kontrola warunków fermentacji zapewni prawidłowe działanie biogazowni.

Wyspecjalizowane firmy sprzedają partie bakterii fermentujących organicznie w celu produkcji biogazu.

Istnieją bakterie mezofilne, termofilne i psychofilne. Pełna fermentacja substancji organicznych z udziałem bakterii termofilnych nastąpi za 12 dni. Bakterie mezofilne działają wolniej, przetwarzają surowce w ciągu 20 dni.

Biomasa w reaktorze musi być mieszana co najmniej dwa razy dziennie, w przeciwnym razie na powierzchni utworzy się skorupa, która uniemożliwi swobodny wylot biogazu. W zimnym sezonie reaktor należy ogrzać, utrzymując optymalną temperaturę dla największej produkcji produktu.

Wykonanie kominka do mieszkania przy użyciu czystych paliw nie jest trudne, jeśli istnieje odpowiednie życzenie i odpowiednie instrukcje. Detale:https://aquatech.tomathouse.com/pl/otoplenie/biokamin-svoimi-rukami.html

Mieszanina organiczna załadowana do reaktora nie powinna zawierać środków antyseptycznych, detergentów, chemikaliów szkodliwych dla życia bakterii i spowalniających produkcję biogazu.

Ważny! Biogaz jest łatwopalny i wybuchowy.

Aby bioreaktor działał poprawnie, należy przestrzegać tych samych zasad, co w przypadku każdej instalacji gazowej. Jeśli sprzęt jest szczelny, biogaz jest kierowany do zbiornika gazu w odpowiednim czasie, nie będzie żadnych problemów.

Jeśli ciśnienie gazu przekracza normę lub zatruwa się w przypadku wycieku, istnieje ryzyko wybuchu, dlatego zaleca się zainstalowanie czujników temperatury i ciśnienia w reaktorze. Wdychanie biogazu jest również szkodliwe dla zdrowia ludzi.

Jak zapewnić aktywność biomasy

Możesz przyspieszyć proces fermentacji biomasy, podgrzewając go. Z reguły w regionach południowych problem ten nie występuje. Temperatura otoczenia jest wystarczająca do naturalnej aktywacji procesów fermentacji. W regionach o trudnych warunkach klimatycznych w zimie, bez ogrzewania, zasadniczo nie jest możliwa eksploatacja biogazowni. W końcu proces fermentacji rozpoczyna się w temperaturze przekraczającej znak 38 stopni Celsjusza.

Istnieje kilka sposobów organizacji ogrzewania zbiornika biomasy:

• podłączyć cewkę znajdującą się pod reaktorem do systemu grzewczego;
• zainstalować elektryczne elementy grzejne w podstawie zbiornika;
• zapewnić bezpośrednie ogrzewanie zbiornika za pomocą grzejników elektrycznych.

Bakterie wpływające na produkcję metanu są w stanie uśpienia w samej paszy. Ich aktywność rośnie przy pewnym poziomie temperatury. Zainstalowanie zautomatyzowanego systemu grzewczego zapewni normalny przebieg procesu. Automatyzacja włączy sprzęt grzewczy, gdy następna zimna impreza wejdzie do bioreaktora, a następnie wyłączy się, gdy biomasa ogrzeje się do określonego poziomu temperatury.

Takie systemy kontroli temperatury są instalowane w kotłach, dzięki czemu można je kupić w sklepach specjalizujących się w sprzedaży urządzeń gazowych.

Należy zauważyć, że możliwe jest aktywowanie produkcji biogazu w domu przez zmieszanie biomasy w reaktorze. W tym celu powstaje urządzenie, które jest strukturalnie podobne do domowego miksera. Urządzenie może być napędzane przez wałek, który jest wyprowadzany przez otwór umieszczony w pokrywie lub ścianach zbiornika.

Jakie specjalne uprawnienia są wymagane do instalacji i wykorzystania biogazu

Aby zbudować i eksploatować bioreaktor, a także wykorzystać uzyskany gaz, na etapie projektowania należy zadbać o uzyskanie niezbędnych pozwoleń. Zatwierdzenia należy dokonać w służbie gazowej, strażakach i Rostekhnadzor.Zasadniczo zasady instalacji i eksploatacji są podobne do zasad korzystania z konwencjonalnego sprzętu gazowego. Budowa musi być przeprowadzona ściśle według SNIP, wszystkie rurociągi muszą być żółte i posiadać odpowiednie oznaczenia. Gotowe systemy produkowane w fabryce są wielokrotnie droższe, ale mają wszystkie dokumenty potwierdzające, które spełniają wszystkie wymagania techniczne. Producenci udzielają gwarancji na sprzęt oraz przeprowadzają konserwację i naprawę swoich produktów.

Domowa biogazownia może zaoszczędzić na kosztach energii, które mają duży udział w określaniu kosztów produktów rolnych. Zmniejszenie kosztów produkcji wpłynie na wzrost rentowności gospodarstwa lub gospodarstwa rolnego. Teraz, gdy wiesz, jak pozyskiwać biogaz z istniejących odpadów, pozostaje tylko wprowadzić ten pomysł w życie. Wielu rolników od dawna nauczyło się zarabiać na oborniku.