Ako vyrobiť bioreaktor vlastnými rukami

Neustále zvyšovanie nákladov na tradičnú energiu tlačí domácich remeselníkov, aby vytvorili domáce vybavenie, ktoré im umožní vyrábať bioplyn z vlastných rúk. Týmto prístupom k upratovaniu domácnosti je možné nielen získať lacnú energiu na vykurovanie domu a ďalšie potreby, ale tiež vytvoriť proces využívania organického odpadu a získavania voľných hnojív na následnú aplikáciu do pôdy.

Prebytočný vyrobený bioplyn, ako aj hnojivá, môžu byť realizované za trhovú hodnotu pre zainteresovaných spotrebiteľov, čím sa z peňazí stáva to, čo doslova „leží pod vašimi nohami“. Veľkí poľnohospodári si môžu dovoliť kúpiť hotové zariadenia na výrobu bioplynu zmontované v továrni. Náklady na takéto vybavenie sú dosť vysoké. Návratnosť jeho činnosti však zodpovedá uskutočneným investíciám. Menej výkonné zariadenia pracujúce na rovnakom princípe môžu byť zostavené samostatne z dostupných materiálov a častí.

Čo je to bioplyn a ako sa tvorí

Bioplyn je palivo šetrné k životnému prostrediu. Vďaka svojim vlastnostiam sa biogény prevažne zbližujú so zemným plynom vyprodukovaným v priemyselnom meradle. Predstavte si technológiu výroby bioplynu takto:

• v špeciálnom kontajneri nazývanom bioreaktor sa proces spracovania biomasy uskutočňuje za účasti anaeróbnych baktérií v podmienkach fermentácie bez vzduchu po určité obdobie, ktorého trvanie závisí od objemu naložených surovín;
• výsledkom je plynná zmes pozostávajúca zo 60% metánu, 35% - oxidu uhličitého, 5% - z iných plynných látok, medzi ktorými je malé množstvo sírovodíka;
• vyprodukovaný plyn sa z bioreaktora neustále vypúšťa a po vyčistení sa odosiela na správne použitie;
• Recyklovaný odpad, ktorý sa stal vysoko kvalitným hnojivom, sa pravidelne odstraňuje z bioreaktora a prepravuje na polia.

Aby mohla byť výroba bioplynu v domácnosti zavedená nepretržite, musí vlastniť alebo mať prístup k poľnohospodárskym a živočíšnym podnikom. Výroba bioplynu je ekonomicky životaschopná, iba ak existuje zdroj bezplatného zásobovania hnoja a iného organického odpadu z chovu zvierat.

Plynové vykurovanie zostáva najspoľahlivejším spôsobom vykurovania. Viac o autonómnom splyňovaní sa môžete dozvedieť v tomto materiáli:https://aquatech.tomathouse.com/sk/gazosnabzhenie/avtonomnoe-gazosnabzhenie-chastnogo-doma.html

Druhy bioreaktorov

Zariadenia na výrobu bioplynu sa líšia typom nakladania surovín, zhromažďovaním získaného plynu, umiestnením reaktora vo vzťahu k povrchu zeme, materiálom výroby. Betón, tehla a oceľ sú najvhodnejšie materiály na výrobu bioreaktorov.

Podľa typu nakladania sa rozlišujú biologické zariadenia, do ktorých sa vkladá daná časť suroviny a vykonáva sa cyklus spracovania a potom sa úplne vyloží. Produkcia plynu v týchto závodoch je nestabilná, ale môže sa do nich naložiť akýkoľvek druh suroviny. Spravidla sú zvislé a zaberajú málo miesta.

Časť organického odpadu sa denne vkladá do systému druhého typu a časť vyprodukovaných fermentovaných hnojív s rovnakým objemom sa vyloží. Pracovná zmes zostáva vždy v reaktore. Inštalácia tzv. Nepretržitého nakladania stabilne produkuje viac bioplynu a je veľmi obľúbená medzi poľnohospodármi. V zásade sú tieto reaktory umiestnené horizontálne a sú vhodné v prítomnosti voľného miesta na mieste.

Vybraný typ zberu bioplynu určuje konštrukčné vlastnosti reaktora.

• balónové systémy pozostávajú z gumového alebo plastového žiaruvzdorného balóna, v ktorom je kombinovaný reaktor a držiak plynu. Výhodou tohto typu reaktora je jednoduchosť konštrukcie, nakladanie a vykladanie surovín, ľahké čistenie a preprava, nízke náklady. Medzi nevýhody patrí krátka životnosť, 2 až 5 rokov, možnosť poškodenia v dôsledku vonkajších vplyvov. Cisternové reaktory zahŕňajú aj kanálové zariadenia, ktoré sa v Európe bežne používajú na úpravu tekutého odpadu a odpadovej vody. Takáto gumová doska je účinná pri vysokých okolitých teplotách a nehrozí riziko poškodenia valca. Konštrukcia s pevnou kupolou má úplne uzavretý reaktor a kompenzačnú kapacitu pre vypúšťanie kalu. Plyn sa hromadí v kupole, keď sa naloží ďalšia časť suroviny, spracovaná hmota sa vytlačí do vyrovnávacej nádrže.
• Biosystémy s plávajúcou kupolou pozostávajú z monolitického bioreaktora umiestneného v podzemí a pohyblivej plynovej nádrže, ktorá pláva v špeciálnom vodnom vrecku alebo priamo v prívode a stúpa pod tlakom plynu. Výhodou plávajúcej kupoly je jednoduchosť použitia a schopnosť určiť tlak plynu z výšky kupoly. Toto je skvelé riešenie pre veľkú farmu.
• Pri výbere podzemí alebo umiestnenia nad povrchom by sa mal brať do úvahy sklon reliéfu, ktorý uľahčuje nakladanie a vykladanie surovín, zvyšuje tepelnú izoláciu podzemných štruktúr, chráni biomasu pred dennými výkyvmi teplôt a stabilizuje proces kvasenia.

Konštrukcia môže byť vybavená prídavnými zariadeniami na ohrev a miešanie surovín.

Je nákladovo efektívne vyrobiť reaktor a využívať bioplyn

Výstavba zariadenia na výrobu bioplynu má tieto ciele:

• lacná výroba energie;
• výroba ľahko stráviteľných hnojív;
• úspory pri napojení na drahé kanalizácie;
• spracovanie domového odpadu;
• možný zisk z predaja plynu;
• zníženie intenzity nepríjemných zápachov a zlepšenie environmentálnej situácie na území.

Na zhodnotenie výhod výstavby bioreaktora by chudý hostiteľ mal zohľadniť tieto aspekty:

• náklady na biostráciu sú dlhodobou investíciou;
• domáce bioplynové zariadenie a inštalácia reaktora bez účasti odborníkov tretích strán bude oveľa lacnejšia, ale jeho účinnosť je nižšia ako účinnosť drahého výrobného závodu;
• Aby sa udržal stabilný tlak plynu, musí mať poľnohospodár prístup k odpadu živočíšnej výroby v dostatočnom množstve a na dlhú dobu. V prípade vysokých cien elektrickej energie a zemného plynu alebo nedostatočného splyňovania sa používanie zariadenia stáva nielen ziskovým, ale aj nevyhnutným;
• pre veľké farmy s vlastnou surovinovou základňou bude prínosom riešenie zahrnutie bioreaktora do systému skleníkov a chovov hovädzieho dobytka;
• pre malé farmy sa účinnosť môže zlepšiť inštaláciou niekoľkých malých reaktorov a vkladaním surovín v rôznych časových intervaloch. Tým sa zabráni prerušeniu plynu s nedostatkom suroviny.

Ak sa chcete dozvedieť, ako vybaviť kúrenie v súkromnom dome bez plynu, kliknite sem:https://aquatech.tomathouse.com/sk/otoplenie/alt_otoplenie/otoplenie-chastnogo-doma-bez-gaza.html

Ako postaviť bioreaktor na vlastnú päsť

Rozhodnutie o konštrukcii bolo urobené, teraz musíme navrhnúť inštaláciu a vypočítať potrebné materiály, nástroje a vybavenie.

Dôležité! Odolnosť voči agresívnemu kyslému a alkalickému prostrediu je hlavnou požiadavkou na materiál bioreaktora.

Ak je k dispozícii kovová nádrž, môže sa použiť pod ochranným náterom proti korózii. Pri výbere nádoby z kovu dávajte pozor na prítomnosť zvarov a ich pevnosť.

Trvanlivou a výhodnou možnosťou je polymérna nádrž. Tento materiál sa nerozpadá a nehrdzavie. Hlaveň s hrubými pevnými stenami alebo vystužená dokonale vydrží zaťaženie.

Najlacnejším spôsobom je usporiadanie kontajnerov z tehál alebo kameňa, betónové tvárnice. Na zvýšenie pevnosti sú steny vystužené a zakryté zvnútra a zvonka viacvrstvovou vodotesnou a plynotesnou vrstvou. Náplasť by mala obsahovať prísady, ktoré poskytujú špecifikované vlastnosti. Najlepší tvar, ktorý vydrží všetky tlakové zaťaženia, je oválny alebo valcový.

Na spodku tejto nádrže sa nachádza otvor, cez ktorý sa odstránia použité suroviny. Tento otvor by mal byť pevne uzavretý, pretože systém funguje efektívne iba v uzavretých podmienkach.

Výpočet potrebných nástrojov a materiálov

Na usporiadanie tehlovej nádoby a zariadenia celého systému budú potrebné tieto nástroje a materiály:

• nádrž na miešanie cementu alebo miešačky betónu;
• vŕtačka s dýzovou miešačkou;
• drvený kameň a piesok na drenážnu podložku;
• lopata, odmerka, stierka, stierací nôž;
• tehla, cement, voda, jemný piesok, výstuž, plastifikátor a ďalšie potrebné prísady;
• Zváracie stroje a upevňovacie prvky na inštaláciu kovových rúrok a príslušenstva;
• vodný filter a nádoba s kovovými hoblinami na čistenie plynu;
• Pneumatické valce alebo štandardné propánové valce na skladovanie plynu.

Veľkosť betónovej nádrže sa určuje z množstva organického odpadu, ktorý sa objavuje každý deň na súkromnej farme alebo farme. Plná prevádzka bioreaktora je možná, ak je naplnená dvoma tretinami dostupného objemu.

Stanovme objem reaktora pre malé súkromné ​​hospodárstvo: ak existuje 5 kráv, 10 ošípaných a 40 kurčiat, potom sa v deň svojej životnej činnosti vytvorí vrh 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 sa kuracie trusky dostali na požadovanú vlhkosť 85%, pridajte 5 litrov vody. Celková hmotnosť = 331,8 kg. Na spracovanie do 20 dní je potrebné: 331,8 kg x 20 = 6636 kg - asi 7 kubických metrov iba pre substrát. Ide o dve tretiny požadovaného objemu. Na dosiahnutie výsledku potrebujete 7 x 1,5 = 10,5 metrov kubických. Získaná hodnota je potrebný objem bioreaktora.

Pamätajte, že získanie veľkého množstva bioplynu v malých nádobách nebude fungovať. Výstup priamo závisí od množstva organického odpadu spracovaného v reaktore. Aby sme dostali 100 kubických metrov bioplynu, je potrebné spracovať tonu organického odpadu.

Príprava miesta pre bioreaktorové zariadenie

Zadarmo biopalív na mieste si musíte zvoliť miesto na výstavbu železobetónovej nádrže, ktorá bude slúžiť ako bioreaktor.

Optimálna poloha je vybraná mimo obytných priestorov, miest pre zvieratá. V blízkosti sa môže nachádzať sklad surovín. Mali by sa zohľadniť hladiny podzemnej vody a pohodlie nakladania a vykladania biomasy. Miesto pre prepravu surovín.

Ekonomické umiestnenie reaktorovej nádoby je vybudovať ju pod úrovňou zeme. Veľmi pohodlný je aj sklon terénu. Tým sa znížia náklady na tepelnú izoláciu a uľahčí sa nakladanie s organickým substrátom.

Spoľahlivosť konštrukcie a trvanlivosť reaktora závisí od prípravy dna a stien jamy nádrže. Steny sú spevnené a utesnené plastovými, betónovými a polymérnymi krúžkami. Dôležité a dôkladné otepľovanie. Ako lacná izolácia sa používajú slama, hlina, suchý hnoj a troska, používajú sa improvizované materiály.

Montáž a inštalácia

Aby sa ušetril rozpočet, je optimálne namontovať jednoduchý a spoľahlivý návrh bez zvončekov a píšťaliek a potom, počas prevádzky a keď sa objavia finančné príležitosti, pridať ďalšie prvky pre vykurovanie, automatizáciu a kontrolu.

Podrobné pokyny na zostavenie a inštaláciu bioreaktora pomôžu namontovať inštaláciu sami.

1. Vykopte jamu, dolnú vyrovnávaciu vrstvu piesku, celú jamku položte PVC fóliou, potom nalejte tepelne izolačnú vrstvu z expandovanej hliny, slamy, zarovnajte ju s horizontom. Namontujte rúry na nakladanie a vykladanie substrátu. Priemer rúrok pre suroviny musí mať priemer najmenej 300 mm, inak sa upchajú.
2. Položte tehlový kontajner alebo nainštalujte hotový. Bočné steny reaktora sa izolujú potiahnutím hlinkou a slamou v niekoľkých vrstvách alebo použitím moderných ohrievačov, napríklad polystyrénovej peny, penovej polyuretánovej peny.
3. Na vytvorenie systému na odtok plynu pozostávajúceho z vertikálnych potrubí s početnými otvormi v tele. Takýto systém nahradí miešačky.
4. Vonkajšiu vrstvu naloženého biologického materiálu prikryte špeciálnou fóliou, aby sa vytvoril malý nadmerný tlak a hromadil sa bioplyn pod kupolou. Nainštalujte kupolu, ktorá by mala byť nepriepustná pre vzduch a na hornom konci prívodné potrubie plynu, filtre na čistenie vzduchotesného prielezu, vodotesnosť. Plyn sa hromadí a ukladá do špeciálnych plynových vakov.

Uvedenie bioreaktora na trh

1. Aby bioreaktor fungoval efektívne, je potrebné ho naplniť surovinami v 2/3 objemu, čo je teplota potrebná na fungovanie baktérií, takže násypka na biomasu by sa mala umiestniť na slnečnú stranu, aby sa zohriala.
2. Nakladanie nového a odoberanie použitého organického substrátu je lacnejšie a ľahšie sa vykonáva podľa princípu pretečenia, t.j. zvýšenie hladiny organických látok vo vnútri reaktora pri zavádzaní novej časti odstráni substrát cez výpustnú trubicu v objeme, ktorý sa rovná objemu privádzaného materiálu.
3. Na stiahnutie šarže baktérií. Ak je to potrebné, vyhrievajte sa.

Opravte odstránenie plynu z bioreaktora

Plyn získaný pri fermentácii organických látok sa odstraňuje špeciálnym otvorom vytvoreným v konštrukcii hornej časti veka, ktorý nádrž pevne uzatvára. Aby sa vylúčila možnosť zmiešania bioplynu so vzduchom, je potrebné zabezpečiť jeho odstránenie pomocou vodného zámku (vodný zámok).

Tlak plynnej zmesi vo vnútri bioreaktora je možné regulovať pomocou uzáveru, ktorý by mal stúpať s prebytkom plynu, to znamená, hrať úlohu uvoľňovacieho ventilu. Ako protizávažie môžete použiť bežnú váhu. Ak je tlak normálny, vyprodukovaný plyn bude prúdiť cez výstupné potrubie do plynovej nádrže, pričom sa po ceste vyčistí vo vode.

Prevádzkové a bezpečnostné predpisy

Nepretržité nakladanie pravidelných šarží a vykladanie hotových hnojív, kontrola fermentačných podmienok zabezpečí správnu činnosť zariadenia na výrobu bioplynu.

Špecializované firmy predávajú šarže organických fermentujúcich baktérií na výrobu bioplynu.

Existujú mezofilné, termofilné a psychrofilné baktérie. Úplná fermentácia organických látok za účasti termofilných baktérií sa uskutoční do 12 dní. Mezofilné baktérie pracujú pomalšie, spracovávajú suroviny za 20 dní.

Biomasa v reaktore sa musí miešať najmenej dvakrát denne, inak sa na povrchu vytvorí kôra, ktorá bráni voľnému výstupu bioplynu. V chladnom období by sa mal reaktor zohrievať, pričom by sa mala udržiavať optimálna teplota pre najvyšší výkon produktu.

Nie je ťažké vytvoriť krb pre byt pomocou čistých palív, ak existuje náležitá túžba a príslušné pokyny. podrobnosti:https://aquatech.tomathouse.com/sk/otoplenie/biokamin-svoimi-rukami.html

Organická zmes vložená do reaktora by nemala obsahovať antiseptiká, detergenty, chemikálie škodlivé pre život baktérií a spomaľujúce produkciu bioplynu.

Dôležité! Bioplyn je horľavý a výbušný.

Aby bioreaktor fungoval správne, musia sa dodržiavať rovnaké pravidlá ako pre každé plynové zariadenie. Ak je zariadenie tesné, bioplyn sa včas odvádza do plynovej nádrže, potom to nebude mať žiadny problém.

Ak tlak plynu prekročí normu alebo sa v prípade úniku otrávi, existuje riziko výbuchu, preto sa odporúča inštalovať do reaktora snímače teploty a tlaku. Vdýchnutie bioplynu je škodlivé aj pre ľudské zdravie.

Ako zabezpečiť aktivitu biomasy

Proces fermentácie biomasy môžete urýchliť zahriatím. V južných regiónoch sa tento problém spravidla nevyskytuje. Teplota okolia je dostatočná na prirodzenú aktiváciu fermentačných procesov. V zónach s nepriaznivými klimatickými podmienkami v zime bez vykurovania je vo všeobecnosti nemožné prevádzkovať bioplynovú stanicu. Koniec koncov, proces fermentácie začína pri teplote presahujúcej značku 38 stupňov Celzia.

Existuje niekoľko spôsobov, ako zorganizovať ohrev nádrže s biomasou:

• pripojte cievku umiestnenú pod reaktorom k vykurovaciemu systému;
• inštalujte elektrické vykurovacie prvky do spodnej časti nádrže;
• zabezpečiť priame ohrievanie nádrže pomocou elektrických ohrievačov.

Baktérie, ktoré ovplyvňujú produkciu metánu, sú v samotnom krmive v nečinnom stave. Ich aktivita stúpa pri určitej teplote. Inštalácia automatizovaného vykurovacieho systému zaistí normálny priebeh procesu. Automatizácia zapne vykurovacie zariadenie, keď ďalšia studená strana vstúpi do bioreaktora, a potom ho vypne, keď sa biomasa zahrieva na vopred stanovenú úroveň teploty.

Takéto systémy na reguláciu teploty sú inštalované v bojleroch, takže ich možno kúpiť v obchodoch špecializovaných na predaj plynových zariadení.

Je dôležité poznamenať, že produkciu bioplynu je možné aktivovať doma zmiešaním biomasy v reaktore. Na tento účel sa vyrába zariadenie, ktoré je konštrukčne podobné miešačke pre domácnosť. Zariadenie môže byť poháňané hriadeľom, ktorý je vyvedený otvorom umiestneným vo veku alebo stenách nádrže.

Aké zvláštne povolenia sa vyžadujú na inštaláciu a používanie bioplynu

Aby bolo možné postaviť a prevádzkovať bioreaktor, ako aj využívať získaný plyn, je potrebné v štádiu návrhu postarať sa o získanie potrebných povolení. Schválenie sa musí vykonať s plynárenskou službou, hasičmi a Rostekhnadzorom.Vo všeobecnosti sú pravidlá na inštaláciu a prevádzku podobné pravidlám na používanie konvenčných plynových zariadení. Konštrukcia sa musí vykonávať striktne podľa SNIP, všetky potrubia musia byť žlté a musia mať príslušné označenia. Ready-made systémy vyrobené v továrni sú mnohokrát drahšie, ale majú všetky podporné dokumenty, ktoré spĺňajú všetky technické požiadavky. Výrobcovia poskytujú záruku na zariadenie a vykonávajú údržbu a opravy svojich výrobkov.

Domáce zariadenie na výrobu bioplynu môže ušetriť náklady na energiu, ktoré majú veľký podiel na určovaní nákladov na poľnohospodárske výrobky. Zníženie výrobných nákladov bude mať vplyv na zvýšenie ziskovosti farmy alebo súkromného statku. Teraz, keď viete, ako získať bioplyn z existujúceho odpadu, zostáva len uviesť túto myšlienku do praxe. Mnoho poľnohospodárov sa už dlho naučilo, ako zarobiť peniaze z hnoja.