Ktorá krajina využíva bioplyn najviac? Ako získať bioplyn z hnoja: technológia a inštalácia výrobného zariadenia

Bioplyn

Methantanková bioplynová stanica

Bioplyn- plyn získaný vodíkovou alebo metánovou fermentáciou biomasy. K rozkladu biomasy metánu dochádza pod vplyvom troch druhov baktérií. V potravinovom reťazci sa následné baktérie živia odpadovými produktmi predchádzajúcich. Prvý typ sú hydrolytické baktérie, druhý kyselinotvorný, tretí metánotvorný. Výroba bioplynu zahŕňa nielen baktérie triedy metanogénov, ale všetky tri druhy. Jednou z odrôd bioplynu je biovodík, kde konečným produktom životne dôležitej činnosti baktérií nie je metán, ale vodík.

Príbeh

Ľudstvo sa naučilo využívať bioplyn odpradávna. V 1. tisícročí pred Kr. e. na území moderného Nemecka už existovali primitívne bioplynové stanice. Alemani, ktorí obývali mokrade v povodí Labe, si predstavovali drakov v zádrheloch v močiari. Verili, že horľavý plyn, ktorý sa hromadí v jamách v močiaroch, je dych Draka. Na upokojenie Draka sa obete a zvyšky jedla hádzali do močiara. Ľudia verili, že Drak prichádza v noci a jeho dych zostáva v jamách. Alemanov napadlo ušiť z kože markízy, pokryť nimi močiar, odviesť plyn cez kožené potrubia do svojho príbytku a spáliť ho na varenie. Je to pochopiteľné, pretože bolo ťažké nájsť suché palivové drevo a bažinový plyn (bioplyn) tento problém dokonale vyriešil.

Zloženie a kvalita bioplynu

Spracovaný hnoj, bard a iný odpad sa používajú ako hnojivo v poľnohospodárstve. Tým sa znižuje používanie chemických hnojív, znižuje sa zaťaženie podzemných vôd.

Výroba

Existujú priemyselné a remeselné zariadenia. Priemyselné zariadenia sa líšia od remeselných v prítomnosti mechanizácie, vykurovacích systémov, homogenizácie a automatizácie. Najbežnejšou priemyselnou metódou je anaeróbna digescia v digestoroch.

Dobrá bioplynová stanica by mala mať potrebné časti:

• Homogenizačná nádrž
• Nakladač pevných (tekutých) surovín
• Reaktor
• Agitátori
• Systém miešania a ohrevu vody
• plynový systém
• Čerpacia stanica
• Oddeľovač
• Ovládacie zariadenia
• SKR s vizualizáciou
• Bezpečnostný systém

Princíp fungovania inštalácie

Biomasa (odpad alebo zelená hmota) sa periodicky privádza do reaktora pomocou čerpacej stanice alebo nakladača. Reaktor je vyhrievaná a izolovaná nádrž vybavená mixérmi. Stavebným materiálom pre priemyselnú nádrž je najčastejšie železobetón alebo lakovaná oceľ. V malých inštaláciách sa niekedy používajú kompozitné materiály. V reaktore žijú prospešné baktérie, ktoré sa živia biomasou. Bioplyn je produktom životne dôležitej činnosti baktérií. Na udržanie životnosti baktérií je potrebný prísun krmiva, ohrev na 35-38 °C a pravidelné miešanie. Vzniknutý bioplyn sa akumuluje v zásobníku (plynovej nádrži), potom prechádza čistiacim systémom a dodáva sa spotrebiteľom (kotol alebo elektrocentrála). Reaktor pracuje bez prístupu vzduchu, je utesnený a zdravotne nezávadný.

Bioplynové stanice môžu byť inštalované ako spracovateľské zariadenia na farmách, hydinárňach, liehovaroch, cukrovaroch, mäsokombinátoch. Bioplynová stanica môže nahradiť veterinárnu a hygienickú stanicu, t. j. zdochlinu možno likvidovať v bioplyne namiesto výroby mäsokostnej múčky.

Spomedzi industrializovaných krajín patrí popredné miesto v produkcii a využití bioplynu z hľadiska relatívnych ukazovateľov Dánsku - bioplyn zaberá v jeho celkovej energetickej bilancii až 18 %. V absolútnom vyjadrení z hľadiska počtu stredných a veľkých inštalácií zaujíma vedúcu pozíciu Nemecko - 8 000 tisíc kusov. V západnej Európe je najmenej polovica všetkých chovov hydiny vykurovaná bioplynom.

Bioplyn v Rusku

Potenciálna produkcia bioplynu v Rusku je až 72 miliárd m³ ročne. Potenciálna výroba elektriny z bioplynu za rok je 151 200 GWh, tepla - 169 344 GWh.

Rozvojové krajiny

Automobilová doprava

Volvo a Scania vyrábajú autobusy s motormi na bioplyn. Takéto autobusy sa aktívne používajú vo švajčiarskych mestách: Bern, Bazilej, Ženeva, Luzern a Lausanne. Podľa prognóz Švajčiarskej asociácie plynárenského priemyslu bude do roku 10 % vozidiel vo Švajčiarsku jazdiť na bioplyn.

Magistrát mesta Oslo začiatkom roka 2009 prerobil 80 mestských autobusov na bioplyn. Náklady na bioplyn sú 0,4 – 0,5 EUR za liter ekvivalentu benzínu. 400 autobusov, ktoré sa po úspešnom dokončení prestavia na testovanie bioplynu

Uvoľňovanie horľavých plynov z rozkladajúcich sa odpadových produktov a biomasy bolo zaznamenané už v 17. storočí.

V roku 1776 vedec Allesandro Volta dospel k záveru, že medzi hmotnosťou rozkladajúcej sa hmoty a objemom uvoľneného plynu existuje vzájomný vzťah a neskôr sa zistilo, že hlavnou horľavou zložkou vznikajúceho bioplynu je metán.

Keďže metán je hlavnou zložkou zemného plynu ťaženého z hlbín, v procese štúdia bioplynu sa ako alternatíva k fosílnym palivám začali objavovať zariadenia na jeho priemyselnú výrobu.

Prvá zdokumentovaná bioplynová stanica bola postavená v roku 1859 v Indii a po prvýkrát v Európe, v Spojenom kráľovstve, bol bioplyn použitý v pouličných lampách v roku 1895.

Výkres znázorňujúci prierez prvej bioplynovej stanice

Biochemické procesy tvorby bioplynu

Prvé experimentálne bioplynové stanice boli vyvinuté pokusom a omylom, bez skutočného pochopenia príslušných procesov. S rozvojom mikrobiológie sa ukázalo, že k vývoju plynu dochádza v dôsledku vodíka a metánu fermentácia biomasy. Keďže tieto typy fermentácie prebiehajú bez prístupu kyslíka, proces rozkladu biomasy uvoľňujúci metán sa nazýva aj anaeróbny.

Anaeróbna digescia sa prirodzene vyskytuje pri tvorbe močiarneho plynu

Iným spôsobom sa syntéza bioplynu nazýva biodegradácia (biologická deštrukcia) organických látok s uvoľňovaním voľných plynných metán (CH4). Nižšie je uvedený zjednodušený vzorec, ktorý demonštruje uvoľňovanie chemikálií z organických zlúčenín počas života metanogénnych baktérií, ktoré počas metabolizmu uvoľňujú plyn ako vedľajší metán:

Inými slovami, mikroskopické baktérie, konzumujúce organické látky obsiahnuté v biomase a biologickom odpade, emitujú horľavý plyn. Ale ani za najpriaznivejších podmienok nedochádza k uvoľňovaniu horľavého plynu okamžite - najprv je potrebný proces fermentácie biomasy, ktorej rozklad prebieha v niekoľkých fázach počas určitých časových období.

Etapy syntézy bioplynu

Na rozmnožovanie a životnú aktivitu metanogénov emitujúcich metán je potrebné živné médium, ktoré sa v bioplynovej stanici tvorí predchádzajúcimi generáciami iných baktérií. V prvej fáze sa bielkoviny, tuky a sacharidy prítomné v biomase pod vplyvom hydrolytických enzýmov rozkladajú na jednoduché organické zlúčeniny: aminokyseliny, cukor, mastné kyseliny. Toto štádium prebieha pôsobením acetogénnych baktérií a nazýva sa hydrolýza.

Rôzne baktérie videné pod mikroskopom

V druhom štádiu pôsobením heteroacetogénnych baktérií dochádza k hydrolytickej oxidácii časti organických zlúčenín, čím vzniká oxid uhličitý, voľný vodík a acetát.

Neoxidovaná časť jednoduchých organických zlúčenín získaných v prvom stupni pri interakcii s acetátom vytvoreným v druhom stupni tvorí najjednoduchšie organické kyseliny, ktoré sú nevyhnutným živným médiom pre baktérie produkujúce metán v treťom stupni.

Životné štádiá mikroorganizmov pri tvorbe metánu

V tretej fáze prebieha výroba bioplynu, ktorej intenzita závisí od týchto hlavných faktorov:

• Zloženie biomasy;
• Teplota živného média;
• Tlak vo vnútri inštalácie;
• Acidobázická rovnováha pH;
• Pomery vody a zaťaženej biomasy;
• Mletie surovín a frekvencia miešania substrátu;
• Prítomnosť stimulujúcich a spomaľovacích zložiek v prostredí;
• Pomery uhlíka, fosforu, dusíka a iných prvkov.

Schematické znázornenie hlavných komponentov bioplynovej stanice

Optimálne zloženie suroviny na výrobu bioplynu

Keďže bielkoviny, tuky a uhľohydráty sú obsiahnuté v akejkoľvek biomase rastlinného alebo živočíšneho pôvodu, ako aj v odpadových produktoch a potravinárskom priemysle, okrem vedeckých laboratórií a priemyselných podnikov je celkom možné získať bioplyn doma.

Ale v domácej inštalácii "urob si sám" bude veľmi ťažké ovládať parametre opísané vyššie. Video nižšie ukazuje príklad priemyselnej bioplynovej stanice pre dom:

V pokračovaní tejto témy bude ďalší článok podrobne popísať existujúce typy generátorov bioplynu a domácich bioplynových staníc, ktoré remeselníci vyrábajú vlastnými rukami.

V tejto fáze je potrebné pripomenúť, že bioplyn je horľavý a výbušný a nadmerný tlak môže pretrhnúť bioplynovú stanicu s následným výbuchom plynu. Primárnym kontrolovaným parametrom by preto mal byť tlak v inštalácii a tesnosť konštrukcie.

Príklady surovín na výrobu bioplynu

Maximálne množstvo bioplynu je možné získať zo živočíšnych tukov – cca 1500 m3 na tonu surovín pri koncentrácii metánu 87 %. Taktiež značná výťažnosť bioplynu sa získava z prepáleného rastlinného oleja – cca 1200 m3 pri koncentrácii CH4 68 %.

Výrazne menej bioplynu sa získava zo semien rôznych rastlín od 500 m3 - 54 % CH4 (ovos) do 644 m3 - 65,7 % CH4 (repka). Zo siláže z kukurice, trávy a iných rastlín možno získať 450 – 100 m3 pri priemernej koncentrácii metánu 55 – 50 %.

Možná výroba bioplynu z rôznych semien a okopanín

Bioplyn zo živočíšneho odpadu

Zo živočíšneho hnoja je výťažok plynu oveľa menší, keďže po prechode potravinovým traktom v odpadových produktoch je množstvo živín pre mikroorganizmy tvoriace metán malé.

Keďže tráviaci systém vtákov je navrhnutý tak, aby rýchlo odoberal väčšinu živín z potravy, s častými pohybmi čriev na uľahčenie letu, výstup bioplynu z podstielky bude najväčší – asi 100 m3 pri 65 % CH4.

Využitie bioplynovej stanice je najvýhodnejšie na hydinových farmách, kde je problém s likvidáciou vtáčieho trusu

Zatiaľ čo maštaľný hnoj má najnižšiu výťažnosť bioplynu, v priemere 25 m3 pri 55 % CH4, vďaka tráviacemu traktu, ktorý je navrhnutý tak, aby maximalizoval extrakciu živín z krmiva počas dlhého časového obdobia s opakovaným žuvaním potravy.

Výťažnosť bioplynu z maštaľného hnoja sa zvyšuje, keď sa zmieša s podstielkou a zvyškami krmiva. Dôležitá je aj vlhkosť a čerstvosť hnoja – pre podrobnejšie údaje si treba preštudovať špeciálne tabuľky.

Možná výroba bioplynu z hnoja hospodárskych zvierat

Kvalita vody a prítomnosť nečistôt má veľký vplyv na rýchlosť fermentácie a koncentráciu metánu v bioplyne. Vysoko chlórovaná voda z vodovodu používaná na riedenie hnoja spomaľuje proces fermentácie.

Ak sa pri čistení stánkov použijú baktericídne prostriedky a chemické čistiace prostriedky, rýchlosť reakcií v bioplynovej stanici sa výrazne spomalí. Z rovnakého dôvodu vznikajú značné ťažkosti pri splyňovaní odpadových vôd z ľudských obydlí v dôsledku nízkej ziskovosti a vysokej koncentrácie detergentov.

Napriek nízkej výťažnosti bioplynu z odpadových produktov organizmov je vo svojpomocne vyrobených bioplynových staniciach potrebné pridávať hnoj do iných druhov surovín na rozmnožovanie v substráte všetkých potrebných druhov baktérií, ktoré pôvodne žijú v tráviacom trakte.

Na výrobu bioplynu sa do substrátu musí pridať hnoj obsahujúci baktérie

Zloženie bioplynovej zmesi

Ako bolo uvedené vyššie, v rôznych štádiách procesu biosyntézy sa okrem metánu uvoľňuje oxid uhličitý a vodík. V závislosti od surovín sa tiež uvoľňuje amoniak a sírovodík. Aj keď je vodík horľavý, jeho prchavosť neumožňuje použitie tohto plynu v štandardných plynových inštaláciách.

Amoniak a sírovodík sú jedovaté zlúčeniny, ktoré poškodzujú tak baktérie v bioplynovej stanici, ako aj životné prostredie. Oxid uhličitý je balast a jeho veľké množstvo v zmesi výrazne znižuje horľavosť a výhrevnosť bioplynu.

Priemerné percento nečistôt v bioplyne vyrobenom z rôznych surovín

Je zrejmé, že kvôli veľkému množstvu nečistôt je použitie bioplynu v bežných kotloch a kachliach možné len po starostlivom čistenie zmes syntetizovaných plynov. Výsledný bioplyn sa čistí v niekoľkých stupňoch, ale dosiahnuť dokonale čistý metán je takmer nemožné, hlavné je, že koncentrácia nečistôt nepresahuje stanovené normy.

Plameň horiaceho bioplynu musí byť čistý, ako každá biologická energia

V prvom stupni čistenia prechádza bioplyn cez vodný filter, kde sa rozpustí väčšina oxidu uhličitého, amoniaku a rôznych aromatických zlúčenín. Vodu s vysokou koncentráciou rozpusteného oxidu uhličitého a amoniaku je možné využiť na pestovanie rias, ktoré sa zase použijú na syntézu bioplynu v bioplynovej stanici.

Systémy čistenia bioplynu v priemyselnej bioplynovej stanici

Po vyčistení vody vstupuje bioplyn do filtra na čistenie sírovodíka. Najjednoduchší je filter z kovových hoblín a pilín, na ktorých sa usadzuje síra. Priemyselné filtre používajú špeciálne katalyzátory a roztoky zrážajúce síru. Najlepšia kvalita bioplynu sa získa po prechode cez membránový filter, kde sú molekuly nežiaducich nečistôt eliminované na molekulárnej úrovni.

Čistenie bioplynu na čistý metán pomocou membránového filtra

Popis vplyvu niektorých faktorov na uvoľňovanie bioplynu

Pre určenie rýchlosti fermentácie a intenzity uvoľňovania bioplynu je jedným z rozhodujúcich faktorov teplota zmesi. Na kontrolu teploty potrebujete teplomer, ale skôr elektrický senzor.

V priemyselných bioplynových staniciach je teplotný režim a ďalšie parametre riadené špeciálnymi regulátormi. Niekedy na udržanie optimálnej teploty stačí reakčné teplo, ale najčastejšie sa musí substrát zahriať, najmä v chladnom období.

Počítačový regulátor bioplynovej stanice s analyzátormi plynu

Podľa teplotného režimu existujú tri typy anaeróbnej fermentácie:

• Psychrofilné inštalácie fungujúce bez ohrevu, kde sa teplota spontánne udržiava na 15-25ºC. Používa sa v krajinách s teplým podnebím;
• Mezofilné, vyžadujú dodatočné mierne zahriatie na udržanie teploty 25-40ºC. Majú najbohatšie zloženie ekologických hnojív vytvorených po generácii, preto sú optimálne vhodné pre malé farmy;
• Energeticky náročné termofilné bioplynové stanice na udržanie teplôt nad 40ºC, maximálne 90ºC. Pri tejto teplote vo výsledných hnojivách odumierajú patogénne baktérie a získava sa najvyššia výťažnosť bioplynu, preto má široké využitie v priemyselnej výrobe bioplynu.

Tepelná izolácia reaktora termofilnej bioplynovej stanice

Spolu s teplotou má veľký význam aj veľkosť pevných látok hnoja, odpadu a biomasy. Čím menšie sú častice surovín, tým väčšia je oblasť kontaktu baktérií so živným médiom. Preto je najdôležitejšia pri príprave surovín jej brúsenie.

Kontakt baktérií s potravinami je v procese biosyntézy sťažený hromadením odpadových produktov mikroorganizmov. Významným faktorom pre splyňovanie biomasy je preto aj včasné premiešanie substrátu počas fermentačného procesu. Príklad priemyselnej bioplynovej stanice s riadením všetkých parametrov:

Ziskovosť výroby bioplynu

Nemecko je lídrom vo výrobe vysokokvalitného bioplynu z dopestovaných surovín a odpadu z chovov hospodárskych zvierat. Ziskovosť biosyntézy plynu je určená vysokými nákladmi na nosiče energie na jednej strane a dostupnosťou stimulačných vládnych programov.

Podnetom na zavádzanie bioplynových technológií je jednak výrazná dotácia na nákup environmentálnych zdrojov energie od výrobcov, jednak impozantná výška pokuty za znečisťovanie životného prostredia nespracovaným hnojom.

Bioplynový komplex šetrný k životnému prostrediu v ekonomicky vyspelej krajine

V chudobných dedinách Indie a Číny majitelia poloremeselných bioplynových staníc prakticky nečistia svoj plyn a okamžite ho spália v sporáku alebo plynovom horáku. V týchto krajinách sa výroba bioplynu z domového odpadu a špeciálne pestovaných rastlinných surovín oplatí z dôvodu nízkych nákladov na manuálnu prácu farmárov a nízkych nákladov na samotné zariadenia, bez drahých čistiacich systémov a zložitých automatizovaných systémov kontroly a riadenia. .

Príklad poloremeselných bioplynových staníc v chudobných dedinách v Ázii

V tlači a na internete môžete nájsť veľa veselých titulkov ako: „Úspora rozpočtu s bioplynovou stanicou“, „Energia zadarmo z hnoja“, „Bioplyn vlastnými rukami“, ale v praxi sa očakávajú návratnosť drahého vybavenia a náklady sa líšia od reality. Je to spôsobené náročnosťou kontroly všetkých parametrov, ako aj potrebou ohrevu pre optimálnu rýchlosť fermentácie. Príklad optimistickej správy:

V ďalšom článku budú uvedené príklady zariadení vlastnej výroby s ukážkou výkonu plynu v reálnych podmienkach a každý si bude môcť sám určiť rentabilitu samostatnej výroby bioplynu na základe svojich možností a energetických taríf.

Významnou výhodou samostatnej výroby bioplynu je druhotná výroba kvalitného hnojiva šetrného k životnému prostrediu. Vo videu nižšie majster vysvetľuje teoretický základ získavania bioplynu a získavania hnojív.

Otázka získavania metánu je zaujímavá pre tých majiteľov súkromných fariem, ktorí chovajú hydinu alebo ošípané a tiež chovajú hovädzí dobytok. Takéto farmy spravidla produkujú značné množstvo organického živočíšneho odpadu a práve ony môžu priniesť značné výhody a stať sa zdrojom lacného paliva. Účelom tohto materiálu je povedať vám, ako získať bioplyn doma pomocou práve týchto odpadov.

Všeobecné informácie o bioplyne

Domáci bioplyn, ktorý pochádza z rôznych hnojív a vtáčích výkalov, pozostáva väčšinou z metánu. Tam je to od 50 do 80 % v závislosti od toho, koho odpadové produkty boli použité na výrobu. Ten istý metán, ktorý spaľuje v našich kachliach a kotloch a za ktorý niekedy podľa stavov elektromerov platíme nemalé peniaze.

Pre predstavu o množstve paliva, ktoré je možné teoreticky získať chovom zvierat doma alebo v krajine, uvádzame tabuľku s údajmi o výťažnosti bioplynu a obsahu čistého metánu v ňom:

Ako je zrejmé z tabuľky, na efektívnu výrobu plynu z kravského hnoja a silážneho odpadu bude potrebné pomerne veľké množstvo surovín. Výhodnejšie je získavať palivo z bravčového hnoja a morčacieho trusu.

Zvyšok látok (25 – 45 %), ktoré tvoria domáci bioplyn, sú oxid uhličitý (až 43 %) a sírovodík (1 %). V zložení paliva je tiež dusík, amoniak a kyslík, ale v malých množstvách. Mimochodom, je to vďaka uvoľňovaniu sírovodíka a amoniaku, že hnojisko vydáva taký známy „príjemný“ zápach. Čo sa týka energetického obsahu, 1 m3 metánu môže pri spaľovaní teoreticky uvoľniť až 25 MJ (6,95 kW) tepelnej energie. Merné spalné teplo bioplynu závisí od podielu metánu v jeho zložení.

Pre referenciu. V praxi je overené, že na vykurovanie zatepleného domu umiestneného v strednom jazdnom pruhu je potrebných cca 45 m3 biologického paliva na 1 m2 plochy za vykurovaciu sezónu.

Od prírody je to zariadené tak, že bioplyn z hnoja vzniká samovoľne a bez ohľadu na to, či ho chceme prijímať alebo nie. Hnojisko zhnije do roka - jeden a pol, len keď je vonku a dokonca aj pri mínusových teplotách. Celý ten čas uvoľňuje bioplyn, ale len v malom množstve, keďže proces sa časovo predlžuje. Dôvodom sú stovky druhov mikroorganizmov nachádzajúcich sa v exkrementoch zvierat. To znamená, že na spustenie plynovania nie je potrebné nič, dôjde k tomu samo. Ale na optimalizáciu procesu a jeho urýchlenie bude potrebné špeciálne vybavenie, o ktorom sa bude diskutovať neskôr.

Technológia bioplynu

Podstatou efektívnej výroby je urýchlenie prirodzeného procesu rozkladu organických surovín. Na to potrebujú baktérie v ňom vytvoriť tie najlepšie podmienky na rozmnožovanie a spracovanie odpadu. A prvou podmienkou je umiestniť surovinu do uzavretej nádoby - reaktora, inak - generátora bioplynu. Odpad sa drví a mieša v reaktore s vypočítaným množstvom čistej vody, kým sa nezíska počiatočný substrát.

Poznámka.Čistá voda je potrebná, aby sa do substrátu nedostali látky, ktoré nepriaznivo ovplyvňujú životnú aktivitu baktérií. V dôsledku toho sa proces fermentácie môže výrazne spomaliť.

Priemyselný závod na výrobu bioplynu je vybavený ohrevom substrátu, miešacími zariadeniami a kontrolou kyslosti média. Miešanie sa vykonáva na odstránenie tvrdej kôry z povrchu, ktorá sa vyskytuje počas fermentácie a narúša uvoľňovanie bioplynu. Trvanie technologického procesu je minimálne 15 dní, pričom stupeň rozkladu dosahuje 25 %. Predpokladá sa, že maximálny výťažok paliva nastáva až do 33 % rozkladu biomasy.

Technológia zabezpečuje každodennú obnovu substrátu, čím zabezpečuje intenzívnu produkciu plynu z hnoja, v priemyselných zariadeniach ide o stovky metrov kubických denne. Časť spotrebovanej hmoty v množstve asi 5 % z celkového objemu sa odoberie z reaktora a na jej miesto sa naloží rovnaké množstvo čerstvých biologických surovín. Odpadový materiál sa používa ako organické hnojivo na polia.

Schéma bioplynovej stanice

Získavaním bioplynu v domácich podmienkach nie je možné vytvoriť pre mikroorganizmy také priaznivé podmienky ako v priemyselnej výrobe. A v prvom rade sa toto vyhlásenie týka organizácie vykurovania generátora. Ako viete, vyžaduje si to energiu, čo vedie k výraznému zvýšeniu nákladov na palivo. Je celkom možné kontrolovať súlad s mierne zásaditým prostredím, ktoré je vlastné fermentačnému procesu. Ale ako to opraviť v prípade odchýlok? Opäť náklady.

Majiteľom súkromných domácností, ktorí chcú vyrábať bioplyn vlastnými rukami, sa odporúča vyrobiť reaktor jednoduchej konštrukcie z dostupných materiálov a potom ho vylepšiť podľa svojich najlepších schopností. Čo je potrebné urobiť:

• hermeticky uzavretý kontajner s objemom najmenej 1 m3. Vhodné sú aj rôzne nádrže a sudy malých rozmerov, z ktorých sa však pre nedostatočné množstvo surovín uvoľní málo paliva. Takéto objemy výroby vám nebudú vyhovovať;
• pri organizovaní výroby bioplynu doma je nepravdepodobné, že začnete ohrievať nádrž, ale je potrebné ju izolovať. Ďalšou možnosťou je zakopanie reaktora do zeme tepelnou izoláciou hornej časti;
• nainštalujte do reaktora ručné miešadlo ľubovoľného dizajnu, vytiahnite rukoväť cez horný kryt. Zostava priechodu rukoväte musí byť vzduchotesná;
• poskytnúť dýzy na privádzanie a vykladanie substrátu, ako aj na odber vzoriek bioplynu.

Nižšie je schéma zariadenia na výrobu bioplynu umiestnenej pod úrovňou terénu:

1 - generátor paliva (nádrž vyrobená z kovu, plastu alebo betónu); 2 - bunker na nalievanie substrátu; 3 - technický poklop; 4 - nádoba, ktorá hrá úlohu vodného uzáveru; 5 - odbočné potrubie na vykladanie odpadu; 6 – odberné potrubie bioplynu.

Ako získať bioplyn doma?

Prvou operáciou je mletie odpadu na frakciu, ktorej veľkosť nie je väčšia ako 10 mm. Takže je oveľa jednoduchšie pripraviť substrát a pre baktérie bude jednoduchšie spracovať suroviny. Výsledná hmota sa dôkladne premieša s vodou, jej množstvo je asi 0,7 l na 1 kg organickej hmoty. Ako bolo uvedené vyššie, mala by sa používať iba čistá voda. Potom sa substrát naplní bioplynovou stanicou pre domácich majstrov, po ktorej sa reaktor hermeticky uzavrie.

Niekoľkokrát počas dňa musíte navštíviť nádobu, aby ste premiešali obsah. Piaty deň môžete skontrolovať prítomnosť plynu a ak sa objaví, pravidelne ho odčerpávajte kompresorom do valca. Ak sa tak nestane včas, potom sa tlak vo vnútri reaktora zvýši a fermentácia sa spomalí alebo dokonca úplne zastaví. Po 15 dňoch je potrebné časť substrátu vyložiť a pridať rovnaké množstvo nového. Podrobnosti nájdete pri sledovaní videa:

Záver

Je pravdepodobné, že jednoduchá bioplynová stanica nebude spĺňať všetky vaše potreby. Ale vzhľadom na súčasné náklady na energetické zdroje to už bude značná pomoc v domácnosti, pretože nemusíte platiť za suroviny. Postupom času, úzko zapojený do výroby, budete môcť zachytiť všetky funkcie a vykonať potrebné vylepšenia inštalácie.

Pre majiteľov veľkých fariem je akútny problém v podobe hnoja, vtáčieho trusu a zvyškov zvierat. Na vyriešenie problému môžete použiť špeciálne zariadenia určené na výrobu bioplynu. Ľahko sa vyrábajú doma a fungujú po dlhú dobu s vysokou výťažnosťou produktu pripraveného na použitie.

Čo je bioplyn?

Bioplyn je látka získaná z prírodných surovín vo forme biomasy (hnoj, vtáčí trus) vďaka jej fermentácii. Na tomto procese sa podieľajú rôzne baktérie, z ktorých každá sa živí odpadovými produktmi predchádzajúcich. Existujú také mikroorganizmy, ktoré sa aktívne podieľajú na procese výroby bioplynu:

• hydrolýza;
• kyselinotvorný;
• tvoriaci metán.

Technológia získavania bioplynu z hotovej biomasy má stimulovať prírodné procesy. Baktériám v hnoji by mali byť poskytnuté optimálne podmienky na rýchle rozmnožovanie a efektívne spracovanie látok. Na tento účel sa biologické suroviny umiestnia do nádrže uzavretej pred kyslíkom.

Potom do práce vstupuje skupina anaeróbnych mikróbov. Umožňujú vám previesť zlúčeniny obsahujúce fosfor, draslík a dusík na čisté formy. V dôsledku spracovania vzniká nielen bioplyn, ale aj certifikáty kvality. Sú ideálne na poľnohospodárske využitie a sú efektívnejšie ako tradičný hnoj.

Ekologická hodnota výroby bioplynu

Vďaka efektívnemu spracovaniu biologického odpadu sa získava cenné palivo. Zavedenie tohto procesu pomáha predchádzať emisiám metánu do atmosféry, ktoré majú negatívny vplyv na životné prostredie. Táto zlúčenina stimuluje skleníkový efekt 21-krát viac ako oxid uhličitý. Metán môže pretrvávať v atmosfére 12 rokov.

Aby sa zabránilo globálnemu otepľovaniu, ktoré je globálnym problémom, je potrebné obmedziť vstup a šírenie tejto látky do životného prostredia. Odpad získaný pri procese recyklácie je osvedčením vysokej kvality. Jeho použitie umožňuje znížiť množstvo použitých chemických zlúčenín. Synteticky vyrábané hnojivá znečisťujú podzemné vody a nepriaznivo ovplyvňujú životné prostredie.

Čo ovplyvňuje produktivitu výrobného procesu?

Pri správnej organizácii výrobného procesu na výrobu bioplynu, od 1 cu. m organických surovín dostávajú asi 2-3 kubické metre. m čistého produktu. Jeho účinnosť ovplyvňuje mnoho faktorov:

• teplota okolia;
• úroveň kyslosti organických surovín;
• vlhkosť prostredia;
• množstvo fosforu, dusíka a uhlíka v počiatočnej biologickej hmote;
• veľkosť častíc hnoja alebo podstielky;
• prítomnosť látok, ktoré spomaľujú proces spracovania;
• zahrnutie stimulujúcich prísad do zloženia biomasy;
• frekvencia dodávky substrátu.

Zoznam surovín používaných na výrobu bioplynu

Získanie bioplynu je možné nielen z hnoja alebo vtáčieho trusu. Na výrobu ekologického paliva možno použiť aj iné suroviny:

• výpalky z obilia;
• odpad z výroby štiav;
• repná dužina;
• odpad z výroby rýb alebo mäsa;
• pivné pelety;
• mliečny odpad;
• fekálne sedimenty;
• odpad z domácností organického pôvodu;
• odpad z výroby bionafty z repky olejnej.

Zloženie bioplynu

Zloženie bioplynu po absolvovaní všetkých nasledujúcich bodov:

• 50-87 % metánu;
• 13-50% oxidu uhličitého;
• nečistoty vodíka a sírovodíka.

Po vyčistení produktu od nečistôt sa získa biometán. Je to analóg, ale má inú povahu pôvodu. Na zlepšenie kvality paliva sa normalizuje obsah metánu v jeho zložení, ktorý je hlavným zdrojom energie.

Pri výpočte objemov produkovaných plynov sa berie do úvahy teplota okolia. S jeho nárastom sa výťažok produktu zvyšuje a jeho kalorický obsah klesá. Vlastnosti bioplynu negatívne ovplyvňuje zvýšenie vlhkosti vzduchu.

Rozsah bioplynu

Produkcia bioplynu zohráva významnú úlohu nielen pri ochrane životného prostredia, ale zabezpečuje aj palivo pre národné hospodárstvo. Má širokú škálu aplikácií:

• používa sa ako surovina na výrobu elektriny, automobilového paliva;
• na uspokojenie energetických potrieb malých alebo stredných podnikov;
• bioplynové stanice plnia úlohu čistiarní, čo umožňuje riešiť.

Technológia výroby bioplynu

Na výrobu bioplynu by sa mali prijať opatrenia, ktoré urýchlia proces prirodzeného rozkladu organickej hmoty. Prírodné suroviny sa pred vložením do uzavretej nádoby s obmedzeným prísunom kyslíka starostlivo rozdrvia a zmiešajú s určitým množstvom vody.

Výsledkom je pôvodný substrát. Prítomnosť vody v jej zložení je nevyhnutná, aby sa zabránilo negatívnemu vplyvu na baktérie, ku ktorému môže dôjsť pri vstupe látok z prostredia. Bez tekutej zložky sa proces fermentácie výrazne spomaľuje a znižuje účinnosť celej biologickej inštalácie.

Zariadenie priemyselného typu na spracovanie organických surovín je navyše vybavené:

• zariadenie na ohrev substrátu;
• zariadenia na miešanie surovín;
• zariadenia na monitorovanie kyslosti prostredia.

Tieto zariadenia výrazne zvyšujú účinnosť bioreaktorov. Miešaním sa odstraňuje tvrdá kôra z povrchu biomasy, čím sa zvyšuje množstvo uvoľneného plynu. Doba spracovania organickej hmoty je asi 15 dní. Počas tejto doby sa rozkladá len o 25%. Maximálne množstvo zemného plynu sa uvoľní, keď stupeň rozštiepenia substrátu dosiahne 33 %.

Technológia výroby bioplynu znamená každodennú obnovu substrátu. Na tento účel sa z bioreaktora odoberie 5 % hmoty a na jeho miesto sa umiestni nová časť suroviny. Odpadový produkt sa používa ako potvrdenie.

Technológia výroby bioplynu doma

Výroba bioplynu doma prebieha podľa nasledujúcej schémy:

1. Vykoná sa mletie biologickej hmoty. Je potrebné získať častice, ktorých veľkosť nepresahuje 10 mm.
2. Výsledná hmota sa dôkladne premieša s vodou. Na 1 kg surovín je potrebných približne 700 ml tekutej zložky. Použitá voda musí byť pitná a bez nečistôt.
3. Celá nádrž je naplnená výsledným substrátom, po ktorom je hermeticky uzavretá.
4. Substrát je vhodné niekoľkokrát denne dôkladne premiešať, čím sa zvýši efektivita jeho spracovania.
5. Na 5. deň výrobného procesu sa kontroluje prítomnosť bioplynu a ten sa pomocou kompresora postupne odčerpáva do pripravených tlakových fliaš. Pravidelné odstraňovanie plynných produktov je povinné. Ich akumulácia vedie k zvýšeniu tlaku vo vnútri nádrže, čo negatívne ovplyvňuje proces štiepenia biologickej hmoty.
6. Na 15. deň výroby sa časť substrátu odstráni a naloží sa čerstvá dávka biologického materiálu.

Na určenie požadovaného objemu reaktora na spracovanie biomasy je potrebné vypočítať množstvo vyprodukovaného hnoja počas dňa. Je povinné brať do úvahy typ použitých surovín, teplotný režim, ktorý sa bude udržiavať v inštalácii. Použitá nádrž by mala byť naplnená na 85-90% svojho objemu. Zvyšných 10% je potrebných na akumuláciu získaného biologického plynu.

Trvanie cyklu spracovania sa nevyhnutne berie do úvahy. Pri udržiavaní teploty na +35°C je to 12 dní. Nesmieme zabúdať, že použité suroviny sa pred odoslaním do reaktora zriedia vodou. Preto sa pred výpočtom objemu nádrže berie do úvahy jeho množstvo.

Schéma najjednoduchšej bioinštalácie

Pre výrobu bioplynu v domácich podmienkach je potrebné vytvoriť optimálne podmienky pre mikroorganizmy, ktoré budú rozkladať biologickú hmotu. V prvom rade je žiaduce zorganizovať vykurovanie generátora, čo bude znamenať dodatočné náklady.

• Objem nádoby na ukladanie odpadu musí byť minimálne 1 meter kubický. m;
• musí sa použiť hermeticky uzavretá nádoba;
• izolácia nádrže na biomasu je predpokladom jej efektívnej prevádzky;
• nádrž môže byť prehĺbená do zeme. Tepelná izolácia je inštalovaná iba v jej hornej časti;
• v nádobe je namontovaný ručný mixér. Jeho rukoväť je vytiahnutá cez hermetickú zostavu;
• trysky sú určené na nakladanie / vykladanie surovín, príjem bioplynu.

Technológia výroby podzemných reaktorov

Na výrobu bioplynu môžete nainštalovať najjednoduchšiu inštaláciu a prehĺbiť ju do zeme. Technológia výroby takejto nádrže je nasledovná:

1. Vykopte jamu správnej veľkosti. Jeho steny sú vyliate keramzitovým betónom, ktorý je dodatočne vystužený.
2. Na protiľahlých stenách bunkra sú ponechané otvory. Inštalujú potrubia s určitým sklonom na čerpanie surovín a extrakciu odpadového materiálu.
3. Takmer pri dne je inštalované výstupné potrubie s priemerom 70 mm. Jeho druhý koniec je inštalovaný v nádrži, do ktorej sa bude odčerpávať odpadový kal. Odporúča sa, aby bol obdĺžnikový.
4. Potrubie na prívod surovín je umiestnené vo výške 0,5 m vzhľadom na dno. Jeho odporúčaný priemer je 30-35 mm. Horná časť potrubia je vyvedená do samostatnej nádrže na príjem pripravených surovín.
5. Horná časť bioreaktora by mala mať kupolovitý alebo kužeľový tvar. Môže byť vyrobený z bežného strešného železa alebo iných plechov. Je povolené vyrobiť kryt nádrže pomocou tehlovej vane. Na posilnenie jeho dizajnu je povrch dodatočne omietnutý inštaláciou výstužnej siete.
6. Na vrchu veka nádrže urobím poklop, ktorý by mal byť hermeticky uzavretý. Cez ňu je tiež odstránený plynovod. Okrem toho je nainštalovaný poistný ventil.
7. Na premiešanie substrátu je v nádrži inštalovaných niekoľko plastových rúrok. Musia byť ponorené do biomasy. V potrubiach je vytvorených veľa otvorov, čo umožňuje miešať suroviny pomocou pohybujúcich sa plynových bublín.

Výpočet výnosu bioplynu

Výťažnosť biologického plynu závisí od obsahu sušiny v surovine a jej druhu:

• z 1 tony hnoja od dobytka sa získa 50-60 metrov kubických. m produktu s obsahom metánu 60 %;
• Z 1 tony rastlinného odpadu sa získa 200-500 metrov kubických. m bioplynu s koncentráciou metánu 70 %;
• Z 1 tony tuku sa získa 1300 metrov kubických. m plynu s koncentráciou metánu 87 %.

Na zistenie efektívnosti výroby sa vykonávajú laboratórne testy použitých surovín. Vypočítava sa jeho zloženie, ktoré ovplyvňuje kvalitatívne charakteristiky bioplynu.

Jednou z úloh, ktoré treba v poľnohospodárstve vyriešiť, je likvidácia hnoja a rastlinného odpadu. A to je dosť vážny problém, ktorý si vyžaduje neustálu pozornosť. Recyklácia si vyžaduje nielen čas a námahu, ale aj slušné množstvo. Dnes existuje aspoň jeden spôsob, ako zmeniť túto bolesť hlavy na príjmovú položku: spracovanie hnoja na bioplyn. Technológia je založená na prirodzenom procese rozkladu hnoja a rastlinných zvyškov v dôsledku baktérií v nich obsiahnutých. Celá úloha spočíva vo vytvorení špeciálnych podmienok pre čo najkompletnejší rozklad. Týmito podmienkami sú nedostatočný prístup kyslíka a optimálna teplota (40-50 o C).

Každý vie, ako sa hnoj najčastejšie likviduje: nahromadený, potom po fermentácii vyvezený na polia. Vzniknutý plyn sa v tomto prípade uvoľňuje do atmosféry a tam letí aj 40 % dusíka obsiahnutého v pôvodnej látke a väčšina fosforu. Výsledné hnojivo má ďaleko od dokonalosti.

Na získanie bioplynu je potrebné, aby proces rozkladu hnoja prebiehal bez prístupu kyslíka, v uzavretom objeme. V tomto prípade zostáva vo zvyškovom produkte dusík aj fosfor a plyn sa hromadí v hornej časti nádrže, odkiaľ sa dá ľahko odčerpať. Získavajú sa dva zdroje zisku: priamo plyn a účinné hnojivo. Okrem toho je hnojivo najvyššej kvality a je na 99 % bezpečné: väčšina patogénov a vajíčok hlíst odumiera, semená burín obsiahnuté v hnoji strácajú klíčivosť. Existujú dokonca linky na balenie týchto zvyškov.

Druhým predpokladom procesu spracovania hnoja na bioplyn je udržiavanie optimálnej teploty. Baktérie obsiahnuté v biomase sú pri nízkych teplotách neaktívne. Začínajú pôsobiť pri teplote okolia +30 o C. Okrem toho sú v hnoji obsiahnuté dva druhy baktérií:

Najúčinnejšie sú teplomilné zariadenia s teplotami od +43 o C do +52 o C: hnoj sa v nich spracováva 3 dni, z 1 litra úžitkovej plochy bioreaktora sa získa až 4,5 litra bioplynu (to je maximálny výkon) . Ale udržiavanie teploty +50 o C si vyžaduje značné náklady na energiu, čo nie je rentabilné v každej klíme. Preto častejšie bioplynové stanice pracujú pri mezofilných teplotách. V tomto prípade môže byť doba spracovania 12-30 dní, výťažnosť je približne 2 litre bioplynu na 1 liter objemu bioreaktora.

Zloženie plynu sa mení v závislosti od suroviny a podmienok spracovania, ale približne je nasledovné: metán – 50 – 70 %, oxid uhličitý – 30 – 50 % a obsahuje aj malé množstvo sírovodíka (menej ako 1 % ) a veľmi malé množstvo zlúčenín amoniaku, vodíka a dusíka. V závislosti od konštrukcie zariadenia môže bioplyn obsahovať značné množstvo vodnej pary, čo si bude vyžadovať dehydratáciu (inak jednoducho nebude horieť). Ako vyzerá priemyselná inštalácia je znázornené na videu.

Dá sa povedať, že celý závod na výrobu plynu. Ale pre súkromný dvor alebo malú farmu sú takéto objemy zbytočné. Najjednoduchšia bioplynová stanica sa dá ľahko robiť vlastnými rukami. Otázka však znie: „Kam ďalej poslať bioplyn? Výhrevnosť výsledného plynu je od 5340 kcal / m3 do 6230 kcal / m3 (6,21 - 7,24 kWh / m3). Preto môže byť dodávaný do plynového kotla na výrobu tepla (kúrenie a ohrev vody), alebo do výrobne elektriny, plynového sporáka a pod. Takto využíva hnoj zo svojej prepeličej farmy Vladimír Rašin, konštruktér bioplynovej stanice.

Ukazuje sa, že s aspoň nejakým viac či menej slušným množstvom hospodárskych zvierat a hydiny môžete plne uspokojiť potreby svojej domácnosti v oblasti tepla, plynu a elektriny. A ak inštalujete plynové inštalácie na autá, potom palivo pre vozový park. Vzhľadom na to, že podiel energie na nákladoch na výrobu je 70-80%, môžete ušetriť iba na bioreaktore a potom zarobiť veľa peňazí. Nižšie je uvedený screenshot ekonomického výpočtu rentability bioplynovej stanice pre malú farmu (stav k septembru 2014). Ekonomiku nemôžete nazvať malou, ale rozhodne nie je ani veľká. Ospravedlňujeme sa za terminológiu - to je štýl autora.

Ide o približný rozpis požadovaných nákladov a možných príjmov Schémy bioplynových staníc vlastnej výroby

Schémy vlastných bioplynových staníc

Najjednoduchšou schémou bioplynovej stanice je uzavretá nádoba - bioreaktor, do ktorej sa naleje pripravená kaša. V súlade s tým existuje poklop na nakladanie hnoja a poklop na vykladanie spracovaných surovín.

Najjednoduchšia schéma bioplynovej stanice bez „zvončekov a píšťaliek“

Nádoba nie je úplne naplnená substrátom: 10-15 % objemu musí zostať voľných na zachytávanie plynu. Vo veku nádrže je zabudované plynové potrubie. Pretože výsledný plyn obsahuje pomerne veľké množstvo vodnej pary, v tejto forme nebude horieť. Preto je potrebné prejsť cez vodný uzáver na odvodnenie. V tomto jednoduchom zariadení bude väčšina vodnej pary kondenzovať a plyn už bude dobre horieť. Potom je žiaduce vyčistiť plyn od nehorľavého sírovodíka a až potom ho možno priviesť do zásobníka plynu - nádoby na zber plynu. A odtiaľ je už možné chovať spotrebiteľom: kŕmiť ho do kotla alebo plynového sporáka. Ako vyrobiť filtre pre bioplynovú stanicu vlastnými rukami, pozrite si video.

Veľké priemyselné inštalácie sú umiestnené na povrchu. A to je v zásade pochopiteľné - objem pozemkových prác je príliš veľký. Ale v malých farmách je miska bunkra zakopaná v zemi. To vám po prvé umožňuje znížiť náklady na udržiavanie požadovanej teploty a po druhé, na súkromnom dvore je už dostatok zariadení.

Nádobu je možné odobrať už hotovú, alebo z tehly, betónu a pod. do vykopanej jamy. Ale v tomto prípade sa budete musieť postarať o vzduchotesnosť a obštrukciu: proces je anaeróbny - bez prístupu vzduchu, preto je potrebné vytvoriť vrstvu nepriepustnú pre kyslík. Konštrukcia sa ukazuje ako viacvrstvová a výroba takéhoto bunkra je dlhý a nákladný proces. Preto je lacnejšie a jednoduchšie hotovú nádobu zakopať. Predtým to boli nevyhnutne kovové sudy, často z nehrdzavejúcej ocele. Dnes, s príchodom PVC kontajnerov na trh, ich môžete použiť. Sú chemicky neutrálne, majú nízku tepelnú vodivosť, dlhú životnosť a sú niekoľkonásobne lacnejšie ako nehrdzavejúca oceľ.

Vyššie opísaná bioplynová stanica však bude mať nízku produktivitu. Na aktiváciu procesu spracovania je potrebné aktívne premiešavanie hmoty v násypke. V opačnom prípade sa na povrchu alebo v hrúbke substrátu vytvorí kôra, ktorá spomalí proces rozkladu a na výstupe sa získa menej plynu. Miešanie sa vykonáva akýmkoľvek dostupným spôsobom. Napríklad, ako je znázornené na videu. V tomto prípade je možné vykonať akýkoľvek pohon.

Existuje ďalší spôsob miešania vrstiev, ale nemechanický - barbitácia: plyn vyrobený pod tlakom sa privádza do spodnej časti nádrže na hnoj. Plynové bubliny, ktoré stúpajú nahor, rozbijú kôru. Keďže sa dodáva rovnaký bioplyn, nedôjde k žiadnym zmenám v podmienkach spracovania. Tento plyn tiež nemožno považovať za výdavok - opäť spadne do plynovej nádrže.

Ako bolo uvedené vyššie, pre dobrý výkon sú potrebné vysoké teploty. Aby sa na udržiavanie tejto teploty nevynakladalo príliš veľa peňazí, je potrebné sa o izoláciu postarať. Aký typ tepelného izolátora si vybrať, je samozrejme vaša vec, ale dnes je najoptimálnejšia polystyrénová pena. Nebojí sa vody, nie je ovplyvnená hubami a hlodavcami, má dlhú životnosť a vynikajúce tepelnoizolačné vlastnosti.

Tvar bioreaktora môže byť rôzny, no najbežnejší je valcový. Nie je to ideálne z hľadiska zložitosti miešania substrátu, ale používa sa častejšie, pretože ľudia nazbierali veľa skúseností so stavbou takýchto nádob. A ak je takýto valec rozdelený prepážkou, potom môžu byť použité ako dve samostatné nádrže, v ktorých sa proces posúva v čase. Zároveň sa dá do priečky zabudovať výhrevné teleso, čím sa vyrieši problém s udržiavaním teploty v dvoch komorách naraz.

V najjednoduchšej verzii sú domáce bioplynové stanice obdĺžniková jama, ktorej steny sú vyrobené z betónu a kvôli tesnosti sú ošetrené vrstvou sklenených vlákien a polyesterovej živice. Táto nádoba je dodávaná s vekom. Je to mimoriadne nepohodlné v prevádzke: je ťažké realizovať ohrev, miešanie a odstraňovanie fermentovanej hmoty, nie je možné dosiahnuť úplné spracovanie a vysokú účinnosť.

O niečo lepšia je situácia v zariadeniach na spracovanie hnoja na bioplyn. Majú skosené hrany, čo uľahčuje nakladanie čerstvého hnoja. Ak urobíte dno šikmé, potom sa fermentovaná hmota bude pohybovať gravitáciou v jednom smere a bude jednoduchšie ju vybrať. Pri takýchto inštaláciách je potrebné zabezpečiť tepelnú izoláciu nielen stien, ale aj krytov. Takáto bioplynová stanica s vlastnými rukami sa ľahko realizuje. Ale úplné spracovanie a maximálne množstvo plynu v ňom nie je možné dosiahnuť. Aj pri zahriatí.

Základné technické otázky boli vyriešené a teraz poznáte niekoľko spôsobov, ako postaviť bioplynovú stanicu na hnojenie. Zostali technologické nuansy.

Čo sa dá recyklovať a ako dosiahnuť dobré výsledky

V hnoji každého zvieraťa sú organizmy potrebné na jeho spracovanie. Zistilo sa, že do procesu trávenia a tvorby plynov sa podieľa viac ako tisíc rôznych mikroorganizmov. Najdôležitejšiu úlohu zohrávajú látky tvoriace metán. Tiež sa predpokladá, že všetky tieto mikroorganizmy sa nachádzajú v optimálnych pomeroch v hnoji dobytka. V každom prípade pri spracovaní tohto druhu odpadu v kombinácii s rastlinnou hmotou sa uvoľňuje najväčšie množstvo bioplynu. V tabuľke sú uvedené spriemerované údaje pre najbežnejšie druhy poľnohospodárskeho odpadu. Upozorňujeme, že toto množstvo plynu je možné získať za ideálnych podmienok.

Pre dobrú produktivitu je potrebné udržiavať určitú vlhkosť podkladu: 85-90%. Ale treba použiť vodu, ktorá neobsahuje cudzie chemikálie. Procesy negatívne ovplyvňujú rozpúšťadlá, antibiotiká, čistiace prostriedky atď. Pre normálny priebeh procesu by tiež kaša nemala obsahovať veľké úlomky. Maximálna veľkosť úlomkov: 1 x 2 cm, menšie sú lepšie. Preto, ak plánujete pridať bylinné zložky, musíte ich rozdrviť.

Pre normálne spracovanie v substráte je dôležité udržiavať optimálnu úroveň pH: v rozmedzí 6,7-7,6. Médium má zvyčajne normálnu kyslosť a len občas sa kyselinotvorné baktérie vyvíjajú rýchlejšie ako metánotvorné. Potom sa prostredie stáva kyslým, produkcia plynu klesá. Na dosiahnutie optimálnej hodnoty sa do substrátu pridáva obyčajné vápno alebo sóda.

Teraz trochu o čase, ktorý je potrebný na spracovanie hnoja. Vo všeobecnosti čas závisí od vytvorených podmienok, ale prvý plyn môže začať prúdiť už na tretí deň po začiatku fermentácie. Najaktívnejšia tvorba plynu nastáva pri rozklade hnoja o 30-33%. Aby sme sa vedeli orientovať v čase, povedzme, že po dvoch týždňoch sa substrát rozloží o 20-25%. To znamená, že optimálne spracovanie by malo trvať mesiac. V tomto prípade je hnojivo najvyššej kvality.

Výpočet objemu bunkra na spracovanie

Pre malé farmy je optimálnym nastavením trvalé pôsobenie – vtedy sa čerstvý hnoj dodáva v malých dávkach denne a odstraňuje sa v rovnakých dávkach. Aby proces nebol narušený, podiel dennej záťaže by nemal presiahnuť 5% spracovávaného objemu.

Domáce zariadenia na spracovanie hnoja na bioplyn nie sú vrcholom dokonalosti, ale sú dosť efektívne

Na základe toho ľahko určíte potrebný objem nádrže pre domácu bioplynovú stanicu. Denný objem hnoja z vašej farmy (už zriedeného s vlhkosťou 85-90%) musíte vynásobiť 20 (to je pre mezofilné teploty, pre teplomilné teploty budete musieť vynásobiť 30). K získanému údaju je potrebné pripočítať ďalších 15-20% - voľný priestor na zber bioplynu pod kupolou. Poznáte hlavný parameter. Všetky ďalšie náklady a parametre systému závisia od toho, ktorá schéma bioplynovej stanice je zvolená na implementáciu a ako všetko urobíte. Je celkom možné vyjsť s improvizovanými materiálmi alebo si môžete objednať inštaláciu na kľúč. Vývoj továrne bude stáť od 1,5 milióna eur, inštalácie od Kulibinovcov budú lacnejšie.

Zákonná registrácia

Inštalácia bude musieť byť koordinovaná s SES, inšpekciou plynu a hasičmi. Budete potrebovať:

• Technologická schéma inštalácie.
• Plán usporiadania zariadení a komponentov s ohľadom na samotnú inštaláciu, miesto inštalácie tepelnej jednotky, umiestnenie potrubí a elektrických vedení a pripojenie čerpadla. Bleskozvod a prístupové cesty by mali byť vyznačené na schéme.
• Ak má byť jednotka umiestnená v interiéri, bude potrebný aj plán vetrania, ktorý zabezpečí minimálne osem výmen celkového vzduchu v miestnosti.

Ako vidíte, byrokracia je tu nevyhnutná.

Na záver trochu o výkone inštalácie. V priemere bioplynová stanica vyprodukuje za deň objem plynu, ktorý je dvojnásobkom užitočného objemu zásobníka. To znamená, že 40 m 3 kalu poskytne 80 m 3 plynu za deň. Na zabezpečenie samotného procesu (hlavnou nákladovou položkou je vykurovanie) pôjde približne 30 %. Tie. na výstupe dostanete 56 m 3 bioplynu za deň. Na pokrytie potrieb trojčlennej rodiny a na vykurovanie stredne veľkého domu je podľa štatistík potrebných 10 m 3 . V čistom zostatku máte 46 m 3 za deň. A to s malou inštaláciou.

Výsledky

Investovaním nejakých peňazí do výstavby bioplynovej stanice (urobte si sami alebo na kľúč) zabezpečíte nielen vlastné potreby a potreby tepla a plynu, ale budete môcť predávať plyn, ale aj veľ. -kvalitné hnojivá vznikajúce pri spracovaní.