Необхідні обов'язкові матеріали:

• дві ємності;
• сполучні труби;
• клапани;
• газовий фільтр;
• засоби забезпечення герметичності (клей, смола, герметик тощо);

Бажані:

• мішалка з електродвигуном;
• датчик температури;
• датчик тиску;

Наведена нижче послідовність підходить для південних регіонів. Для працездатності за будь-яких умов слід додати систему підігріву реактора, яка забезпечуватиме нагрівання судини до 40 градусів Цельсія і підвищити теплоізоляцію, наприклад, обнести конструкцію теплицею. Теплицю бажано покрити чорною плівкою. Також бажано додати до трубопроводу пристрій виведення конденсату.

Створення простої біогазової установки:

1. Створити накопичувальну ємність.Вибираємо резервуар, де зберігатиметься отриманий біогаз. Резервуар фіксується клапаном та оснащується манометром. Якщо споживання газу постійно, то потреби в газгольдері немає.
2. Утеплити конструкцію всередині котловану.
3. Встановити труби.Прокласти в котлован труби для завантаження сировини та розвантаження компостного перегною. У ємності реактора виробляється вхідний і вихідний отвір. Реактор міститься в котлован. До отворів підводяться труби. Труби щільно закріплюються за допомогою клею або інших потрібних засобів. Діаметр труб менше 30 см сприятиме їх забиванню. Місце завантаження слід вибирати на сонячному боці.
4. Встановити люк.Ректор, оснащений люком, робить зручнішими роботи з ремонту та профілактики. Люк та корпус реактора слід проклеїти гумою. Також можна встановити датчики температури, тиску та рівня сировини.
5. Вибрати ємність для біореактора.Вибрана ємність має бути міцною - оскільки при ферментації виділяється велика кількість енергії; мати гарну теплоізоляцію; бути повітрям і водонепроникною. Найкраще підходять судини яйцеподібної форми. Якщо спорудити такий реактор проблематично, то гарною альтернативою буде посудина циліндричної форми із заокругленими краями. Ємності квадратної форми менш ефективні тому, що в кутах буде накопичуватися затверділа біомаса, що ускладнює ферментацію.
6. Підготувати котлован.
7. Вибрати місце для встановлення майбутньої установки.Бажано вибирати місце досить далеко від будинку і так, щоби можна було викопати яму. Розміщення всередині ями дозволяє суттєво заощадити на теплоізоляції, використовуючи для цього дешеві матеріали на зразок глини.
8. Перевірити герметичність одержаної конструкції.
9. Запустити систему.
10. Додати сировину.Чекаємо близько двох тижнів поки пройдуть усі необхідні процеси. Необхідна умова горіння газу – позбавлення двоокису вуглецю. Для цього підійде звичайний фільтр із будівельного магазину. Саморобний фільтр виготовляється з відрізка газової труби завдовжки 30 см, наповненого сухими дерев'яними та металевими стружками.

Склад та види

Біогаз називається газ, отриманий в результаті трифазного біохімічного процесу над біомасою, що проходить в герметичних умовах.

Процес розкладання біомаси послідовний: спершу вона піддається впливу гідролізних бактерій, потім кислотоутворювальних та в кінці метанобразующих. Матеріалом для мікроорганізмів кожному етапі служить продукт діяльності попереднього етапу.

На виході приблизний склад біогазу виглядає так:

• метан (від 50 до 70%);
• вуглекислий газ (від 30 до 40%);
• сірководень (~2%);
• водень (~1%);
• аміак (~1%);

На точність пропорцій впливає використовується сировина та технологія отримання газу. Потенціалом для горіння має метан, чим його відсоток вищий, тим краще.

Досвід застосування пального болотяного газу мають стародавні культури, що датуються понад трьома тисячолітнім віком (Індія, Персія або Ассирія). Наукове обґрунтування сформувалося набагато пізніше. Хімічна формула метану СН 4 була відкрита вченим Джоном Дальтоном, входження метану до складу болотного газу виявлено Гемфрі Деві. Велику роль розвитку галузі альтернативної енергії зіграла Друга світова війна, що вимагає від воюючих сторін величезної потреби в енергоресурсах.

Володіння СРСР величезними запасами нафти та газу призвело до незатребуваності інших технологій отримання енергії, дослідження біогазу переважно було предметом інтересу академічної науки. На даний момент ситуація змінилася настільки, що, крім промислового видобутку різних видів палива, створити біогазову установку для своїх цілей під силу будь-якій людині.

- Комплекс обладнання, призначеного для отримання біогазу з органічної сировини.

За типом подачі сировини виділяють такі види біогазових установок:

• з порційною подачею;
• з безперервною подачею;

Біогазові установки з постійною подачею сировини є ефективнішими.

За типом обробки сировини:

1. Без автоматичного перемішуваннясировини та підтримування необхідної температури – комплекси з мінімальною комплектацією, підходять для малих господарств (схема 1).
2. З автоматичним перемішуванням, але без підтримки необхідної температури – також служить невеликим господарствам, ефективнішим за попередній тип.
3. За допомогою необхідної температуриале без автоматичного перемішування.
4. З автоматичним перемішуванням сировини та підтримкою температури.

Принцип роботи

Процес перетворення органічної сировини на біогаз називається ферментацією.Сировина завантажується у спеціальну ємність, що забезпечує надійний захист біомаси від доступу кисню. Подія, що відбувається без втручання кисню, називається анаеробною.

Під впливом спеціальних бактерій в анаеробному середовищі починає відбуватися ферментація. З розвитком бродіння сировина покривається кіркою, яку необхідно регулярно руйнувати. Руйнування здійснюється за допомогою ретельного перемішування.

Перемішувати вміст потрібно мінімум двічі на добу, не порушуючи при цьому герметичність процесу. Крім видалення кірки змішування дозволяє рівномірно розподілити кислотність та температуру всередині органічної маси. Внаслідок цих маніпуляцій виробляється біогаз.

Отриманий газ збирається в газгольдері, звідти трубами доставляється споживачеві. Біодобрива, отримані після переробки вихідної сировини, можна використовувати як харчову добавку для тварин або додавати до ґрунту. Таке добриво називається компостним перегноєм.

Біогазова установка включає такі елементи:

• ємність гомогенізації;
• реактор;
• мішалки;
• резервуар для зберігання (gas-holder);
• комплекс опалення та змішування води;
• газовий комплекс;
• комплекс насосів;
• сепаратор;
• датчики контролю;
• КВП з візуалізацією;
• система безпеки;

Приклад біогазової установки промислового типу наведено на схемі 2.

Використовувана сировина

Розкладання будь-яких залишків тваринного або рослинного походження виділяє горючий газ різною мірою. Добре підходять для сировини суміші різного складу: гній, солома, трава, різні відходи тощо. Для хімічної реакції потрібна вологість 70%, тому сировину необхідно розбавляти водою.

Неприйнятною є наявність в органічній біомасі очисних засобів, хлору, пральних порошків, оскільки вони перешкоджають хімічним реакціям і можуть пошкодити реактор. Також не підходить для реактора сировина з тирсою хвойних дерев (що містять смоли), з високою часткою лігніну та з перевищенням порога вологості в 94%.

Рослинний.Рослинна сировина чудово підходить для виробництва біогазу. Максимальний вихід палива дає свіжа трава - з тонни сировини виходить близько 250 м3 газу з метану в 70%. Кукурудзяний силос трохи менше - 220 м 3 . Бадилля від буряків – 180 м 3 .

Можна використовувати як біомасу практично будь-які рослини, сіно або водорості. Недолік застосування полягає у тривалості виробничого циклу. Процес отримання біогазу триває до двох місяців. Сировина повинна бути обов'язково дрібно подрібнена.

Тварина.Відходи переробних, молочних підприємств, зі скотобоєн тощо. придатні для біогазової установки. Максимальний вихід палива дають тваринні жири – 1500 м 3 біогазу з часткою метану 87%. Основний недолік – дефіцит. Тварина сировина також має бути подрібнена.

Екскременти.Головна перевага гною - його дешевизна і доступність. Недолік – кількість та якість біогазу нижча, ніж від інших видів сировини. Кінські та коров'ячі екскременти можна переробляти одразу. Виробничий цикл займе приблизно два тижні і дасть вихід обсягом 60 м3 з 60% вмістом метану.

Курячий послід і свинячий гній безпосередньо застосовувати не можна, тому що вони токсичні. Щоб запустити процес ферментації, їх треба змішати з силосом. Продукт життєдіяльності людини можна використовувати, але каналізаційні стоки не підійдуть, оскільки вміст фекалій мало.

Схеми роботи

Схема 1 – біогазова установка без автоматичного перемішування сировини:

Схема 2 – біогазова установка промислового типу:

Біогазові установки для фермерських господарств, ціна залежить кількості комплектуючих, різних параметрів притаманних подібних пристроїв, варіюється не більше 170 тыс.руб.

Вони працюють для отримання в результаті переробки кінцевого продукту, екологічно чистого палива, добрив, які виробляють в агрегаті, до його складу включені технічні споруди, апарати, об'єднані в єдиному технологічному циклі.

Біогазові установки для будинку, можливо, колись повністю замінять сільському мешканцю дорогі джерела енергії. Економічні катаклізми, що вимагають від розробників обладнання для сільського господарства, виробляти аналоги природних ресурсів у вигляді підручної сировини для зниження витрат на обслуговування приватного подвір'я, фермерства.

Цілі фермерів різні – одні отримують дешеву енергію іншим, важливо за допомогою невеликої міні установки переробити відходи життєдіяльності:

• великорогатої худоби

В результаті роботи отримують біодобрива та власне енергетичне джерело. До того ж у господарствах доводиться позбавлятися різного скупчення побутового сміття в цьому їм допомагає зручна, універсальна споруда, яка віддає замість непотрібних корисних продуктів.

Хто експлуатує обладнання

Малі біогазові установки стануть у нагоді в сучасних господарствах сільського жителя. Найбільші пристрої використовують серйозні скотарі, де неможливо існувати без агрегатів, які виробляють необхідні енергетичні види.

Обгрунтуванням установки на подвір'ї приватного будинку або великого господарства є скупчення органіки, тому що будь-якому обладнанню необхідне харчування для роботи.

Світ бореться за екологію навколишнього середовища, найбільш прийнятним засобом для цього є спорудження біогазових споруд, вони віддають чисті речовини та споживають альтернативне паливо. На цій підставі устрою отримали затребуваність у господарствах нашої країни та закордоном.

Стандартна комплектація

Інженери комплектують механізми різними за розмірами. Виробництво залежить від необхідної потужності, що переробляти агрегату і видавати в обмін. Установка стандартного вигляду складається з наступних комплектуючих:

• накопичувальної ємності, до неї надходить матеріал для відпрацювання
• міксерів, млинів, що конструктивно відрізняються один від одного, вони подрібнюють великі сировинні фрагменти
• газгольдера, герметично закритого, тут накопичується газ
• реактора у вигляді резервуару, де формується біопаливо
• пристроїв, що подають сировину в ємність
• установок, що передають отримане паливо з одних точок в інші для подальшого перетворення
  автоматичних систем, що захищають, контролюють виробничий процес

Робота технологічного циклу відпрацьована до дрібних деталей, щоб полегшити людині обслуговування агрегату під час переробки.

Як це функціонує

Працездатність агрегатів заснована на принципі впливу бактеріальних утворень різної природи на органіку, що викликають бродіння. Ці процеси відбуваються усередині реактора. Від розкладання одних продуктів виходить інша речовина, до його складу входять:

• метан
• вуглекислий газ
• домішки аміаку, сірководню, азоту

Принцип роботи складається з наступних дій:

• у накопичувальну ємність подають сировину
• матеріал розбивається, насосами, транспортерами переміщається в кислототенк, у цій ємності біомаса піддається додатковому підігріву
• міцний, кислотостійкий, щільно закритий реактор виробляє прийом підготовленої сировини, щоб утворився біогаз

У реактор встановлюють пристрої для забезпечення додаткового підігріву, в межах +40 град., перемішування речовин, створюють їм відповідні умови, що прискорюють процеси розпаду і бродіння, від чого утворюється кінцевий продукт. Швидкість переробки залежить від потужності споруди та виду відходів.

В процесі:

• накопичення газу здійснюється в газгольдерах, їх монтують як окремий елемент або з'єднують разом із корпусом
• ємність реактора збирає, після закінчення процедури розкладання передає для застосування
• у резервуарі газгольдера створюється достатній тиск, щоб перемістити газ в очисну систему, у цьому виді він буде застосований споживачем у різних сферах діяльності
• використання за призначенням набувають речовини для добрив після поділу їх на складові в рідкому або твердому вигляді, та переміщення в накопичувальну частину

Прийняття рішення розпочати будівництво має супроводжуватись урахуванням умов, за яких біогазові установки працюють із необхідною ефективністю.

Основні параметри для вибору

Погана функціональність пристроїв відбувається через неправильне планування. Помилки можуть бути помічені одразу або через деякий час. Ретельним і всебічним дослідженням вимагають виключення виходу з ладу устаткування. Починають процедуру після визначення наявності сировинного матеріалу та скільки потрібно для нормального існування енергетичних засобів.

На реактор та його розміри впливає:

• кількість переробки
• якість матеріалу
• сировинний вигляд
• температурний режим
• період бродіння

На практиці у конкретному господарстві слід звернути увагу на такі моменти:

• добове завантаження матеріалів у співвідношенні з реакторним розміром
• об'єм ємності, в якій відбувається переробка відходів
• розраховують вихід продукції
• можливість балансування між результатом та фактичним споживанням

Перед монтажем обладнання потрібно зробити вибір:

• найбільш оптимального місця для встановлення
• моделі, що підходить за конструктивними особливостями

Основними критеріями, на які спираються при конструктивному виборі, є місце та визначення підземної або наземної споруди. Крім цього, при влаштуванні конструкції нагорі, слід вирішити, як встановити реактор у вертикальному або горизонтальному положенні.

У будівлях на ділянці зберігають біодобрива чи ямах, металевих бочках. Витрати скоротять готові частини установки, якщо вони є у господарстві. Скупченням матеріалів визначають розміри та форми резервуарів, в яких їх змішують, а також який потрібен реактор, пристрої для підігріву речовин, їх подрібнення та змішування.

Вибрана конструкція реактора повинна відповідати:

• практичності
• простоті в обслуговуванні
• газо- та водонепроникності, щоб виключити витоку та зберегти газ у повному обсязі

Необхідною умовою ефективної продуктивності є наявність якісної теплоізоляції. Зменшити витрати на будівництво та теплові втрати можна мінімальними поверхневими площами.

Споруда має відповідати стабільності, витримувати навантаження від тиску:

• сировинних матеріалів

Установки обладнують у наступних найбільш оптимальних формах:

• яйцеподібних
• циліндричних
• конічних
• напівкруглих

Не рекомендують обладнати квадратні бетонні або цегляні форми. Сировина чинить тиск на кути, чому з'являються тріщини, порушують процеси, що відбуваються всередині, тверді фрагменти, що накопичуються. Краще тиняються матеріали, не з'являються засохлі поверхні в спорудах з внутрішніми перегородками.

Кращими матеріалами для будівництва є:

• Сталь – у цих ємностях можна досягти абсолютної герметичності, їх легко виготовити, вони витримують навантаження. Проблемою є підвищена схильність до корозії. Для запобігання іржі поверхні обробляють. Якщо у господарстві є металева цистерна, її якість слід перевірити з усіх боків. Позбутися недоліків.
• Пластик – резервуари з цього матеріалу випускають м'якими та твердими. Перший варіант менш придатний, тому що легко наносяться пошкодження, що важко утеплюються. Резервуари із твердого пластику стабільні, не іржавіють.
• Бетон застосовують деякі країни, що розвиваються. Вони не мають обмежень у термінах експлуатації, спеціальні покриття можуть позбавити появи тріщин.
• Цегла використовують Індія та Китай. Для цього застосовується лише добре обпалені вироби або кладуть стіни із бетонних блоків, каменю.

Встановлюючи обладнання з бетону, цегли або каменю необхідно подбати про внутрішню вогнетривку обробку, стійку до органіки і сірководню.

До розташування конструкції слід поставитися з особливою серйозністю, передбачити фактори:

• вільні площі
• віддаленість від житла
• складування
• розташування корівників, свинарників, пташників
• грунтові води
• зручне завантаження, розвантаження матеріалів

Реактори розміщують:

• на поверхні з фундаментом
• заглиблюють у ґрунт
• встановлюють усередині ферми

Пристрої, що діють за допомогою хімічної, біологічної реакції, мають люки, через які проводять періодичні ремонтні роботи. Гумовою прокладкою забезпечують герметизацію, коли закривають кришку. Теплоізоляція потрібна, щоб роботи виконувати незалежно від сезону.
Утеплюють споруду підручними матеріалами з пошаровою обробкою внутрішніх поверхонь.

Біогазова установка своїми руками може бути виконана без особливих зусиль. Її використання дозволить значно заощадити на енергоносіях, які сьогодні з кожним разом стають дедалі дорожчими. Якщо ви самостійно вирішите збудувати обладнання, що дозволяє з відходів отримати біогаз, то зможете споживати дешеву енергію, яка піде на опалення житла та інші потреби.

Вигідне використання

Якщо в ході роботи установки утворюватимуться надлишки біогазу або добрив, тобто можливість продати їх за ринковою ціною, тим самим ви перетворите на прибуток те, що буквально лежить під ногами. Якщо ви великий фермер, то у вас є можливість придбати готову станцію з виробництва біогазу. Такі установки, виготовлені в заводських умовах, коштують дуже дорого, проте мають тривалий термін життєдіяльності.

Біогазова установка своїми руками може бути виконана з підручних матеріалів, це буде коштувати не дуже дорого, а таке обладнання працюватиме за тим же принципом. Використовувати при цьому можна доступні інструменти, а також деталі, що є в арсеналі майстра.

Принцип утворення біогазу

Якщо ви поставили за мету виготовити установку, яка працюватиме на біологічному газі, то необхідно уявити технологію виникнення біогазу. Так, у спеціальній ємності, що називається біореактором, здійснюється процес переробки біологічної маси, у цьому беруть участь анаеробні бактерії.

Біогазова установка своїми руками для будинку на перепелиному посліді працює за принципом створення умов, що характеризуються відсутністю повітря та бродіння. Все це триває протягом деякого часу, тривалість якого залежить від кількості використовуваної у процесі сировини.

Зрештою відбувається утворення суміші газів, яка має у складі 60% метану та 35% вуглекислого газу. Інші газоподібні компоненти містяться в масі в кількості 5%. Серед останніх можна виділити сірководень у незначній кількості. Утворений таким чином газ безперервно відводиться з реактора, а після того, як проходить процес очищення, надходить на застосування за призначенням.

Особливості обслуговування

Відходи, які зазнали переробки, стають якісними добривами, які час від часу необхідно усувати з біореактора. Їх можна закладати на поля. Біогазова установка своїми руками може бути виконана без особливих зусиль, якщо ви маєте доступ до тваринницьких та сільськогосподарських підприємств. Це вказує на те, що економічно вигідним стане виробництво біогазу лише у тому випадку, якщо є джерело постачання гною та інших органічних відходів тваринницького виробництва.

Особливості самостійного будівництва біореактора

Щоб зрозуміти, як самостійно виготовити біогазову установку, необхідно розібратися, з яких частин вона складається. Можна взяти за основу найпростішу схему обладнання, яке можна спорудити самотужки. У конструкції не передбачений підігрів і пристрій, що перемішує, проте є одна з основних частин - реактор, який ще відомий як метантенк. Ця складова потрібна для здійснення переробки гною. Крім цього, є бункер, за допомогою якого здійснюється завантаження сировини. Потрібно забезпечити конструкцію вхідним люком, також гідрозатвором. А ось для того, щоби була можливість вивантажувати відпрацьовану сировину, потрібна буде труба. Подібний елемент буде потрібний для того, щоб реалізувати можливість відведення біогазу.

Ось так виглядає схема біогазової установки. Своїми руками виготовити таку конструкцію нескладно. Для того, щоб отримувати безкоштовне біологічне паливо, на ділянці слід вибрати місце, де можна зробити будівництво армованої ємності, в основі якої буде бетон. Ця посудина буде виконувати роль біореактора. На його підставі потрібно передбачити наявність отвору, через яке буде видалятися сировина, що пройшла відпрацювання. Цей отвір необхідно зробити таким, щоб була можливість його закрити. Це зумовлено тим, що функціонування системи можливе лише у герметичних умовах.

Габарити бетонного відсіку можна визначити, враховуючи кількість однорідних органічних відходів. Потрібно з'ясувати, яка кількість сировини щодня з'являтиметься у фермерському господарстві чи приватному обійсті. Але не варто економити, оскільки забезпечити повноцінну роботу біореактора можна буде лише в тому випадку, якщо заповнити резервуар на 2/3 від наявного обсягу. Якщо вами виготовлятиметься біогазова установка своїми руками з бочки, то працюватиме вона за наступним принципом: як тільки в добре закриту ємність біореактора, яка знаходиться на глибині в ґрунті, потрапляють органічні відходи, вони починають бродити, що призводить до виділення біогазу.

Особливості виготовлення ємності

Біогазова установка власноруч може бути виконана з урахуванням щоденного використання незначної кількості відходів. У цьому випадку залізобетонний резервуар можна замінити сталевою ємністю, якою може виступити навіть бочка. Якщо ви вирішили вдатися саме до такого рішення, то вибирати металеву посудину необхідно, керуючись деякими правилами.

Насамперед необхідно звернути увагу на зварні шви, які мають бути досить міцними та герметичними. При використанні невеликої ємності не варто розраховувати на те, що вдасться отримати значну кількість біогазу. Вихід залежатиме від маси органічних відходів, які одночасно переробляються в реакторі. Таким чином, для того щоб утворилося 100 м 3 біогазу, необхідно переробити тонну відходів.

Устаткування реактора підігрівом

Біогазова установка своїми руками для будинку може бути виготовлена ​​таким чином, що при її роботі вдасться отримати більшу ефективність. Це забезпечується за рахунок підігріву. Такі маніпуляції дозволять прискорити процес бродіння біологічної маси. Якщо обладнання встановлено у південних районах, то такої потреби не виникає. Температура довкілля забезпечує природну активацію бродіння. Однак якщо установка працює в регіонах з холодним кліматом, то в зимовий період підігрів виступає як необхідна умова роботи обладнання для вироблення біогазу. Необхідно пам'ятати, що бродіння починається при температурі, яка перевищує 38 про С.

Способи обладнання біогазової установки підігрівом

Біогазова установка своїми руками для дому може бути обладнана підігрівом кількома методами. Перший передбачає необхідність підключення установки до системи опалення типу змійовика. Його слід монтувати під реактором. Другий спосіб передбачає встановлення в основу резервуара електричного нагрівального елемента. Третій спосіб характеризується забезпеченням безпосереднього нагрівання резервуара методом застосування електричних опалювальних систем. Активацію вироблення біологічного газу в домашніх умовах можна доповнити функцією перемішування маси у відсіку. Для цього слід сконструювати пристрій, який схожий на побутовий міксер. У рух воно буде наводитися за допомогою валу, виведеного крізь отвір у кришці, як альтернативне рішення можна розташувати його в стінках резервуара.

Устаткування встановлення системою виведення

Міні-біогазова установка, власноруч сконструйована, не може працювати без системи відведення газу. Для цього установка повинна мати спеціальний отвор, який необхідно монтувати у верхній частині кришки, остання повинна добре закривати резервуар. Для запобігання ймовірності змішування газу з повітрям необхідно забезпечити його відведення крізь гідрозатвор.

Одне із завдань, яке доводиться вирішувати у сільському господарстві — утилізація гною та рослинних відходів. І це досить серйозна проблема, яка потребує постійної уваги. На утилізацію витрачаються не лише час та сили, а й пристойні суми. Сьогодні є, як мінімум, один спосіб, що дозволяє цей головний біль перетворити на статтю доходу: переробка гною в біогаз. В основі технології лежить природний процес розкладання гною і рослинних залишків за рахунок бактерій, що містяться в них. Все завдання у створенні особливих умов для найбільш повного розкладання. Ці умови – відсутність доступу кисню та оптимальна температура (40-50 o C).

Усі знають, як найчастіше утилізують гній: складають у купи, потім після ферментації вивозять на поля. У цьому випадку газ, що утворився, виділяється в атмосферу, туди ж летить і 40% азоту, що міститься у вихідній речовині, і більша частина фосфору. Добриво, що виходить в результаті, далеко не ідеально.

Для отримання біогазу необхідно, щоб процес розкладання гною проходив без доступу кисню, у закритому обсязі. В цьому випадку і азот, і фосфор залишаються в залишковому продукті, а газ накопичиться у верхній частині ємності, звідки його легко викачати. Виходять два джерела прибутку: безпосередньо газ та ефективне добриво. Причому добриво вищої якості і безпечне на 99%: більша частина хвороботворних мікроорганізмів і яйця гельмінтів гинуть, насіння, що міститься в гною, бур'янів втрачають схожість. Існують навіть лінії з розфасовки цього залишку.

Друга обов'язкова умова процесу переробки гною в біогаз — підтримання оптимальної температури. Бактерії, що містяться в біомасі, при низьких температурах малоактивні. Вони починають діяти при температурі середовища від +30 o C. Причому в гною містяться бактерії двох типів:

Термофільні установки з температурою від +43 o C до +52 o C є найефективнішими: у них гній обробляється 3 дні, на виході з 1 літра корисної площі біореактора виходить до 4,5 літрів біогазу (це максимальний вихід). Але на підтримку температури +50 o C потрібні значні витрати енергії, що не в кожному кліматі рентабельно. Тому найчастіше біогазові установки працюють на мезофільних температурах. У цьому випадку час переробки може становити 12-30 днів, вихід - приблизно 2 літри біогазу на 1 літр об'єму біореактора.

Склад газу змінюється в залежності від сировини та умов переробки, але приблизно він наступний: метан - 50-70%, двоокис вуглецю - 30-50%, а також міститься невелика кількість сірководню (менше 1%) і зовсім невелика кількість аміаку, водню та сполук азоту. Залежно від конструкції установки в біогазі можуть утримуватися в значній кількості пари води, що вимагатиме їхнього осушення (інакше він просто не горітиме). Як виглядає промислове встановлення продемонстровано у відео.

Це можна сказати цілий завод із вироблення газу. Але для приватного обійстя або невеликої ферми такі обсяги ні до чого. Найпростішу біогазову установку легко зробити своїми руками. Але питання: «Куди далі направляти біогаз?» Теплота згоряння в результаті газу від 5340 ккал/м3 до 6230 ккал/м3 (6,21 - 7,24 кВт.ч/м3). Тому його можна подавати на газовий котел для вироблення тепла (опалення та гаряча вода), або на установку з вироблення електрики, газову піч і т.д. Ось як використовує гній від перепелиної ферми Володимир Рашин — конструктор біогазової установки.

Виходить, що маючи хоч якусь більш-менш пристойну кількість худоби та птиці, можна повністю забезпечити потреби свого господарства в теплі, газі та електриці. А якщо встановити на автомобілі газові установки, то паливом для автопарку. Враховуючи, що частка енергоносіїв у собівартості продукції 70-80% ви зможете лише на біореакторі заощадити, а потім і заробити багато грошей. Нижче наведено скріншот економічного розрахунку рентабельності біогазової установки для невеликого господарства (станом на вересень 2014 року). Господарство дрібним не назвеш, але й не велике однозначно. Просимо вибачення за термінологію – це авторський стиль.

Це приблизний розклад необхідних витрат та можливих доходів Схеми саморобних біогазових установок

Схеми саморобних біогазових установок

Найпростіша схема біогазової установки – це герметична ємність – біореактор, у який зливається підготовлена ​​жижа. Відповідно є люк завантаження гною та люк вивантаження переробленої сировини.

Найпростіша схема біогазової установки без «наворотів»

Місткість заповнюється субстратом не повністю: 10-15% обсягу має залишатися вільним для збирання газу. У кришку бака вбудовується труба відведення газу. Так як в отриманому газі міститься досить велика кількість водяної пари, горіти в такому вигляді він не буде. Тому потрібно його для осушення пропустити через гідрозатвор. У цьому нехитрому пристрої більша частина водяної пари сконденсується, і газ вже добре горітиме. Потім газ бажано очистити від негорючого сірководню і лише потім його можна подавати в газгольдер — ємність для збирання газу. А звідти вже можна розводити до споживачів: подавати на казан або газову піч. Як зробити фільтри для біогазової установки своїми руками дивіться у відео.

Великі промислові установки розміщують на поверхні. І це, в принципі, зрозуміло — надто великі обсяги земельних робіт. Але у невеликих господарствах чашу бункера закопують у землю. Це по-перше, дозволяє знизити витрати на підтримку необхідної температури, а по-друге, на приватному обійсті і так достатньо будь-яких пристроїв.

Ємність можна взяти готову, або у викопаному котловані зробити із цегли, бетону тощо. Але доведеться в цьому випадку подбати про герметичність і непрохідність повітря: процес анаеробний - без доступу повітря, тому необхідно створити непроникний для кисню прошарок. Спорудження виходить багатошаровим та виготовлення такого бункера тривалий та витратний процес. Тому дешевше та простіше закопати готову ємність. Раніше це обов'язково були металеві бочки, часто з нержавіючої сталі. Сьогодні з появою на ринку ємностей із ПВХ можна використовувати їх. Вони хімічно нейтральні, мають низьку теплопровідність, тривалий термін експлуатації, і коштують у рази дешевше за нержавіючі.

Але описана вище біогазова установка матиме малу продуктивність. Для активізації процесу переробки необхідне активне перемішування маси, що у бункері. В іншому випадку на поверхні або в товщі субстрату утворюється кірка, яка уповільнює процес розкладання, газу на виході виходить менше. Перемішування проводиться у будь-який доступний спосіб. Наприклад, таким, як показано у відео. Привід при цьому можна зробити будь-хто.

Є ще один спосіб перемішування шарів, але немеханічний — барбітація: газ під тиском, що виробляється, подають у нижню частину ємності з гноєм. Піднімаючись вгору, бульбашки газу розбиватимуть кірку. Оскільки подається той самий біогаз, то жодних змін умов переробки не буде. Також цей газ не можна вважати витратою – він знову потрапить у газгольдер.

Як говорилося вище, для хорошої продуктивності потрібна підвищена температура. Щоб не особливо витрачатися на підтримку цієї температури, необхідно подбати про утеплення. Якого типу утеплювач вибирати, звичайно, справа ваша, але сьогодні найоптимальніший - пінополістирол. Він не боїться води, не уражається грибками та гризунами, має тривалий термін експлуатації та відмінні показники теплоізоляції.

Форми біореактора можуть бути різні, але найчастіше зустрічається циліндрична. Вона неідеальна з погляду складності перемішування субстрату, але використовується частіше, тому що у людей накопичений великий досвід побудови подібних ємностей. А якщо такий циліндр розділити перегородкою, то можна використовувати їх як два окремі резервуари, в яких процес зміщений за часом. При цьому в перегородку можна вбудувати нагрівальний елемент, таким чином вирішивши проблему підтримання температури одразу у двох камерах.

У найпростішому варіанті саморобні біогазові установки - це прямокутної форми яма, стінки якої виготовлені з бетону, а для герметичності оброблені шаром склопластику та поліефірної смоли. Така ємність забезпечується кришкою. Вона вкрай незручна в експлуатації: важко реалізується і підігрів, перемішування і відведення збродливої ​​маси, домогтися повної переробки та високої ефективності неможливо.

Трохи краще справи з траншейними біогазовими установками переробки гною. Вони мають скошені краї, що полегшує завантаження свіжого гною. Якщо зробити дно під ухилом, то в один бік самопливом буде зміщуватися маса, що збродила, і відбирати її буде простіше. У таких установках необхідно передбачити теплоізоляцію не тільки стінок, та й кришки. Подібна біогазова установка власноруч реалізується нескладно. Але повної переробки та максимальної кількості газу в ній не досягти. Навіть за умови підігріву.

З основними технічними питаннями розбиралися, і ви знаєте кілька способів, як побудувати установку отримання біогазу з гною. Залишилися технологічні аспекти.

Що можна переробляти і як досягти хороших результатів

У гною будь-якої тварини є необхідні для її переробки організми. Було виявлено, що в процесі зброджування та вироблення газу бере участь більше тисячі різних мікроорганізмів. Найважливішу роль у цьому грають метанобразующие. Також вважається, що всі ці мікроорганізми в оптимальних пропорціях перебувають у гною ВРХ. У всякому разі, при переробці цього виду відходів у поєднанні з рослинною масою виділяється найбільша кількість біогазу. У таблиці наведено усереднені дані щодо найпоширеніших видів сільськогосподарських відходів. Зверніть увагу, що таку кількість газу на виході можна отримати за ідеальних умов.

Для хорошої продуктивності потрібно підтримувати певну вологість субстрату: 85-90%. Але воду при цьому потрібно використовувати не містить сторонніх хімічних речовин. Негативно на процеси впливають розчинники, антибіотики, миючі засоби та ін. Також для нормального перебігу процесу в жижі не повинні бути великі фрагменти. Максимальні розміри фрагментів: 1*2 см, краще дрібніші. Тому якщо ви плануєте додавати рослинні інгредієнти, необхідно їх подрібнювати.

Важливо для нормальної переробки субстраті підтримувати оптимальний рівень рН: у межах 6,7-7,6. Зазвичай середовище має нормальну кислотність, і лише зрідка кислотоутворюючі бактерії розвиваються швидше за метанобразующие. Тоді середовище стає кислим, вироблення газу знижується. Для досягнення оптимального значення субстрат додають звичайне вапно або соду.

Тепер трохи про час, який потрібний на переробку гною. Загалом час залежить від створених умов, але перший газ може почати надходити вже на третю добу після початку зброджування. Найбільш активно газоутворення відбувається при розкладанні гною на 30-33%. Щоб можна було орієнтуватися за часом, скажімо, що за два тижні субстрат розкладається на 20-25%. Тобто оптимально переробка має тривати місяць. В цьому випадку і добриво виходить найякіснішим.

Розрахунок обсягу бункера для переробки

Для невеликих господарств оптимальною є установка постійної дії - це коли свіжий гній надходить невеликими порціями щодня і такими ж порціями видаляється. Для того щоб процес не порушувався частка щодобового завантаження не повинна перевищувати 5% від обсягу, що переробляється.

Саморобні установки з переробки гною на біогаз — не вершина досконалості, але досить ефективні

Виходячи з цього, ви легко визначите необхідний об'єм резервуара для саморобної біогазової установки. Вам потрібно добовий обсяг гною з вашого господарства (вже в розведеному стані з вологістю 85-90%) помножити на 20 (це для мезофільних температур, термофільних доведеться множити на 30). До отриманої цифри потрібно додати ще 15-20% - вільний простір для збирання біогазу під куполом. Основний параметр ви знаєте. Всі подальші витрати та параметри системи залежать від того, яка схема біогазової установки обрана для реалізації і як ви все робитимете. Цілком можна обійтися підручними матеріалами, а можна замовити установку «під ключ». Заводські розробки обійдеться від 1,5 млн. євро, установки від «Кулібіних» будуть дешевшими.

Юридичне оформлення

Узгоджувати установку доведеться із СЕС, газовою інспекцією та пожежниками. Вам знадобляться:

• Технологічна схема встановлення.
• План розміщення обладнання та складових із прив'язкою самої установки, місцем встановлення теплового агрегату, місця прокладання трубопроводів та енергомагістралей, підключення насоса. На схемі мають бути позначені громовідведення та під'їзні шляхи.
• Якщо установка перебуватиме в приміщенні, то необхідний також буде план вентиляції, яка забезпечуватиме не менш ніж восьмиразовий обмін повітря в приміщенні.

Як бачимо, без бюрократії тут не обійтися.

Насамкінець трохи про продуктивність установки. У середньому за добу біогазова установка видає обсяг газу вдвічі, що перевищує корисний обсяг резервуара. Тобто, 40 м 3 гноївки дадуть на добу 80 м 3 газу. Приблизно 30% піде на забезпечення самого процесу (головна стаття витрат – підігрів). Тобто. на виході ви отримаєте 56 м 3 біогазу на день. Для покриття потреб сім'ї із трьох осіб та на опалення середнього за розмірами будинку потрібно за статистикою 10 м 3 . У чистому залишку у вас 46 м3 на день. І це при невеликій установці.

Підсумки

Вклавши деяку кількість коштів у пристрій біогазової установки (своїми руками або під ключ), ви не тільки забезпечите власні потреби та потреби в теплі та газі, але й зможете продавати газ, а також високоякісні добрива, що виходять в результаті переробки.

Питання одержання метану цікаве тим власникам приватних господарств, хто займається розведенням птиці чи свиней, а також тримає великорогату худобу. Як правило, в таких господарствах виробляється значна кількість органічних відходів життєдіяльності тварин, вони можуть принести чималу користь, ставши джерелом дешевого палива. Мета даного матеріалу – розповісти, як видобути біогаз у домашніх умовах, використовуючи ці самі відходи.

Загальні відомості про біогаз

Одержуваний з різного гною і пташиного посліду домашній біогаз переважно складається з метану. Там його від 50 до 80%, залежно від того, чиї відходи життєдіяльності використовувалися для виробництва. Того самого метану, що горить у наших плитах та котлах, і за який ми платимо часом чималі гроші згідно з показаннями лічильника.

Щоб дати уявлення про кількість пального, що теоретично можна видобути при утриманні тварин вдома або на дачі, представимо таблицю з даними про вихід біогазу та вміст у ньому чистого метану:

Як можна зрозуміти з таблиці, для ефективного виробництва газу з коров'ячого гною та силосних відходів знадобиться досить велика кількість сировини. Вигідніше добувати пальне з гною свиней та посліду індиків.

Частка речовин, що залишилася (25-45%), з яких складається домашній біогаз, припадає на вуглекислий газ (до 43%) і сірководень (1%). Також у складі пального присутні азот, аміак та кисень, але у незначних кількостях. До речі, саме завдяки виділенню сірководню та аміаку гнойова купа видає такий знайомий «приємний» запах. Що ж до енергетичного вмісту, то 1 м3 метану теоретично може виділити при спалюванні до 25 МДж (6.95 кВт) теплової енергії. Питома теплота згоряння біогазу залежить від частки метану у його складі.

Для довідки.Насправді перевірено, що з обігріву утепленого будинку, що у середньої смузі, потрібно близько 45 м3 біологічного палива на 1 м2 площі за опалювальний сезон.

Природою влаштовано так, що біогаз з гною утворюється спонтанно і незалежно від того, хочемо його отримувати чи ні. Гнойова купа перегниває протягом року – півтора, просто перебуваючи на свіжому повітрі і навіть за негативної температури. Весь цей час вона виділяє біогаз, але лише у невеликих кількостях, оскільки процес розтягнутий у часі. Причиною є сотні видів мікроорганізмів, що знаходяться в екскрементах тварин. Тобто для початку газовиділення нічого не потрібно, воно відбуватиметься самостійно. А ось для оптимізації процесу та його прискорення знадобиться спеціальне обладнання, про що йтиметься далі.

Технологія отримання біогазу

Суть ефективного виробництва – прискорення природного процесу розкладання органічної сировини. Для цього бактеріям, що знаходяться в ньому, необхідно створити найкращі умови для розмноження і переробки відходів. І перша умова – помістити сировину у закриту ємність – реактор, інакше – генератор біогазу. Відходи подрібнюються та перемішуються в реакторі з розрахунковою кількістю чистої води до отримання вихідного субстрату.

Примітка.Чиста вода необхідна для того, щоб у субстрат не потрапили речовини, що згубно впливають на життєдіяльність бактерій. Як наслідок, процес бродіння може сильно сповільнитись.

Промислова установка з виробництва біогазу обладнана підігрівом субстрату, засобами перемішування та контролю за кислотністю середовища. Перемішування виконується з метою видалити з поверхні тверду кірку, що виникає під час бродіння та заважає виділенню біогазу. Тривалість технологічного процесу – щонайменше 15 днів, цей час ступінь розкладання сягає 25%. Вважається, що максимальний вихід пального відбувається до 33% розкладання біомаси.

Технологією передбачається щоденне оновлення субстрату, тому забезпечується інтенсивне отримання газу з гною, у промислових установках воно обчислюється сотнями кубічних метрів на день. Частина відпрацьованої маси у розмірі близько 5% від загального обсягу видаляється з реактора, а на її місце завантажується стільки ж свіжої біологічної сировини. Відпрацьований матеріал використовується як органічне добрива полів.

Схема біогазової установки

Отримуючи біогаз у домашніх умовах, неможливо створити такі сприятливі умови для мікроорганізмів, як у промисловому виробництві. І насамперед це твердження стосується організації підігріву генератора. Як відомо, це потребує витрат енергії, що веде до суттєвого подорожчання собівартості пального. Контролювати дотримання слаболужного середовища, властивого процесу бродіння, цілком можливо. Тільки як її коригувати у разі відхилень? Знову витрати.

Власникам приватних господарств, які бажають добувати біогаз своїми руками, рекомендується виготовити реактор простої конструкції з доступних матеріалів, а потім його модернізувати через свої можливості. Що треба зробити:

• ємність, що герметично закривається, об'ємом не менше 1 м3. Різні баки та бочки малих розмірів теж підійдуть, але пального з них виділятиметься мало через недостатню кількість сировини. Такі обсяги виробництва вас не влаштують;
• організовуючи виробництво біогазу в домашніх умовах, ви навряд чи робитимете підігрів ємності, а ось утеплити її потрібно обов'язково. Інший варіант – заглибити реактор у землю, виконавши теплову ізоляцію верхньої частини;
• встановити в реакторі ручну мішалку будь-якої конструкції, вивівши рукоятку через верхню кришку. Вузол проходу ручки має бути герметичним;
• передбачити патрубки для подачі та вивантаження субстрату, а також для відбору біогазу.

Нижче показано схему біогазової установки, розміщеної нижче рівня землі:

1 – генератор пального (ємність із металу, пластику або бетону); 2 - бункер для заливання субстрату; 3 – технічний люк; 4 - посудина, що грає роль водяного затвора; 5 – патрубок вивантаження відпрацьованих відходів; 6 – патрубок відбору біогазу.

Як отримати біогаз у домашніх умовах?

Операція перша - подрібнення відходів до фракції, розмір яких не більше 10 мм. Так набагато легше приготувати субстрат та й бактеріям буде простіше переробляти сировину. Маса, що вийшла, ретельно перемішується з водою, її кількість - близько 0.7 л на 1 кг органіки. Як сказано вище, воду слід використовувати лише чисту. Потім субстратом заповнюється біогазова установка, зроблена своїми руками, після чого реактор герметично закривається.

Кілька разів протягом дня треба навідуватися до ємності, щоб перемішати вміст. На 5-й день можна перевіряти наявність газу, і він буде з'являтися, періодично відкачувати його компресором у балон. Якщо цього вчасно не робити, то тиск усередині реактора зросте і бродіння сповільниться, а то й зовсім зупиниться. Через 15 днів треба проводити вивантаження частини субстрату та додавання такої ж кількості нового. Подробиці можна дізнатися, переглянувши відео:

Висновок

Цілком ймовірно, що найпростіша установка для отримання біогазу не забезпечить усі ваші потреби. Але, враховуючи нинішню вартість енергоресурсів, це вже буде неабиякою підмогою у домашньому господарстві, адже за вихідну сировину вам платити не доводиться. Згодом, щільно займаючись виробництвом, ви зможете вловити всі особливості та провести необхідне вдосконалення установки.