Біогаз своїми руками зробити нескладно, з чим чудово впорається навіть новачокСтворити біогаз самостійно може кожен. Для цього не потрібно особливих знань та спеціальних умінь у галузі відновлюваних джерел енергії. Якщо кожна людина думатиме про навколишній світ, ситуація з екологією на Землі значно покращиться.
- Як отримати газ із гною
- Робимо біогаз у домашніх умовах
- Навіщо потрібна біогазова установка для фермерського господарства
- Питання ефективного господарства: як отримати метан правильно
- Біогазова установка своїми руками (відео)
Газ із гною – це реальність. Його справді можна отримати з гною, який так чи інакше удобрює землю. Але можна пустити його в обіг і отримати справжнісінький газ.
Щоб отримати газ із гною своїми руками в домашніх умовах застосовується біогазова установка фермерського господарства. Видобувати природний газ, використовуючи метантенк, можна прямо на фермі. Так видобувають багато фермерів. Для цього не треба купувати особливе паливо. Достатньо природної сировини.
Біореактор має входити від 1 до 8-10 м.куб. відходів приватного виробництва, курячого посліду. Виробництво та переробка сировини на пристрої з таким обсягом буде здатна переробити понад 50 кг гною. Щоб зробити біогазову установку, слід знайти креслення, якими роблять устаткування, і навіть потрібна схема.
Отримати біогаз можна, якщо пустити в обіг гній, який використовується для добрива землі
Робота установки здійснюється у кілька етапів:
Саморобна установка дозволить отримати газ із гною за лічені часи. Її можна зібрати самостійно, маючи схеми та креслення. Для теплогенератора можна вибирати казани для нагрівання води. Для збирання газу на ділянці потрібен газгольдер. Він здійснює збирання та зберігання газу.
Пам'ятайте, що час від часу повинне здійснюватися очищення домішок та сміття в резервуарі.
Отримати газ із гною можна за допомогою біогазової установки. Її можна сформулювати своїми руками. Визначте обсяг сировини, що переробляється, виберете відповідну ємність, в якій перероблятиметься і перемішуватиметься сировина - так і відбувається видобуток газу, насиченого метаном в біопаливі.
Робимо біогаз у домашніх умовах
Існує стереотип, що отримати біогаз можна лише на спеціалізованих виробництвах та господарствах. Однак це не так. Сьогодні можна робити біогаз у домашніх умовах.
Біогаз - це сукупність різних газів, що створюються шляхом розкладання органічних речовин. Варто знати, що біогаз є вогнебезпечним. Він легко спалахує чистим полум'ям.
Перевага виготовлення біогазу в домашніх умовах у тому, що його можна легко отримати без придбання дорогого обладнання
Відзначимо переваги біогазової установки будинку:
- Отримання біогазу без дорогого обладнання;
- використання своєї альтернативної енергії;
- Природна та безкоштовна сировина у вигляді гною або рослин;
- Турбота про екологію.
Мати біогазову установку будинку – це вигідна справа для господаря дачної ділянки. Щоб зробити таку установку потрібна мала кількість коштів: дві бочки по 200 літрів, бочка на 50 літрів, труби каналізації, газовий шланг і кран.
Як бачите, щоб зробити інсталяцію своїми руками, навіть не потрібно купувати додаткові інструменти. Бочки, кран, шланги та труби практично завжди можна знайти у господарстві власників дач. Газогенератор – це турбота про екологію, а також ваша можливість використовувати альтернативне джерело енергії та палива.
Навіщо потрібна біогазова установка для фермерського господарства
Деякі фермери, дачники, господарі приватних будинків не бачать необхідності робити біогазову установку. На перший погляд, так і є. Але потім, коли господарі бачать усі вигоди, питання необхідності такої установки відпадає.
Перша очевидна причина зробити біогазову установку на фермі – це отримання електроенергії, опалення, що дозволить менше платити за електрику.
Використання своєї енергії коштує дешевше, ніж оплата за її поставку на ферму.
Інша головна причина необхідності створення установки – це організація закінченого циклу безвідходного виробництва. Як сировину для пристрою ми використовуємо гній або послід. Після переробки ми отримуємо новий газ.
Багато фермерських господарств охоче використовують біогазову установку, оскільки вона суттєво економить витрати на електроенергію та газ
Третя причина на користь біогазової установки – це ефективна переробка та вплив на екологію.
3 переваги біогазової установки:
- отримання енергії для підтримки роботи сімейної ферми;
- Організація закінченого циклу;
- Ефективне використання сировини.
Наявність установки на фермі – це показник вашої ефективності та турботи про навколишній світ. Біогенератори економлять величезну кількість грошей, здійснюючи безвідходне виробництво, ефективний розподіл ресурсів та сировини, але також вашу повну самозабезпеченість.
Питання ефективного господарства: як отримати метан правильно
Метан – це основний компонент біогазу. Сам біогаз є сумішшю різних газів. Серед них метан найголовніший.
На одержання метану впливають довкілля, якість сировини та інші фактори
Виділимо фактори, що впливають на одержання метану:
- Довкілля;
- Якісна сировина;
- Частота перемішування сировини у резервуарі установки.
Перемішувати сировину в ємності слід вилами і щонайменше один раз на день, ідеально - шість разів.
Отримання метану безпосередньо з отриманням біогазу. Чим краще ви ставитиметеся до процесу отримання біогазу, тим якісніше ви отримаєте на виході біогаз. Для цього треба використовувати тільки якісну сировину, стежити за місцем, де стоїть установка, та перемішувати вміст резервуару. Тоді ви отримаєте метан правильно.
Біогазова установка своїми руками (відео)
Прибічників збереження довкілля у її первозданному вигляді стає більше. Без викидів та забруднення навколишнього середовища. Установки для отримання біогазу вирішують цю проблему. Крім того, особисто господар біогазової установки отримує пряму грошову вигоду від її використання.
Питаннями, як скоротити витрати на опалення житла, приготування їжі та електропостачання, стурбовані багато власників домогосподарств. Деякі з них вже спорудили своїми руками біогазові установки та частково чи повністю відокремилися від постачальників енергоресурсів. Виявляється, отримати майже дармове паливо в умовах приватного домогосподарства не становить великої складності.
Що таке біогаз та як його можна використовувати?
Власникам присадибних господарств відомо: склавши до купи будь-яку рослинну сировину, пташиний послід і гній, через час можна отримати цінне органічне добриво. Але мало хто з них знає, що біомаса розкладається не сама по собі, а під впливом різних бактерій.
Переробляючи біологічний субстрат, ці крихітні мікроорганізми виділяють продукти життєдіяльності, зокрема – газову суміш. Більшу частину її (близько 70%) становить метан - той самий газ, що горить у пальниках побутових плит та обігрівальних котлів.
Ідея використовувати таке екопаливо для різних господарських потреб не є новою. Пристрої з видобутку використовували ще древньому Китаї. Можливістю використання біогазу займалися і радянські новатори в 60-х роках минулого століття. Але справжнє відродження технологія пережила на початку 2000-х. На даний момент біогазові установки активно використовують у Європі та США для опалення будинків та інших потреб.
Як працює біогазова установка?
Принцип роботи пристрою з виробництва біогазу досить простий:
- у герметичну ємність завантажують розведену водою біомасу, де вона починає «бродити» та виділяти гази;
- вміст резервуару регулярно оновлюють – зливають перероблену бактеріями сировину та додають свіжу (в середньому близько 5-10% щодня);
- газ, що скупчився у верхній частині резервуара по спеціальній трубці надходить на газозбірник, а потім - на побутові прилади.
Схема біогазової установки.
Яка сировина підходить для біореактора?
Установки для отримання біогазу рентабельні тільки там, де є щоденне поповнення свіжої органіки - гною або посліду худоби та птиці. Також у біореактор можна підмішувати подрібнену траву, бадилля, листя та побутові відходи (зокрема, очищення від овочів).
Ефективність установки багато в чому залежить від типу сировини, що завантажується. Доведено, що при однаковій масі найбільший вихід біогазу виходить зі свинячого гною та індичого посліду. У свою чергу, екскременти корів та силосні відходи дають меншу кількість газу при такому ж завантаженні.
Використання біосировини для опалення будинку.
Що не можна використовувати у біогазовій установці?
Існують фактори, які можуть суттєво знизити активність анаеробних бактерій, а то й зовсім призупинити процес вироблення біогазу. Не можна допускати, щоб усередину резервуару потрапляла сировина із вмістом:
- антибіотиків;
- цвілі;
- синтетичних миючих засобів, розчинників та іншої хімії;
- смол (у тому числі тирса хвойних дерев).
Малоефективно використовувати гнійний гній - завантаженню підлягають тільки свіжі або попередньо просушені відходи. Також не можна допускати перезволоження сировини – показник 95% вже вважається критичним. Втім, невелика кількість чистої води в біомасу додавати все ж таки потрібно – для того, щоб полегшити її завантаження та прискорити процес бродіння. Розводять гній та відходи до консистенції негустої манної каші.
Біогазова установка для дому
Сьогодні промисловість вже випускає установки для отримання біогазу у промислових масштабах. Їхнє придбання та монтаж обходиться дорого, окупається таке обладнання у приватних домогосподарствах не раніше, ніж через 7-10 років за умови, що для переробки будуть використовуватись великі обсяги органіки. Досвід показує, що за бажання невелику біогазову установку для приватного будинку майстровитий господар може спорудити своїми руками, причому з найдоступніших матеріалів.
Готуємо переробний бункер
У першу чергу знадобиться ємність циліндричної форми, що герметично закривається. Можна, звичайно, використовувати великі каструлі або виварювання, але їх малий обсяг не дозволити досягти достатнього вироблення газу. Тому з цією метою використовують найчастіше пластикові бочки об'ємом від 1 м³ до 10 м³.
Виготовити таку можна самостійно. У продажу є листи з ПВХ, при достатній міцності та стійкості до агресивних середовищ вони легко зварюються у конструкції потрібної конфігурації. Як бункер можна використовувати і металеву бочку достатнього обсягу. Щоправда, доведеться провести антикорозійні заходи – покрити її зсередини та зовні стійкою до дії вологи фарбою. Якщо резервуар зроблений з нержавіючої сталі, цього робити не потрібно.
Система відведення газу
Патрубок для відведення газу монтують у верхній частині бочки (як правило, у кришці) – саме там він накопичується згідно законів фізики. По підключеній трубі біогаз подається на гідрозатвор, далі на накопичувач (як варіант - за допомогою компресора в балон) і до побутових приладів. Поруч із газовідведенням рекомендується також вмонтувати спусковий клапан – якщо тиск усередині резервуара стане занадто високим, він випустить зайвий газ.
Система подачі та вивантаження сировини
Щоб забезпечити безперервне виробництво газової суміші, бактерій у субстраті потрібно постійно (щодня) «підгодовувати», тобто додавати свіжий гній чи іншу органіку. У свою чергу вже перероблену сировину з бункера необхідно видаляти, щоб вона не займала корисне місце в біореакторі.
Для цього в бочці проробляються два отвори - один (для вивантаження) майже біля дна, інший (для завантаження) вище. У них вварюються (впаюються, вклеюються) труби діаметром не менше 300 мм. Завантажувальний трубопровід направляють вгору і обладнають лійкою, а злив облаштують так, щоб зручно було збирати перероблену жижу (її згодом можна використовувати як добрива). Місця стиків герметизують.
Система підігріву
Теплоізоляція бункера.
Якщо біореактор буде встановлений на вулиці або в неопалюваному приміщенні (що необхідно з техніки безпеки), то йому необхідно забезпечити теплоізоляцію та підігрів субстрату. Перша умова досягається шляхом «укутування» бочки будь-яким матеріалом, що утеплює, або заглибленням в землю.
Що ж стосується підігріву, то тут можна розглядати різні варіанти. Одні умільці заводять усередину труби, якими циркулює вода з опалювальної системи і монтують їх уздовж стінок бочки у вигляді змійовика. Інші поміщають реактор більший за обсягом резервуар з водою всередині, що підігрівається електротенами. Перший варіант зручніший і набагато економічніший.
Для оптимізації роботи реактора необхідно підтримувати температуру його вмісту на певному рівні (щонайменше 38⁰C). Але якщо вона підніметься вище 55⁰C, то газоутворюючі бактерії просто «зваряться», і процес ферментації зупиниться.
Система перемішування
Як показує практика, у конструкціях ручна мішалка будь-якої конфігурації значно підвищує ефективність біореактора. Вісь, до якої приварені (прикручені) лопаті «міксера», виводиться через кришку бочки. На неї надалі надягається ручка-воріт, отвір ретельно герметизується. Втім, такими пристроями домашні майстри облаштовують ферментатори не завжди.
Отримання біогазу
Після того, як установка буде готова, до неї завантажують біомасу, розведену водою приблизно приблизно 2:3. Великі відходи повинні бути подрібнені – максимальний розмір фракції не повинен перевищувати 10 мм. Далі кришка закривається - залишається чекати, коли суміш почне "бродити" і виділяти біогаз. За оптимальних умов перше надходження пального спостерігається через кілька днів після завантаження.
Про те, що газ «пішов», можна судити з характерного булькання у водяному затворі. У цей час бочку варто перевірити на герметичність. Робиться це за допомогою звичайного мильного розчину – його наносять на всі стики та спостерігають, чи не з'явилися бульбашки.
Перше оновлення біосировини потрібно провести приблизно за два тижні. Після того, як у вирву буде залита біомаса, з відвідної труби виллється такий самий обсяг відпрацьованої органіки. Далі таку процедуру виконують щодня або раз на два дні.
На скільки вистачає отриманого біогазу?
В умовах невеликого господарства біогазова установка не стане абсолютною альтернативою природному газу та іншим доступним джерелам енергії. Наприклад, за допомогою пристрою ємністю 1 м³ можна отримати палива лише на пару годин приготування їжі для невеликої родини.
А ось біореактором у 5 м3 вже можна опалити приміщення площею 50 м2, але його роботу потрібно буде підтримувати щоденним завантаженням сировини масою не менше 300 кг. Для цього необхідно мати в господарстві приблизно десять свиней, п'ять корів та кілька десятків курей.
Майстри, які змогли самостійно змайструвати діючі біогазові установки, діляться відео з майстер-класами на просторах інтернету:
Питання одержання метану цікаве тим власникам приватних господарств, хто займається розведенням птиці чи свиней, а також тримає великорогату худобу. Як правило, у 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'явитися, 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, з огляду на 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.
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.
Постійне підвищення вартості традиційних енергоносіїв підштовхує домашніх майстрів створення саморобного устаткування, що дозволяє одержувати з відходів біогаз своїми руками. За такого підходу до господарювання вдається не тільки отримати дешеву енергію для опалення будинку та інших потреб, але й налагодити процес утилізації органічних відходів та отримання безкоштовних добрив для подальшого внесення до ґрунту.
Надлишки виробленого біогазу, як і добрив, можна реалізувати за ринковою вартістю зацікавленим споживачам, перетворивши на гроші те, що буквально «валяється під ногами». Великі фермери можуть дозволити собі купити готові станції з виробництва біогазу, зібрані в заводських умовах. Вартість такого обладнання досить висока. Однак і віддача від його експлуатації відповідає зробленим вкладенням. Менш потужні установки, що працюють за тим же принципом, можна зібрати самотужки з доступних матеріалів та деталей.
Що таке біогаз і як він утворюється
В результаті переробки біомаси виходить біогаз
Біогаз відносять до екологічно чистих видів палива. За своїми характеристиками біога багато в чому сходиться з природним газом, що видобувається в промислових масштабах. Уявити технологію отримання біогазу можна так:
- у спеціальній ємності, яка називається біореактором, відбувається процес переробки біомаси за участю анаеробних бактерій в умовах безповітряного бродіння протягом певного періоду, тривалість якого залежить від обсягу завантаженої сировини;
- в результаті відбувається виділення суміші газів, що складається на 60% метану, на 35% - з вуглекислого газу, на 5% - з інших газоподібних речовин, серед яких є і сірководень у невеликій кількості;
- газ, що отримується, постійно відводиться з біореактора і після очищення відправляється на використання за призначенням;
- перероблені відходи, що стали високоякісними добривами, періодично видаляються з біореактора та вивозяться на поля.
Наочна схема процесу вироблення біопалива
Щоб виробництво біогазу налагодити в домашніх умовах у безперервному режимі, треба володіти або мати доступ до сільськогосподарських та тваринницьких підприємств. Економічно вигідно займатися отриманням біогазу тільки в тому випадку, якщо є джерело безкоштовного постачання гною та інших органічних відходів тваринництва.
Опалення газом, як і раніше, залишається надійним способом обігріву. Детальніше дізнатися про автономну газифікацію можна у наступному матеріалі:
Типи біореакторів
Установки для біогазу розрізняються за типом завантаження сировини, збору отриманого газу, розміщення реактора щодо поверхні землі, матеріалу виготовлення. Бетон, цегла та сталь є найбільш підходящими матеріалами для будівництва біореакторів.
За типом завантаження розрізняють біоустановки, які завантажується задана порція сировини і проходить цикл переробки, а потім повністю вивантажується. Виробіток газу в цих установках нестабільний, зате в них можна завантажувати будь-які види сировини. Як правило, вони мають вертикальне розташування і займають мало місця.
У систему другого типу щодня підвантажується порція органічних відходів і вивантажується рівна їй за обсягом порція готових ферментованих добрив. У реакторі завжди залишається робоча суміш. Установка так званого безперервного завантаження стабільно виробляє більше біогазу та користується великою популярністю у фермерів. В основному ці реактори розташовані горизонтально та зручні за наявності вільного місця на ділянці.
Вибраний тип збору біогазу визначає конструктивні особливості реактора.
- балонні системи складаються з гумового або пластикового термостійкого балона, в якому поєднані реактор та газгольдер. Переваги цього виду реакторів – простота конструкції, завантаження та вивантаження сировини, легкість очищення та транспортування, мала вартість. До мінусів можна віднести невеликий термін служби, 2-5 років, можливість пошкодження внаслідок зовнішніх впливів. До балонних реакторів належать і установки канального типу, які широко використовуються в Європі для переробки рідких відходів та стічних вод. Такий гумовий верх ефективний за високої температури навколишнього середовища та відсутності ризику пошкоджень балона. У конструкції з фіксованим куполом повністю закритий реактор і ємність, що компенсує, для вивантаження шламу. Газ накопичується в куполі, при завантаженні чергової порції сировини перероблена маса виштовхується в компенсаційну ємність.
- Біосистеми з плаваючим куполом складаються з монолітного біореактора, розташованого під землею та рухомого газгольдера, який плаває у спеціальній водяній кишені або прямо у сировині та піднімається під дією тиску газу. Перевагою плаваючого купола є легкість експлуатації та можливість визначення тиску газу за висотою підняття купола. Це чудове рішення для великої ферми.
- При виборі підземного або розташування установки над поверхнею, потрібно враховувати ухил рельєфу, що полегшує завантаження та вивантаження сировини, посилену теплоізоляцію підземних конструкцій, яка захищає біомасу від добових коливань температури та робить процес бродіння стабільнішим.
Конструкція може оснащуватися додатковими пристроями для підігріву та перемішування сировини.
Чи рентабельно робити реактор і користуватися біогазом
Будівництво біогазової установки має такі цілі:
- виробництво дешевої енергії;
- вироблення легкозасвоюваних добрив;
- економія на підключенні до дорогої каналізації;
- переробка відходів господарства;
- можливий прибуток від продажу газу;
- зниження інтенсивності неприємного запаху та покращення екологічної обстановки на території.
Графік рентабельності вироблення та використання біогазу
Для оцінки вигоди будівництва біореактора дбайливому господареві слід врахувати наступні аспекти:
- витрати на біоустановку відносяться до довгострокових капіталовкладень;
- саморобне біогазове обладнання та встановлення реактора без залучення сторонніх фахівців обійдеться набагато дешевше, але і його ефективність нижча, ніж у дорогого заводського;
- для підтримки стабільного тиску газу, у фермера повинен бути доступ до відходів тваринницького виробництва у достатній кількості та на тривалий термін. У разі високих цін на електроенергію та природний газ або відсутність можливості газифікації використання установки стає не тільки вигідним, а й необхідним;
- для великих господарств із власною сировинною базою, вигідним рішенням буде включення біореактора до системи теплиць та ферм ВРХ;
- для невеликих ферм підвищити ефективність можна шляхом монтажу кількох невеликих реакторів та завантажувати сировину у різні проміжки часу. Це дозволить уникнути перебоїв із газом при нестачі вихідної сировини.
Як побудувати біореактор самотужки
Рішення про будівництво прийнято, тепер потрібно спроектувати встановлення та розрахувати необхідні матеріали, інструменти та обладнання.
Важливо! Стійкість до агресивних кислих та лужних середовищ – основна вимога до матеріалу біореактора.
Якщо є металева цистерна – її можна використовувати за умови захисного покриття від корозії. При виборі ємності з металу зверніть увагу на наявність зварних швів та їхню міцність.
Міцний та зручний варіант – ємність з полімеру. Цей матеріал не гниє та не іржавіє. Прекрасно витримає навантаження бочка з товстими жорсткими стінками або армована.
Найдешевший спосіб - викладка ємності з цегли або каменю, бетонних блоків. Для збільшення міцності стіни армують і покривають усередині та зовні багатошаровим гідроізоляційним та газонепроникним покриттям. Штукатурка має містити присадки, що забезпечують задані властивості. Найкраща форма, яка дозволить витримати всі навантаження тиску – овальна чи циліндрична.
В основі цієї ємності передбачають наявність отвору, через який видалятиметься відпрацьована сировина. Цей отвір має щільно закриватися, адже система ефективно працює лише в герметичних умовах.
Розрахунок необхідних інструментів та матеріалів
Для викладки цегляної ємності та пристрою всієї системи знадобляться наступні інструменти та матеріали:
- ємність для замішування цементного розчину або бетонозмішувача;
- дриль із насадкою міксер;
- щебінь та пісок для влаштування дренажної подушки;
- лопата, рулетка, кельня, шпатель;
- цегла, цемент, вода, дрібнофракційний пісок, арматура, пластифікатор та інші необхідні присадки;
- зварювальний апарат та кріплення для монтажу металевих труб та комплектуючих;
- водяний фільтр та ємність з металевою стружкою для очищення газу;
- балони від шин або стандартні пропанові балони для зберігання газу.
Розмір бетонного резервуару визначається із кількості органічних відходів, що з'являються щодобово у приватному обійсті або фермерському господарстві. Повноцінна робота біореактора можлива у разі заповнення на дві третини від наявного обсягу.
Визначимо обсяг реактора для невеликого приватного господарства: якщо в наявності є 5 корів, 10 свиней та 40 курей, то за добу їх життєдіяльності утворюється послід 5 х 55 кг + 10 х 4,5 кг + 40 х 0,17 кг = 275 кг + 45 кг + 6,8 кг = 326,8 кг. Щоб довести курячий послід до необхідної вологості, 85% необхідно долити 5 літрів води. Загальна вага = 331,8 кг. Для переробки за 20 днів необхідно: 331,8 кг х 20 = 6636 кг – близько 7 кубів лише під субстрат. Це дві третини потрібного обсягу. Щоб отримати результат, потрібно 7х1, 5 = 10,5 куб. Отримана величина є необхідний обсяг біореактора.
Пам'ятайте, що видобути велику кількість біогазу в маленьких ємностях не вдасться. Вихід безпосередньо залежить від маси органічних відходів, що переробляються в реакторі. Так, щоб одержати 100 кубічних метрів біогазу, треба переробити тонну органічних відходів.
Підготовка місця для влаштування біореактора
Органічна суміш, що завантажується в реактор, не повинна містити антисептиків, миючих засобів, хімічних речовин, шкідливих для життєдіяльності бактерій і уповільнюють вироблення біогазу.
Важливо! Біогаз є займистим і вибухонебезпечним.
Для правильної роботи біореактора необхідно дотримуватися тих самих правил, що і для будь-яких газових установок. Якщо обладнання герметично, біогаз своєчасно приділяється в газгольдер, то проблем не виникне.
Якщо ж тиск газу перевищить норму або труїть при порушенні герметичності, виникає ризик вибуху, тому рекомендується встановити датчики температури та тиску в реакторі. Вдихання біогазу також є небезпечним для здоров'я людини.
Як забезпечити активність біомаси
Прискорити процес бродіння біомаси можна за допомогою її обігріву. Як правило, у південних регіонах такої проблеми не виникає. Температури навколишнього повітря вистачає природної активації процесів бродіння. У регіонах із суворими кліматичними умовами в зимовий час без підігріву взагалі неможлива експлуатація установки з виробництва біогазу. Адже процес бродіння запускається при температурі, що перевищує позначку 38 градусів за Цельсієм.
Організувати підігрів резервуара з біомасою можна кількома способами:
- підключити до системи опалення змійовик, розташований під реактором;
- встановити на підставі ємності електричні нагрівальні елементи;
- забезпечити пряме нагрівання резервуара шляхом використання електричних опалювальних приладів.
Бактерії, що впливають на вироблення метану, перебувають у сплячому стані в самій сировині. Їхня активність підвищується при певному рівні температури. Забезпечити нормальний перебіг процесу дозволить встановлення автоматизованої системи підігріву. Автоматика включить обігрівальне обладнання при вступі до біореактора чергової холодної партії, а потім вимкне, коли біомаса прогріється до заданого рівня температури.
Подібні системи контролю температури встановлюються у водогрійних казанах, тому їх можна придбати в магазинах, що спеціалізуються на продажу газового обладнання.
На схемі показаний весь цикл, починаючи від завантаження твердої та рідкої сировини, і закінчуючи відведенням біогазу до споживачів
Важливо зауважити, що активізувати вироблення біогазу в домашніх умовах можна за допомогою перемішування біомаси в реакторі. Для цього виготовляють пристрій конструктивно схожий на побутовий міксер. Привести пристрій у рух може вал, який виводять через отвір, розташований у кришці або стінках резервуара.
Які спеціальні дозволи потрібні на встановлення та використання біогазу
Щоб побудувати та експлуатувати біореактор, а також використовувати отриманий газ, потрібно ще на стадії проектування потурбуватися про отримання необхідних дозволів. Погодження потрібно пройти з газовою службою, пожежниками та Ростехнаглядом. Загалом правила встановлення та експлуатації аналогічні правилам користування звичайним газовим обладнанням. Будівництво повинне проводитися строго за СНиПами, всі трубопроводи мають бути жовтого кольору і мати відповідне маркування. Готові системи, виготовлені на заводі, коштують у рази дорожче, але мають усі супровідні документи, відповідають усім технічним вимогам. Виробники дають на обладнання гарантію та виробляють обслуговування та ремонт своєї продукції.
Саморобна установка для отримання біогазу може дозволити заощаджувати на оплаті енергоносіїв, які займають велику частку у визначенні собівартості сільськогосподарської продукції. Зниження витрат на випускати продукції позначиться збільшення рентабельності фермерського господарства чи приватного подвір'я. Тепер, коли ви знаєте, як отримати від наявних відходів біогаз, залишається лише реалізувати ідею на практиці. Багато фермерів вже давно навчилися з гною робити гроші.
