В первом случае возможно одновременное получение и электричества и тепла. При этом следует обратить внимание, что при использовании полученного в биореакторе газа для получения электричества не происходит выработка углекислого газа и не наносится никакого вреда экологии.

Напротив, происходит утилизация биологических отходов и улучшение экологической ситуации на планете.

Идея ясна, но как обстоят дела на практике?

На сегодняшний день можно купить готовую установку по производству биогаза или пойти привычным для большинства граждан путем и собрать эту установку самому.

Оборудование, выпускаемое промышленностью и специально предназначенное для получения биогаза, рассчитано на переработку отходов животноводства, производимых небольшой фермой. Как правило, речь идет о хозяйствах, в работе которых занята одна семья.

Это значит, что покупать установку для получения биогаза и использования ее в загородном доме целесообразно только при наличии собственного, хотя бы небольшого, фермерского хозяйства.

Если в домашнем хозяйстве одна курица или кошка, количество биологических отходов невелико, но при этом есть огромное желание получить и использовать биогаз, лучше сделать биогазовую установку своими руками из подручного материала.

Что можно купить для производства биогаза…

Следует обратить внимание, что купить оборудование, рассчитанное на получение биогаза и переработку отходов в промышленных масштабах несложно, намного труднее найти то, что можно использовать в собственном доме или на дачном участке.

На рисунке приведена схема одного из самых распространенных биореакторов " БУГ-1", выпускаемых нашей промышленностью и предназначенных для использования в частных домовладениях. Они рассчитаны на небольшое количество биологической массы.

Минимальный объем количества перерабатываемой органической массы в сутки для поддержания процесса выработки газа должен занимать одну треть кубического метра.

Устройство состоит из биореактора и газгольдера. Дополнительно в комплекте может идти накопительный резервуар, предназначенный для сбора отходов, а также контейнер, для складирования сухого остатка, полученного после переработки биологической массы.

Все составляющие элементы конструкции, кроме газгольдера, могут быть изготовлены самостоятельно

Как работает биореактор

Все полученные биологические отходы поступают в специальный накопительный резервуар. Здесь они могут храниться определенное время. Это необходимо в том случае, если количество отходов больше, чем может быть загружено в биореактор.

Перед использованием, биологическая масса смешивается с водой в равных пропорциях и подается в реактор с помощью специального фекального насоса, где она перемешивается и подогревается до 38 градусов. Этой температуры достаточно для начала процесса брожения. В дальнейшем биологическую массу подогревать не нужно: процесс ферментации идет с выделением тепловой энергии.

Как правило, интенсивное выделение биологического газа начинается на седьмые, иногда на десятые сутки брожения. С этого момента он может быть непрерывным. Для его поддержание необходимо ежедневно удалять отработанный остаток и добавлять новую порцию биологической массы. При этом нужно проверять уровень температуры в резервуаре, следить за тем, чтобы давление газа не превысило допустимого значения, и несколько раз в сутки перемешивать биологическую массу, делая ее консистенцию однородной.

Для удобства ведения процесса необходима система автоматического контроля всех перечисленных параметров. Учитывая то, что процесс ферментации идет интенсивнее при использовании измельченных органических отходов, в систему может быть включена специальная мельница, позволяющая привести всю используемую биологическую массу в однородное состояние.

Полученный при этом биогаз в большей части (более 50%) состоит из метана. В его состав также может входить углекислый газ и сероводород (2-3%). Газ может быть использован для сжигания в обычных газовых печах, котлах или водонагревателях.

По теплотворной способности газ незначительно уступает обычному природному газу из магистрального газопровода. Разница полученных тепловых эффектов при их сжигании составляет не более 10%.

Это значит, что простая ферментация биологических масс, проводимая в сельских хозяйствах, может идти намного быстрее, позволяя более эффективно использовать получаемые биологические удобрения. К тому же при этом вырабатывается ценный биологический газ.

Как устроить биореактор в частном доме

Как видно из приведенной схемы, основным составляющим элементом биореактора является резервуар, предназначенный для ферментации отходов. В условиях частного приусадебного хозяйства его можно с успехом заменить бетонной емкостью, оборудованной специальным отверстием, расположенным в основании, для удаления органического остатка. При этом оно должно плотно закрываться, обеспечивая герметичность системы.

Размер резервуара определяется исходя из реального количества перерабатываемых отходов. В рабочем состоянии он должен быть заполнен не менее, чем на 50%. Если отходов немного, не обязательно делать емкость из железобетона, можно использовать подходящую бочку из металла с хорошо выполненными сварными швами.

Но при этом следует помнить, что при переработке ведра навоза вряд ли удастся получить количество биогаза, достаточное для отопления загородного дома. Иными словами, выход готового газа пропорционален количеству переработанного органического сырья. Он может быть получен быстрее или медленнее, в зависимости от интенсивности процесса ферментации, но при этом его количество будет соответствовать массе используемых для этого отходов.

При непрерывной работе биореактора ежедневно необходимо добавлять новую порцию органических отходов и удалять переработанный остаток. Это можно делать без остановки процесса ферментации.

При работе биореактора в условиях русской зимы необходимо обеспечить подогрев перерабатываемой биомассы. Для этого можно использовать обычный змеевик, по которому циркулирует теплоноситель из отопительной системы. Можно использовать электрические нагревательные элементы, установленные в основание емкости или прямой нагрев электрическими отопительными приборами.

Но при этом важно понимать, что процесс брожения возможен только при температуре биологической массы в 38 градусов Цельсия. Иначе выхода газа придется ждать до лета, когда процесс брожения начнется естественным путем.

Для тех, кто решил получать биогаз самостоятельно, нужно знать, что из одной тонны биологического сырья можно получить 100м3 газа. При этом время производства зависит от того, идет ли уже процесс ферментации или он только что начался, а также какова температура исходного сырья.

Дело в том, что бактерии, отвечающие за выработку метана, уже находятся в самом сырье, но их активность возможна только при соответствующей температуре. Для нормального течения процесса необходимо установить систему подогрева с автоматическим контролем, включающуюся при поступлении в резервуар новой холодной партии сырья, и выключающей подогрев при достижении в системе заданного уровня температуры.

Ничего сложного в этом нет. Такие системы установлены в каждом водогрейном котле и могут быть свободно куплены в магазине газового оборудования.

Вырабатываемый газ выводится через отверстие, находящееся в верхней части крышки, закрывающей резервуар. Лучше всего газ отводить через жидкостный затвор, исключающий возможность его смешивания с воздухом.

Регулировать давление газа можно при помощи крышки. Для этого достаточно так подобрать ее вес, чтобы она играла роль сбросного клапана. При этом, если давление в системе соответствует норме, газ проходит жидкостной затвор и поступает в газгольдер. Если выработка биогаза идет слишком интенсивно и ив системе возникает избыточное давление, крышка резервуара приподнимается и происходит сброс лишнего количества выработанного газа.

Регулировать вес такого импровизированного клапана можно при помощи простой гири.

Еще одна проблема при изготовлении собственного биогенератора может заключаться в перемешивании ферментируемых масс. Для этого можно использовать простое устройство, напоминающее обычный бытовой миксер, приводимый в движение через вал, выведенный в отверстие, расположенное в крышке резервуара.

Как видите, получение и использование биогаза не миф, а реальность. Устройство такой установки довольно простое, а все сложность состоит в сборе необходимого количества биологических отходов.

Источник: http://building-forum.ru/energiya/biogaz.php

Если у Вас есть дом или дача и нет газа, то Вам знакомы все проблемы с отеплением.

Поберегите своё время для полезных занятий, а эти проблемки предоставьте решать нам. Мы поставим Вам биогенератор для загородного дома который обеспечит все нужды Вашего дома по отоплению, а Вас обеспечит комфортом.

Биогенератор позволяет:

Получать газ для отопительных приборов, газовых плит и для реализации.

В комплект даже самой простой установки входит оборудование для накопления и сжижения газа, и два стандартных баллона 25 и 50 л. Для хранения.

Для реализации проекта по снабжению Вашего дома газом, Вам надо зайти на сайт и выбрать подходящее оборудование и заказать выезд менеджера для заключения договора - бесплатно (предоплата за оборудование 50% после заключения договора, полная оплата после сдачи объекта в эксплуатацию). Гарантия 1 год. Сервисное обслуживание в течении гарантийного срока бесплатное, далее по договору обслуживания. Сервисное обслуживание – это ежегодные ревизии оборудования: проверки герметичности и др.

Если у Вас уже установлено устаревшее оборудование типа автономных пластиковых септиков, то наша фирма поможет решить все вопросы по их обслуживанию, подключив Ваш септик к биогенератору, что автоматически решает проблемы чистки септика.

Предварительные консультации и заказ выездного инженера у менеджера-консультанта по т. 89175407250 8(49672)-76620

Город: Серпухов

22 марта 2013 г. в 20:12

Источник: http://www.barahla.net/services/252/4328915.html

Простейшая биогазовая установка своими руками для отопления дома

Растущая с каждым годом стоимость угля и природного газа заставляет задуматься многих хозяев о более рациональном использовании органических отходов. Ведь, действительно, каждая семья после себя оставляет множество отходов жизнедеятельности, которые с успехом можно использовать для обогрева своего жилища.

В большинстве азиатских стран почти в каждом подворье установлены самодельные биогазовые установки самой простейшей конструкции – с ручной загрузкой сырья, без подогрева и практически без перемешивания разлагающейся биомассы. На рисунке представлен чертеж такого простого биогенератора, который можно сделать самостоятельно своими руками за несколько дней из подручных материалов.

Реактор выкладывается из кирпича, отливается из бетона или изготавливается из стали (лучше нержавеющей). Поскольку в процессе разложения биомассы происходит множество химических реакций, поверхность стенок биореактора необходимо защитить антикоррозионным покрытием. Чем качественнее покрытие, тем дольше прослужит без ремонта биогазовая установка. С появлением в продаже листов поливинилхлорида, многие хозяева предпочитают изготавливать биогазовую установку своими руками именно из ПВХ. ПВХ имеет отличную механическую прочность, легко и быстро сваривается в любой конфигурации, не боится агрессивной среды.

Многие практические пособия и видеоуроки рекомендуют изготавливать ферментатор из расчета, что на отопление дома площадью около 50 квадратных метров понадобиться около 3,5-4 кубометров биогаза в час. Поскольку калорийность биогаза из домашней биогазовой установки очень сильно колеблется в зависимости от качества субстракта и температурного режима протекания реакции и редко превышает 6000 ккал/м3, стоит разрабатывать чертежи биогазовой установки из расчета объема ферментатора не менее 5 кубометров полезного объема. В таком случае увеличенный объем биогенератора позволит количественным расходом менее калорийного топлива обогреть жилье с помощью котла или печи, чьи горелки рассчитаны на использование высококалорийного природного газа.

Чтобы стабилизировать температурный режим работы биогенератора, рекомендуется либо строить биогазовую установку в земляной яме, либо изготавливать качественную теплоизоляцию. Стоит четко понимать, что оборудуя биогазовую установку системой подогрева, можно существенно повысить выход газа. В среднем повышение температуры на каждые 10 градусов увеличивает выход биометана вдвое! То есть, используя отвод от водяного отопления дома под основание биогенератора, можно регулировать процесс газообразования и даже при небольшом объеме биореактора полностью обеспечить теплоснабжение частного дома и подворья.

Поскольку процесс образования газа имеет неравномерный характер, а закладки одного кубометра биомассы хватает только на 70-80 кубометров биометана, рекомендуем изготавливать несколько биогазовых установок, работающих параллельно, со сдвигом во времени загрузки исходного сырья в несколько дней. Такой подход позволит обеспечить равномерное бесперебойное газоснабжение дома, соответственно постоянную безаварийную работу отопительного котла и газовой печи.

Источник: http://elektrogenerator.net/Biogeneratory/otoplenie_doma.html

ВВЕДЕНИЕ

Наверное, не каждый знает, что самые обычные органические отходы любого сельского подворья — навоз животных, огородная ботва, сорняки и другая «органика» — в определенных условиях могут стать источником столь необходимого в домашнем хозяйстве горючего газа, который сгодится и для приготовления пищи, и отопления помещения, и получения горячей воды.

В настоящее время, когда налицо известные трудности с традиционными видами топлива (уголь, нефтепродукты и т. п.), а о стоимости их и говорить не приходится, биогаз если не полностью, то хотя бы частично обеспечит потребности сельских жителей, владельцев дачных и садовых участков в топливе. Кроме того, при переработке отходов с целью производства биогаза эти отходы полностью идут в дело, в результате не только улучшается санитарное состояние территории, уничтожаются возбудители инфекционных заболеваний, исчезает неприятный запах гниющих растений, гибнут семена сорняков, но и образуются ценнейшие высоко­качественные органические удобрения, обладающие повышенным гумусным потенциалом.

Но чтобы каждый желающий мог соорудить на своем подворье простейшую биогазовую установку собственными руками, полезно иметь представление об основных особенностях технологии получения биогаза из органических отходов, а также о факторах, влияющих на производительность биогазовых установок, и о конструкции этих установок.

Получение биогаза из органических отходов основано на свойстве последних выделять горючий газ в результате так называемого «метанового сбраживания» в анаэробных (без доступа воздуха) условиях. Биогаз, образующийся при метановом сбраживании, представляет собой смесь, состоящую из 50. 80% метана, 20. 50% углекислого газа, примерно 1 % сероводорода, а также включающую в себя незначительное количество некоторых других газов (азота, кислорода, водорода, аммиака, закиси углерода и др.). Напомним, что 1 м3 метана при сгорании выделяет энергию, равную примерно 20. 25 МДж.

В свою очередь, «метановое сбраживание» происходит при разложении органических веществ в результате жизнедеятельности двух основных групп микроорганизмов. Одна группа микроорганизмов, обычно называемая кислотообразующими бактериями, или бродильными микроорганизмами, расщепляет сложные органические соединения (клетчатку, белки, жиры и др.) в более простые, при этом в сбражи-ваемой среде появляются первичные продукты брожения — летучие жирные кислоты, низшие спирты, водород, окись углерода, уксусная и муравьиная кислоты и др. Эти менее сложные органические вещества являются источником питания для второй группы бактерий — метанообразующих, которые превращают органические кислоты в требуемый метан, а также углекислый газ и др.

В этом сложном комплексе превращений участвует великое множество микроорганизмов, по некоторым данным — до тысячи видов, но главное из них все-таки метанообразующие бактерии. Отметим, что метанообразующие бактерии значительно медленнее размножаются и более чувствительны к изменениям окружающей среды, чем кислотообразующие микроорганизмы-бродильщики, поэтому вначале в сбраживаемой среде накапливаются летучие кислоты, а первую стадию метанового сбраживания называют кислотной. Потом скорости образования и переработки кислот выравниваются, так что в дальнейшем разложение субстрата и образование газа идут одновременно. И естественно, от условий, которые создаются для жизнедеятельности метанообразующих бактерий, зависит интенсив­ность газовыделения.

Как кислотообразующие, так и метанообразующие бактерии встречаются в природе повсеместно, в частности в экскрементах животных. Считается, что в навозе крупного рогатого скота имеется полный набор микроорганизмов, необходимых для его сбраживания. И подтверждением этому является то, что в рубце и кишечнике жвачных животных постоянно идет процесс метанообразования. Следова­тельно, нет необходимости применять для получения биогаза чистые культуры мета-нообразующих бактерий для того, чтобы вызвать процесс брожения. Достаточно лишь обеспечить для уже имеющихся в субстрате бактерий подходящие условия для их жизнедеятельности.

Для создания таких условий органические отходы сбраживают в специальных бродильных камерах (биореакторах), где поддерживают строго анаэробную среду, а также соответствующие температурный и кислотный (рН) режимы, давление и другие необходимые условия.

А теперь, прежде чем перейти к рассмотрению различных конструкций биогазовых установок, остановимся коротко на основных факторах, влияющих на эффективность работы (производительность) подобных установок. Знание этих факторов просто обязательно, так как только оно позволит сделать биоустановку по-настоящему рентабельной и не превратит работу по получению столь не­обходимого газа в бесполезное перелопачивание навоза!

Для эффективной работы установки, производящей биогаз, кроме строго анаэробной среды, придется соблюдать ряд требований. Во-первых, поддерживать в реакторе оптимальные температурный и кислотный режимы. Во-вторых, постоянно следить за наличием питательных веществ в сбраживаемой среде, обеспечивая низкое содержание в данной среде веществ-ингибиторов, то есть веществ, пре­пятствующих жизнедеятельности микроорганизмов.

Вообще-то образование метана идет в достаточно широком интервале температур (8. 60° С), при этом при определенных температурах в процессе сбраживания участвуют определенные виды бактерий.

Обычно различают три характерных уровня температур, предпочтительных для отдельных видов бактерий. Психрофильный режим идет при температуре 8. 20° С, мезофильный — при 25. 40° С, термофильный — при 45. 60° С. Более производительны термофильный и мезофильный режимы сбраживания, однако все три режима имеют как свои преимущества, так и недостатки. Режимы с более высокими температурами требуют больших затрат энергии на поддержание оптимальной температуры, зато здесь благодаря сокращению продолжительности сбраживания удается значительно сократить объем биореактора и таким образом увеличить производительность биогазовой установки. Однако часто поддержание в биомассе высоких температур на практике связано с большими затратами энергии на обогрев и термоизоляцию биореакторов, что в свою очередь значительно удорожает процесс получения биогаза. Так, стоимость энергии, необходимой для подогрева содержимого бродильной камеры при термофильном сбраживании, настолько велика, что перевешивает всякие выгоды, связанные с более быстрым, чем в других случаях, сбраживанием. Отсюда следует, что в условиях домашнего хозяйства практическое значение имеет только мезофильное (25. 40° С) или психрофильное (8. 200 С) метановое сбраживание. (О способах обеспечения соответствующих температурных режимов этих способов сбраживания будет рассказано ниже.)

Для нормального протекания брожения необходима слабощелочная реакция среды (рН=7. 8). При оптимальной (ровной) активности кислотообразующих и метановых бактерий (то есть при установившемся процессе брожения) значение рН поддерживается в желательных пределах «автоматически». Однако иногда кислотообразующие бактерии начинают размножаться быстрее, чем метановые, из-за чего концентрация летучих жирных кислот в бродильной камере возрастает и происходит так называемое «закисление», в результате чего выход биогаза снижается, а кислотность биомассы увеличивается. В этом случае в содержимое биореактора следует добавить горячую воду, известковое молоко, соду. При нарушении баланса между азотом и углеродом его восстанавливают добавлением в биомассу коровьей мочи.

Основой беспрепятственного размножения анаэробных бактерий служит, естественно, наличие питательных веществ в сбраживаемой среде. И почти все питательные вещества, необходимые для роста метановых бактерий, содержат экскременты животных, являющиеся основным сырьем для производства биогаза. Разнообразие видового состава метано-образующих бактерий позволяет использовать практически все виды жидких и твердых органических отходов. Но лучшая органическая масса для получения биогаза — навоз крупного рогатого скота в смеси с растительными остатками (влажность биомассы не менее 85. 90%).

Сбраживаемая органическая масса не должна содержать веществ (антибиотики, растворители и т. п.), отрицательно влияющих на жизнедеятельность микроорганизмов. Не способствуют «работе» микроорганизмов и некоторые неорганические вещества, поэтому нельзя, например, использовать для разбавления навоза воду, оставшуюся после стирки белья синтетическими моющими средствами.

Выработка биогаза зависит и от многих других причин. Например, на поверхности органической массы периодически образуется плавающая корка, мешающая выходу биогаза. Поэтому ее необходимо устранять, перемешивая содержимое биореактора 1. 2 раза в сутки. Перемешивание способствует также равномерному распределению температуры и кислотности в биомассе, находящейся в камере сбраживания.

Для полного разложения органического вещества, как правило, необходимо длительное время. При этом продолжительность сбраживания, учитывая присущую данному виду отходов скорость разложения, зависит от требуемой степени разложения органического вещества. Обычно максимальный выход биогаза и лучшие по качеству удобрения наблюдаются при разложении органического вещества (навоза) до 30. 33%. Заметим, что при пребывании биомассы в биореакторе в течение 14. 15 дней полнота ее разложения составляет 25%.

При непрерывном способе сбраживания, когда выгрузка определенного объема «отработавшего» в реакторе органического вещества происходит одновременно с загрузкой такого же объема свежего материала, выделяется наибольшее количество биогаза. И при такой организации процесса для малогабаритных биогазовых установок в приусадебных хозяйствах доза ежесуточной загрузки обычно не превышает 4. 5% полезного объема камеры сбраживания.

Установки для производства биогаза из органических отходов обычно подразделяют на четыре основных типа:

• без подвода тепла и без перемешивания сбраживаемой биомассы;
• без подвода тепла, но с перемешиванием сбраживаемой биомассы;
• с подводом тепла и с перемешиванием биомассы;
• с подводом тепла, с перемешиванием биомассы и со средствами контроля и управления процессом сбраживания.

Понятно, что обязательные компоненты биогазовой установки — сам биореактор и газгольдер для сбора биогаза, ну а устройства для подогрева биомассы, ее перемешивания, а также средства контроля — вещи весьма полезные, но можно обойтись и без них.

Биореактор — основа любой биогазовой установки, и к его конструкции предъявляются достаточно жесткие требования. Так, корпус биореактора должен быть достаточно прочен при абсолютной герметичности его стенок. Обязательны хорошая теплоизоляция стенок и их способность надежно противостоять коррозии. При этом необходимо предусмотреть возможность загрузки и опорожнения реактора, а также доступ к его внутреннему пространству для обслуживания.

Формы реакторов весьма разнообразны. Так, с точки зрения создания наиболее благоприятных условий для перемешивания жидкого субстрата, накапливания газа, отвода осадков и разрушения образующейся корки представляется целесообразным использование резервуара, формой напоминающего яйцо (рис. 1, а). Крупные реакторы такой формы обычно сооружают из бетона, поэтому для них ха­рактерна высокая стоимость изготовления, что существенно ограничивает их применение. Зато подобные реакторы меньших объемов достаточно несложно выполнить из стеклопластика, то есть из полиэфирной смолы, армированной стекловолокном, и обходятся они не так уж и дорого.

Источник: http://www.nashekodom.ru/index.php?id=76&Itemid=75&option=com_content&view=article

Смотрите также:

• Варианты отопления загородного дома
• Варианты отопления частного дома