Каждый бережливый владелец частного дома, имеющий подсобное хозяйство, хочет иметь дешевые энергоресурсы, самостоятельно утилизировать отходы и получать удобрения. Одним из решений подобных проблем представляется самостоятельное изготовление домашней биогазовой установки, для воплощения его желаний в жизнь.
Самостоятельное выполнение подобного оборудования будет стоить намного меньше по сравнению с промышленным агрегатом. Получаемая же газовая смесь будет отличным подспорьем в домашнем хозяйстве.
Агент подойдет как для использования на кухне, так и отопления жилища, других нужд. Если разобраться в принципе работы подобной установки, рассмотреть плюсы и минусы функционирования, возможно ее исполнение станет не таким уж сложным, но эффективным рычагом управления хозяйством.
Особенность получения биогаза
Газ на основе биологических компонентов получается вследствие брожения биологической среды. Его разлагают на части гидролизные, так и кислото и метанобразующие микроорганизмы.
Полученная смесь является горючей по причине большого содержания метана. Исходя из своих свойств, он практически аналогичен природному газу, используемому промышленными предприятиями и частным сектором, многоквартирными домами.
Разумеется, каждый хозяин домовладения вправе купить заводскую биогазовую установку. Однако это удовольствие совсем недешевое, причем окупаемость будет достигнута лишь в ближайший десяток лет.
Если же подойти к этому делу с умом и мастеровыми руками, биореактор можно изготовить самостоятельно. Биогаз представляется экологически чистым топливом.
Технология же его получения совершенно не влияет негативно на окружающую среду. Причем для переработки служат отходы жизнедеятельности домашних животных, которые в любом случае необходимо утилизировать.
Для этого биомасса помещается в биореактор на переработку:
- Некоторое время загруженная биосубстанция подвергается действию микроорганизмов. Продолжительность процесса зависит от количества массы.
- Вследствие активности анаэробных бактерий происходит выделение горючей смеси газов. Их состав исходит из 60% метана, 35 единиц углекислого газа, с добавками около 5% других газов. Во время брожения также выделяется сероводород, правда в небольших объемах. Тем не менее он является опасным для пользователя газом и нежелательно подвергаться его воздействию. Газовая смесь из биореактора очищается и переходит в газгольдер – резервуар для хранения, где находится до непосредственного использования.
- Газ из хранилища используется таким же образом как природный. На этой смеси работают газовые плиты, отопительные котлы, другое оборудование и приборы.
- Разложившийся биоматериал следует периодически удалять из биогенератора. Разумеется, это сопровождается дополнительными трудозатратами, но оно того стоит. После окончания распада органических веществ, масса становится высококачественным удобрением для садовых или огородных культур.
Биогазовый модуль выгоден владельцу частного строения лишь тогда, когда он имеет постоянный доступ к остаткам с животноводческих хозяйств. Усредненно можно получить из кубометра субстрата не менее 75 м3 биогаза.
Однако его выработка зачастую происходит неравномерно, что зависит от множества причин. Одной из них представляется температура субстрата.
Подобное состояние дел несколько усложняет необходимые расчеты. Для получения стабильного и непрерывного процесса разложения, рекомендуется установить несколько биогазовых модулей.
Причем проводить закладку биомассы в ферментаторы с некоторой временной разницей. Подобные устройства функционируют параллельно с последовательной закладкой сырья.
Процедура разрешит проблему получения газа на постоянной основе, что позволит, например, отопительным приборам постоянно подогревать помещение, разогревать пищу и т.д. Отходы жизнедеятельности домашних или фермерских животных вполне способны выработать достаточно агента, чтобы обогреть жилые строения и хозяйственные помещения.
Самостоятельно выполненный биогазовый агрегат из подручного материала будет стоить значительно меньше установки промышленного образца. Конечно его эффективность будет желать лучшего, но вложенные средства все равно будут использованы с пользой.
Если у домашнего мастера имеется доступ к коровнику, пора подумать о сооружении собственной биоконструкции, вследствие большой выгоды.
Плюсы и минусы агрегата
Биогазовые модули обладают множеством положительных аспектов, не исключая отрицательных. Вследствие этого перед началом работы по сооружению установки рекомендуется обратить внимание на следующее:
- Утилизация отходов будет происходить в биогазовой конструкции, что позволит получить максимальную пользу от мусора, который придется убирать в любом случае. Подобная утилизация не нанесет окружающей среде такого вреда, как закапывание отходов в землю или вывоз их на полигон.
- Возобновляемость материала. Субстрат не является каменным углем или природным газом, что выражается добычей и истощением природных залежей. Если у пользователя есть коровник – сырье будет присутствовать постоянно.
- Малое выделение углекислого газа говорит об отсутствии загрязнения природы. Двуокись углерода может выделяться в окружающую среду в довольно небольшом количестве, но будет сразу же поглощаться растениями для своего роста.
- Небольшое выделение серы также не отразится на состоянии природы. Причем сжигание природного газа наносит окружающей среде больше вреда по сравнению с горением биогаза в виде окислов серы.
- Стабильное функционирование характеризуется большим эффектом по сравнению с работой солнечных батарей, ветряных электростанций. Энергией солнца, ветра управлять не получится, биогазовые же модули полностью находятся в подчинении своего владельца.
- Не исключается одновременное использование нескольких агрегатов. Но газовая смесь – это всегда опасность. Поэтому чтобы уменьшить возможный ущерб после аварии, следует рассредоточить ферментаторы по всей придомовой площади. При правильном проектировании и сборе нескольких биореакторов, агрегаты будут работать намного стабильнее, чем одна большая система.
- Выгода для животноводческого участка очевидна. Рядом с ним желательно высадить некоторые виды растительности. Рекомендуется выбрать такие, которые положительно влияют на состояние почвы. Например, злаковая культура сорго уменьшает эрозию грунта, улучшает его качество.
Однако процессу присущи отрицательные моменты. Биогаз относится к экологически чистому топливу, но тем не менее загрязняет атмосферу также.
Возможно возникновение проблем с поступлением растительного материала. Некоторые владельцы участков с некоторым нарушением заготавливают биомассу, что приводит к истощению почвы и нарушению экологического равновесия.
Расчет рентабельности оборудования
Сырьем для получения биогаза чаще всего используется коровий навоз. Одно взрослое животное дает его столько, что можно произвести до полутора куба горючего, свинья – значительно меньше – 0, 2 м3, курица и кролик – 0,01-0,02 куба, что зависит от веса тела последних.
Для более полного представления получаемого объема агента, данные можно сопоставить с классическими видами энергетических ресурсов. Один кубометр биогаза равняется использованию следующих видов сырья:
- дрова – 3,50 кг;
- каменный уголь – не более 2,0 кг;
- электроэнергия – 9,5-10 кВт/час.
Выяснив примерный вес имеющихся в распоряжении сельскохозяйственных отходов, доступных в течение нескольких ближайших лет, объем необходимой энергии, рекомендуется посчитать рентабельность будущей биогазовой аппаратуры.
Для закладки сырья в ферментатор необходимо вначале приготовить субстрат, состоящий из нескольких составляющих в следующем соотношении:
- коровий либо свиной навоз – 1500 кг, лучше всего первый;
- органические отходы в виде перегнивших листьев деревьев или других компонентов флоры – 3500 кг;
- теплая вода 35°С, ее масса должна составить не менее 75% общего количества заложенного материала.
Примерный расчет субстрата выполнен на одну полугодовую закладку, если принять во внимание умеренный расход топлива. Примерно через две недели процесс брожения выдаст первую порцию горючего, правда в небольшом количестве, которое начнет поступать в газгольдер.
Спустя же месяц можно рассчитывать полного заполнения хранилища. При правильном функционировании системы объем выделяемого агента будет постепенно увеличиваться, до тех пор, когда вся биомасса перегниет.
Производительность агрегата прямо пропорциональна скорости ферментации, которая также зависит от постоянства температуры и влажности сырья. Разумеется, одним из недостатков такой процедуры представляется неприятный запах.
Используя несколько небольших компостных кип., можно держать операцию получения газа под своим контролем, дабы не распространить болезнетворные бактерии. Агрегаты для вырабатывания биогаза еще широко не распространены в государстве по нескольким причинам.
Одной из них является недостаточная информированность населения о преимуществах, принципах работы биогазовых модулей. Например, в странах Азии, многие небольшие сельскохозяйственные предприятия оборудованы самодельными системами для выработки дополнительного экологически чистого горючего.
Руководство для самостоятельного изготовления системы
Если домашний мастер не имеет достаточного опыта в самостоятельном строительстве биореактора, рекомендуется взять во внимание наиболее простой чертеж биогазового модуля для подсобного хозяйства.
Тем более, что самая простая конструкция представляется наиболее надежной и долговечной. Потом, после получения определенных навыков строительства и использования ферментатора, его можно будет постоянно усовершенствовать либо соорудить более совершенный.
Дорогие промышленные аппарата дополнены механизмом перемешивания биологического сырья, автоматическим подогревом, очисткой газа. Бытовое оборудование по сравнению с заводским не такое уж и сложное.
Поэтому рекомендуется вначале собрать простой модуль с дальнейшим его усовершенствованием. При вычислении объема агрегата лучше ориентироваться на показатель в среднем 5 кубометров газа.
Подобная система позволит выработать топливо для обогрева частного дома площадью до 50 квадратов, но, если все-таки основным источником тепла будет считаться газовый котел либо угольная печь. Подобный показатель принято считать усредненным вследствие калорийности биогаза в пределах 5000 ккал/м3.
Вкратце можно сказать, что для более-менее стабильной ферментации следует придерживаться соответственного температурного режима. Этому будет способствовать установка модуля в земляной яме либо на поверхности, но с улучшенной теплоизоляцией.
Постоянный подогрев биосмеси обеспечивается с помощью установки под бак трубы водяного отопления. Теперь следует рассмотреть сооружение ферментатора более подробным образом.
Подготовка земляной ямы для биореактора
Биогазовый модуль практически полностью установлен под землей. Фактор указывает на качество выполнения и отделки ямы.
Стенки канавы можно укрепить с помощью пластика, бетона, полимерных обручьев. Наилучшим решением станет приобретение заводских полимерных колец, снабженных глухим дном.
Это обойдется строителю несколько дороже, но зато не нужно будет дополнительной герметизации. Полимерные материалы довольно чувствительны к различным механическим нагрузкам, но не бояться сильной влаги, химически агрессивных жидкостей.
При возможном разломе кольца невозможно его отремонтировать, однако легко заменить.
Монтаж газового дренажа
Приобретение и сооружение специальных мешалок в биогазовых системах обойдется пользователю в копеечку. Но если установить газовый дренаж, финансовые затраты уменьшатся в несколько раз.
Оборудование представляется в виде вертикальных полимерных канализационных труб с множеством выполненных отверстий. Рассчитывая длину труб дренажа стоит ориентироваться на предполагаемую глубину заполнения ферментатора.
Верхние участки труб находятся несколько выше предполагаемого порога. В случае отсутствия пластиковых деталей, трубы можно установить металлические.
Однако их прочность нивелируется подверженностью химическим реакциям – ржавчине. В выполненный самостоятельно реактор можно загружать биоматериал.
Сырье рекомендуется накрыть полиэтиленовой пленкой, вследствие чего выделяющийся биогаз будет находиться под некоторым давлением. При заполнении топливом определенного объема бака и выполнении купола, горючее начнет поступать по отводящему каналу.
Установка купола, труб
Установка купола – верхней части ферментатора представляется завершающим этапом строительства биореактора. В самой высшей части купола необходимо установить газоотводящий канал и протянуть его к газгольдеру – также основному устройству системы.
Бак биореактора следует закрыть плотной крышкой. Для предотвращения смешивания биометана и внешнего воздуха, следует установить гидравлический затвор.
Последний способствует очистке биогаза. Также не следует забывать о спусковом клапане, понижающим давление, если оно в ферментаторе поднимется до критического.
Свободное пространство реактора немного выполняет функцию газгольдера, но этого недостаточно, чтобы работу биоустановки назвать полностью безопасной.
Выделенный газ должен использоваться постоянно. В противном случае под куполом произойдет взрыв вследствие избыточного давления.
Способы подогрева ферментатора
Перерабатывающие биологическое сырье бактерии постоянно присутствуют в субстрате. Но для их усиленного размножения необходима температура среды не менее +38° С.
Чтобы поддерживать приведенный параметр в холодное время года, рекомендуется под баком установить змеевик, подключенный к отопительной системе частного дома либо электрический нагревательный прибор.
Однако судя по отзывам потребителей, первый метод более рациональней и экономичней. Но самый эффективный способ поддерживания необходимой температуры, это внешний подогрев, причем паром.
Процедура не позволит биомассе перегреться. Ферментатор необязательно полностью заглублять в земляной яме, существуют и другие способы обустройства системы.
Сборка и монтаж биогазовой установки особых трудностей у домашнего мастера не вызовет. Однако здесь мелочей не имеется.
Любая ошибка, неточность может вызвать взрыв ферментатора с последующими разрушениями. Предлагается несколько видеоинструкций, помогающих разобраться в принципе работы агрегата, правилах сборки и использования биологического агента:
- устройство и функционирование стандартного биогазового модуля;
- пример самодельного биогазового устройства;
- биогазовый модуль из бочки;
- мешалка для биомассы;
- самодельный газгольдер.
Если пользователь решил соорудить биореактор своими руками, не рекомендуется экономить на материалах, заменяя качественные более дешевыми, причем независимо от типа ферментатора.
Однако если домашний мастер не обладает достаточным опытом в обустройстве подобного оборудования, рекомендуется приобрести биореактор заводского изготовления в торговой сети.
Если же потенциальный пользователь не имеет достаточно средств на покупку агрегата, он вправе постараться и выполнить реактор самостоятельно, используя качественные полимеры, бетон либо нержавеющую сталь. Подобные материалы гарантируют безопасную и продолжительную работу биогазового оборудования.
Загрузка...
