Biogasanläggning för ett privat hem: rekommendationer för att arrangera ett hemgjort projekt

En sparsam ägare drömmer om billiga energiresurser, effektiv avfallshantering och att skaffa konstgödsel.En DIY-biogasanläggning för hemmabruk är ett billigt sätt att förverkliga din dröm.

Självmontering av sådan utrustning kommer att kosta en rimlig summa pengar, och den producerade gasen kommer att vara en bra hjälp i hushållet: den kan användas för matlagning, uppvärmning av huset och andra behov.

Låt oss försöka förstå detaljerna hos denna utrustning, dess fördelar och nackdelar. Och även om det går att bygga en biogasanläggning själv och om det blir effektivt.

Specifikt för biogasproduktion

Biogas bildas som ett resultat av jäsning av ett biologiskt substrat. Det bryts ned av hydrolytiska, syra- och metanbildande bakterier. Blandningen av gaser som produceras av bakterier är brandfarlig, eftersom innehåller en stor andel metan.

Dess egenskaper skiljer sig praktiskt taget inte från naturgas, som används för industriella och hushållsbehov.

Om så önskas kan varje husägare köpa en industritillverkad biogasanläggning, men det är dyrt och investeringen betalar sig inom 7-10 år. Därför är det vettigt att anstränga sig och göra en bioreaktor med dina egna händer

Biogas är ett miljövänligt bränsle och tekniken för dess produktion påverkar inte miljön så mycket. Dessutom används restprodukter som behöver omhändertas som råvara för biogas.

De placeras i en bioreaktor, där bearbetning sker:

• biomassan exponeras för bakterier under en tid. Jäsningsperioden beror på mängden råvaror;
• Som ett resultat av aktiviteten hos anaeroba bakterier frigörs en brandfarlig blandning av gaser, som inkluderar metan (60 %), koldioxid (35 %) och några andra gaser (5 %). Jäsning frigör även potentiellt farligt vätesulfid i små mängder. Det är giftigt, så det är högst oönskat att människor utsätts för det;
• blandningen av gaser från bioreaktorn renas och tillförs en gastank, där den förvaras tills den används för sitt avsedda ändamål;
• gas från en gastank kan användas på samma sätt som naturgas. Det går till hushållsapparater - gasspisar, värmepannor etc.;
• Nedbruten biomassa måste regelbundet avlägsnas från fermentorn. Detta är extra arbetskraft, men ansträngningen lönar sig. Efter jäsning förvandlas råvaran till högkvalitativt gödselmedel, som används på åkrar och grönsaksträdgårdar.

En biogasanläggning är fördelaktig för ägaren av ett privat hus endast om han har konstant tillgång till avfall från djurgårdar. I genomsnitt från 1 kubikmeter. Du kan få 70-80 kubikmeter substrat. biogas, men gasproduktionen är ojämn och beror på många faktorer, bl.a biomassa temperaturer. Detta komplicerar beräkningarna.

Biogasanläggningar är idealiska för gårdar. Djuravfall kan ge tillräckligt med gas för att helt värma upp bostadslokaler och uthus

För att gasproduktionsprocessen ska vara stabil och kontinuerlig är det bäst att bygga flera biogasanläggningar, och tillföra substratet till fermentorerna med en tidsskillnad.Sådana installationer fungerar parallellt och råvaror laddas i dem sekventiellt.

Detta garanterar en konstant produktion av gas, så att den kontinuerligt kan tillföras hushållsapparater.

Helst bör bioreaktorn värmas upp. Var 10:e graders värme ökar gasproduktionen med hälften. Även om värmeinstallation kräver investeringar, lönar det sig i högre designeffektivitet

Hemlagad biogasutrustning, sammansatt av skrotmaterial, är mycket billigare än industriella produktionsanläggningar. Dess effektivitet är lägre, men det är väl värt investeringen. Om du har tillgång till gödsel och viljan att anstränga dig själv för att montera och underhålla strukturen är detta mycket lönsamt.

Fördelar och nackdelar med systemet

Biogasanläggningar har många fördelar, men det finns också många nackdelar, så innan du börjar med design och konstruktion bör du väga allt:

• Återvinning. Tack vare en biogasanläggning kan du få maximal nytta av avfall som annars skulle behöva kasseras. Detta bortskaffande är mindre miljöfarligt än deponering.
• Förnyelse av råvaror. Biomassa är inte kol eller naturgas, vars utvinning utarmar resurser. Vid jordbruk dyker det upp råvaror hela tiden.
• Relativt liten mängd CO2. När gas produceras är miljön inte förorenad, men när den används släpps en liten mängd koldioxid ut i atmosfären. Det är inte farligt och kan inte kritiskt förändra miljön, eftersom... det absorberas av växter under tillväxten.
• Måttlig svavelfrisättning. När biogas förbränns släpps en liten mängd svavel ut i atmosfären.Detta är ett negativt fenomen, men dess skala kan ses i jämförelse: vid förbränning av naturgas är miljöföroreningarna med svaveloxider mycket större.
• Stabilt arbete. Biogasproduktion är mer stabil än arbete solpaneler eller vindkraftverk. Medan sol- och vindenergi inte kan kontrolleras, är biogasanläggningar beroende av mänsklig aktivitet.
• Flera inställningar kan användas. Gas innebär alltid risker. För att minska potentiella skador i händelse av en olycka kan flera biogasanläggningar spridas över hela anläggningen. Om ett system med flera fermentorer är korrekt designat och monterat kommer det att fungera mer stabilt än en enda stor bioreaktor.
• Fördelar för jordbruket. Vissa typer av växter planteras för att få biomassa. Du kan välja sådana som förbättrar markens tillstånd. Till exempel minskar durra jorderosion och förbättrar dess kvalitet.

Biogas har också nackdelar. Även om det är ett relativt rent bränsle, förorenar det fortfarande atmosfären. Det kan också finnas problem med tillgången på växtbiomassa.

Oansvariga växtägare skördar det ofta på ett sådant sätt att de utarmar marken och rubbar den ekologiska balansen.

Beräkning av installationslönsamhet

Kodynga används vanligtvis som råvara för biogasproduktion. En vuxen ko kan producera tillräckligt för att ge 1,5 kubikmeter. bränsle; gris - 0,2 kubikmeter; kyckling eller kanin (beroende på kroppsvikt) – 0,01-0,02 kubikmeter. För att förstå om detta är mycket eller lite kan du jämföra det med mer bekanta typer av resurser.

1 kubikmeter biogas ger samma mängd värmeenergi som:

• ved - 3,5 kg;
• kol - 1-2 kg;
• el – 9-10 kW/h.

Om du vet den ungefärliga vikten av jordbruksavfall som kommer att finnas tillgänglig under de kommande åren och mängden energi som krävs kan du beräkna lönsamheten för en biogasanläggning.

En av de största nackdelarna med biogasproduktion är lukten. Möjligheten att använda små komposthögar är ett stort plus, men du måste utstå besväret och noggrant kontrollera processen för att inte provocera spridningen av patogener

För att placera det i bioreaktorn förbereds ett substrat, som innehåller flera komponenter i följande proportioner:

• gödsel (bästa ko eller fläsk) – 1,5 t;
• organiskt avfall (detta kan vara ruttna löv eller andra komponenter av växtursprung) – 3,5 t;
• vatten uppvärmt till 35 grader (mängden varmt vatten beräknas så att dess massa är 65-75 % av den totala mängden organiskt material).

Beräkningen av substratet gjordes för en läggning i sex månader, baserat på måttlig gasförbrukning. Efter cirka 10-15 dagar kommer jäsningsprocessen att ge de första resultaten: gas kommer att dyka upp i små mängder och börjar fylla lagringen. Efter 30 dagar kan du förvänta dig full bränsleproduktion.

Utrustning för produktion av biogas är ännu inte särskilt utbredd i vårt land. Detta beror till stor del på dålig medvetenhet hos människor om fördelarna och egenskaperna hos biogassystem. I Kina och Indien är många små gårdar utrustade med provisoriska anläggningar för att producera ytterligare rent bränsle

Om installationen fungerar som den ska kommer mängden biogas gradvis att öka tills substratet ruttnar. Strukturens prestanda beror direkt på jäsningshastigheten för biomassa, vilket i sin tur är relaterat till substratets temperatur och fuktighet.

Instruktioner för självbyggande

Om du inte har någon erfarenhet av att montera komplexa system är det vettigt att välja online eller utveckla den enklaste ritningen av en biogasanläggning för ett privat hem.

Ju enklare design, desto mer pålitlig och hållbar är den. Senare, när du utvecklar färdigheter i att bygga och hantera systemet, kan du göra om utrustningen eller installera en extra installation.

Dyra industriella konstruktioner inkluderar system för biomassablandning, automatisk uppvärmning, gasrening m.m. Hushållsutrustning är inte så komplicerat. Det är bättre att montera en enkel installation och sedan lägga till element som behövs

När du beräknar jäskärlets volym bör du fokusera på 5 kubikmeter. Denna installation låter dig få den mängd gas som krävs för att värma ett privat hus med en yta på 50 kvadratmeter, om en gaspanna eller spis används som värmekälla.

Detta är en genomsnittlig siffra, eftersom Kaloriinnehållet i biogas är vanligtvis inte högre än 6000 kcal/m3.

För att jäsningsprocessen ska fortskrida mer eller mindre stabilt är det nödvändigt att uppnå rätt temperaturförhållanden. För att göra detta är bioreaktorn installerad i en jordgrop eller pålitlig värmeisolering är genomtänkt i förväg. Konstant uppvärmning av substratet kan säkerställas genom att placera ett vattenvärmarrör under jäskärlets bas

Byggandet av en biogasanläggning kan delas upp i flera steg.

Steg 1 - förbereda gropen för bioreaktorn

Nästan hela biogasanläggningen ligger under jord, så mycket beror på hur gropen grävdes och färdigställdes. Det finns flera alternativ för att stärka väggarna och täta gropen - plast, betong, polymerringar.

Den optimala lösningen är att köpa färdiga polymerringar med fast botten. De kommer att kosta mer än tillgängliga material, men ingen ytterligare tätning kommer att krävas. Polymerer är känsliga för mekaniska belastningar, men är inte rädda för fukt och kemiskt aggressiva ämnen. De kan inte repareras, men vid behov kan de enkelt bytas ut.

Intensiteten av jäsningen av substratet och frigörandet av gas beror på förberedelsen av väggarna och botten av bioreaktorn, så gropen är noggrant förstärkt, isolerad och förseglad. Detta är det svåraste och mest tidskrävande skedet av arbetet

Steg 2 - arrangemang av gasdränering

Att köpa och installera specialblandare för biogasanläggningar är ett dyrt förslag. Systemet kan göras billigare genom att installera gasdränering. Den består av vertikalt installerad polymer avloppsrör, där många hål görs.

När du beräknar längden på dräneringsrör bör du fokusera på bioreaktorns planerade fyllningsdjup. Topparna på rören måste vara över denna nivå.

För gasdränering kan du välja metall- eller polymerrör. De förra är starkare, och de senare är mer motståndskraftiga mot kemisk påverkan. Det är bättre att ge företräde åt polymerer, eftersom metall rostar snabbt och ruttnar

Du kan omedelbart ladda substratet i den färdiga bioreaktorn. Den är täckt med en film så att gasen som frigörs under jäsningsprocessen är under lätt tryck. När kupolen är klar kommer detta att säkerställa en normal tillförsel av biometan genom utloppsröret.

Steg 3 - installation av kupolen och rören

Det sista steget för att montera den enklaste biogasanläggningen är installationen av kupolens övre del. På den högsta punkten av kupolen, installera ett gasavgasrör och sträck det till gashållare, som du inte kan vara utan.

Bioreaktorbehållaren är stängd med ett tätt lock. För att förhindra att biometan blandas med luft, installeras en vattentätning. Den tjänar också till gasrening. En utlösningsventil måste finnas som fungerar om trycket i fermentorn är för högt.

Läs mer om hur man gör biogas av gödsel i detta material.

Det fria utrymmet i bioreaktorn fungerar i viss mån som en gaslagringsanläggning, men detta räcker inte för säker drift av installationen. Gas måste förbrukas konstant, annars är en explosion från övertryck under kupolen möjlig

Metoder för uppvärmning av en bioreaktor

Mikroorganismer som bearbetar substratet finns ständigt närvarande i biomassan, men för sin intensiva reproduktion behöver de en temperatur på 38 grader eller högre.

För uppvärmning under kalla perioder kan du använda en batterislinga kopplad till hemmets värmesystem eller elvärmare. Den första metoden är mer ekonomisk, så den används oftare.

Biogasanläggningen behöver inte grävas ner i marken, det finns andra alternativ för arrangemang. Ett exempel på hur ett system monterat av fat visas i videon nedan.

Det enklaste sättet att ordna uppvärmning underifrån är att lägga ett rör från värmesystemet, men effektiviteten hos en sådan värmeväxlare är relativt låg. Det är bättre att ordna extern uppvärmning, helst ånga, så att biomassan inte överhettas

Slutsatser och användbar video om ämnet

Även om det inte är något komplicerat med att montera och arrangera biogasutrustning, måste du vara extremt uppmärksam på detaljer. Fel är oacceptabla, eftersom kan leda till explosioner och förstörelse. Vi erbjuder videoinstruktioner som hjälper dig att förstå utformningen av växterna, montera dem korrekt och komplettera dem med användbara enheter för mer bekväm användning av biogas.

Videon beskriver hur en vanlig biogasanläggning fungerar och fungerar:

Ett exempel på en hemmagjord biogasanläggning. Videohandledning om hur du ställer in ett system med dina egna händer:

Videoinstruktioner för att montera en biogasanläggning från ett fat:

Beskrivning av tillverkningsprocessen för substratblandare:

Detaljerad beskrivning av driften av en hemgjord gaslagring:

Oavsett hur enkel biogasanläggningen som väljs för ett privat hem kan vara så ska du inte snåla med den. Om möjligt är det bättre att köpa en hopfällbar industriell bioreaktor.

Om inte, gör den av högkvalitativa och hållbara material: polymerer, betong eller rostfritt stål. Detta gör att du kan skapa ett verkligt pålitligt och säkert gasförsörjningssystem hemma.

Har du frågor om ämnet för artikeln, hittat några brister eller har du värdefull information som du kan dela med våra läsare? Lämna dina kommentarer, ställ frågor, dela dina erfarenheter.