Как сделать биологическое горючее своими руками из навоза дома

Устройство

Биогаз, который является чистым в экологичном и природном проекте топливом, получают в биогазовых установках, агрегатах, представляющих из себя комплекс технических зданий и аппаратов, объединенных в единый тех. цикл.
Комплектация биогазовой установки может быть самой разной, в зависимости от ее мощности, вида сырья и получаемого конечного продукта в виде тепловой или работающей от сети энергии, двух вариантов энергии или только биогаза, используемого в бытовых газовых плитах и в виде топлива для автомобиля.

Простая установка, состоит из следующих узлов и агрегатов:

• Емкость накопитель, в которой накапливается применяемое, для получения биогаза, сырье;
• Миксеры и мельницы различной конструкции, делящие крупные фракции сырья на более мелкие;
• Газгольдер, плотно закрываемая емкость, служащая накопителем получаемого газа;
• Реактор, емкость или резервуар, в котором происходит процесс образования биотоплива;
• Системы сырьевой подачи в реактор установки;
• Система передачи получаемого топлива от реактора и газгольдера, дальше на этапы обработки и изменения в другие виды энергии;
• Системы автоматики, защиты и контроля за процессами производства газа и продуктов его переработки.

На приведенной выше схеме, условно показан технологичный цикл производства биогаза с использованием жидкого и твёрдого сырья, с дальнейшей его переработкой и получением тепловой и электрической энергий.

Выбирая установку для переработки, необходимо помнить о поддержании влаги сырья. Для достижения оптимальных результатов наиболее целесообразно наличие функции добавки воды.
При загрузке сырья в емкость автоматично добавляется вода в расчете 1:8. Чтобы масса стала однородной и распределялась одинаково, ее перемешивает специальный насос.
Через установленый просвет времени навозная масса, регулярно перемешиваясь, переносится в биореактор. Как только емкость приемника опустеет, процесс смешивания останавливается в автоматическом режиме.
При загрузке сырья на основе растительности (например, кукурузного силоса), установки для производства биогаза работают без перерыва, исполняя двухступенчатую технологию.
В состав этого оборудования входят:

• Ферментер;
• Емкость для вторичного брожения;
• Хранилище.

Это помогает добиться высокой стабильности и надежности работы установки.

В резервуаре, предназначенном для брожения, выполнены точно такие же условия для деятельности полезных бактерий, как и в ферментере.
Таким образом, обеспечивается очень большая продукция биогаза из медленно распадающихся субстратов, ведь на втором этапе выходит 20% от его возможный выработки.
Схемы действия по технологии и конструктивные показатели биогазовой установки находятся в прямой зависимости от:

1. Количества и показателей начального материала;
2. Режима тепла и влаги;
3. Вариантов загрузки и параметров брожения;
4. Прочих факторов.

Основным оборудованием установки являются:

• Герметическая емкость с теплообменником, где носителем тепла служит вода, нагретая от 50 до шестидесяти градусов;
• Устройство, через которое входит и выходит навоз;
• Устройство для отвода биогаза.

Безусловно, легче было бы создать универсальный биореактор. Но это невозможно, из-за того что в каждом хозяйстве применяется свой подстилочный материал и свой способ теплоснабжения. Конструкция установки для получения биогаза во многих случаях определяется местными характерностями и материалами.
Рассмотрим подробнее процессы, которые происходят в биореакторе. Весь установочный комплекс состоит из трех секций:
Поверхность в середине реактора — это трубчатая пластиковая емкость. Такая ее структура необходима, чтобы процессы происходили полностью и в самом неограниченном объеме.

С емкостью-приемником реактор сообщается с помощью технологического люка, который открывается в нужный момент, а именно тогда, когда биологическая масса, смешавшись с водой, приобретает однородную консистенцию.
Верхняя часть рабочего отсека также имеет плотно закрывающийся технологичный люк, на поверхности которого расположены приборы контроля количества биомассы, отбора появившегося газа и измерения его давления. Когда оно возрастает, автоматично срабатывает компрессор, и газ откачивается в газгольдер. Это позволят избежать повреждения и разрыва емкости.
В структуре биореактора есть дополнительный элемент нагревания, отвечающий за температурный режим в процессе брожения. Во второй половине реактора нагревание выше. Это важно для обеспечения химреакции и очень большого выхода готового продукта.
Масса подвергается непрерывному перемешиванию, чтобы не возникла плавающая корка — она может стать помехой выходящему газу. По окончании брожения биосмесь выгружается в подходящий сектор, где происходит финальное отделение газовых остатков от жидкой части.

Многие из тех, кто владеет подобными установками, используют в качестве сырья для переработки навоз или его жижу. Фирма MT-Energie представляет свою новую разработку – одноступенчатую установку по получению биогаза из навозной жижи, которая включает только ферментер и хранилище, исключая емкость для брожения.
В связи с преимуществом доли навозной жижи, субстрат в ферментере не обладает значимым потенциалом газообразования, по этому строительство резервуара, предназначенного для последующего брожения, нет смысла.
Многие точно такие же установки функционируют, а тепло, выделяемое при этом не используется. Решение этого вопроса могло бы существенно сделать больше КПД оборудования. Чаще всего это связано со особенностями расположения, ведь комплексы далеко не всегда строятся на промышленно развитых территориях.
По этому и получение электричества из биогаза прямо на установке не всегда резонно. Одним из прекрасных вариантом считается выработка электроэнергии вблизи непосредственного потребителя, чтобы параллельно с ней можно было использовать и тепло.
Для транспортировки конечного продукта прекрасно подходит действующая сеть газоснабжения. Чтобы биологический газ достиг по индивидуальным показателям уровня природного голубого топлива, он нуждается в добавочной очистке.
Чтобы биогазовая установка работала в нормальном режиме, необходимо регулярное перемешивание жидкости в биореакторе. Этот несложный процесс решает слишком много задач:

• перемешивает свежую порцию загрузки с колонией бактерий;
• способствует высвобождению выработанного газа;
• выравнивает температуру жидкости, исключая более прогретые и более холодные участки;
• поддерживает однородность субстрата, предотвращая оседание или всплытие некоторых составляющих.

Во многих случаях небольшая рукодельная биогазовая установка имеет механичные мешалки, которые приводятся в движение при помощи мускульной силы. В системах с большим объемом приводить в движение мешалки могут моторы, которые включаются таймером.

Виды мешалок для биореакторов
Второй способ — перемешивать жидкость, пропуская через нее част выработанного газа. Для этого после выхода из метатенка ставится тройник и часть газа полается в нижнюю часть реактора, где через трубку с дырками выходит. Эту часть газа нельзя считать расходом, так как все равно он снова попадает в систему и, в результате, оказывается в газгольдере.
3-ий способ смешивания — при помощи фекальных насосов перекачивать субстрат их нижней части, выливать его вверху. Недостаток этого варианта — зависимость от наличия электроэнергии.

Биогазовая установка для частного дома

сырье с высоким содержанием лигнина; сырье, которое содержит опилки деревьев хвойной породы, (с наличием смол) с влагой, превышающей 94% гниющий навоз, и вдобавок сырье плесенью либо искусственными моющими веществами.
Если сырье подойдёт для переработки, то приступим к определению объема биореактора. Объем сырья для мезофильного режима (температура биомассы меняется от 25-40 градусов, наиболее популярный режим) не превышает 2/3 объема реактора. Суточная доза составляет не более 10% от всего загруженного сырья.
плотность; зольность; влажность.
Последние два параметра определяются из статистических таблиц. Сырье разбавляется водой из учета достижения 80-92% влаги. Отношение количества воды и сырья колеблется в соотношении от 1:3 и до 2:1. Это делается, чтобы предать субстрату требуемую текучесть. Т.е. чтобы обеспечить проходимость субстрата по трубам и возможность его смешивания. Для малых биогазовых установок плотность субстрата позволяется принимать равной плотности воды.
Попробуем определить объем реактора на примере.
Принцип работы устройства по выработке биогаза достаточно лаконичен:

• в непроницаемую емкость загружают разбавленную водой биомассу, где она начинает «прогуливаться» и выделять газы;
• содержание резервуара всегдамечтать грезить – сливают переработанное бактериями сырье и добавляют свежее (ориентировочно около 5-10% ежедневно);
• собравшийся сверху резервуара газ по специальной трубке поступает на газосборник, а потом – на бытовые приборы.

Установки для получения биогаза выгодны только там, где есть каждодневное пополнение свежей органики – навоза или помета домашнего скота и птицы. Также в биореактор можно подмешивать измельченную траву, ботву, листву и бытовые отходы (а именно, чистки от овощей).

Результативность установки во многих случаях зависит от типа загружаемого сырья. Подтвердили, что при одинаковой массе довольно высок выход биогаза выходит из свиного навоза и индюшиного помета. С собственной стороны, фикалии коров и силосные отходы дают небольшое число газа при аналогичной же загрузке.
Использование биосырья для домашнего отопления.
Есть факторы, которые могут существенно сделать меньше активность анаэробных бактерий, а то и совсем остановить процесс выработки биогаза. Не стоит допускать, чтобы внутрь резервуара попадало сырье с содержанием:

• антибиотиков;
• плесени;
• искусственных средств для мытья, растворителей и остальной «химии»;
• смол (в том числе опилки деревьев хвойной породы).

Малоэффективно использовать уже гниющий навоз – загрузке подлежат только свежие или заблаговременно просушенные отходы. Также не стоит допускать переувлажнения сырья – показатель в 95% уже считается критическим. Впрочем, немного чистой воды в биомассу добавлять все же нужно – для того, чтобы облегчить ее загрузку и сделать быстрее процесс брожения. Разводят навоз и отходы до консистенции негустой манной каши.
Благодаря тому, что в личном служебном хозяйстве, кол-во образующихся отходов органики и продуктов деревообработки и переработки культур фермерского хозяйства, ограничено, то в качестве основного и единственного источника энергии, вне зависимости от направленности (тепловая, электрическая, газ), биогазовые установки рассматривать не стоит.

Кроме того, необходимо учитывать, что в ходе работы подобных устройств, выделяется целая группа прочих газов (сероводород, аммиак и т.д.), которым свойственен специфический неприятный запах, что просит выполнять монтаж установки на определенном удалении от жилищных помещений.
Конструктивно, подобная установка выглядит так:

• Главный элемент — это реактор, в качестве которого выступает емкость, соответственная объемом сырья. Емкость может быть установлена в различном исполнении (подземная, наземная и частично заглубленная конструкция).
• В емкости должны быть взяты в учет загрузочный люк, отводная труба или отрезок трубы для соединений для отвода газа, люк для удаления переработанного сырья (может соединяться с загрузочным) и механизм смешивания, при необходимости. Ставящиеся узлы и детали должны плотно закрываться и держать определенное давление.
• К штуцеру отводные трубы прикрепляется отводящий трубопровод, на котором ставится вентиль запорного типа и манометр, для контроля за давлением получаемого газа.
• При необходимости, можно поставить электрический привод на мешалке установки, и вдобавок насос и транспортер в системах сырьевой подачи.

Если хозяева установки хотят, чтобы она каждые сутки приносила по 0,7-0,9 м3 биогаза (вполне хватит на приготовления пищи для 2-ух человек), то поступать нужно так.

1. Загрузить камеру брожения объемом 1 м3 мелконарезанными и разведенными в воде органическими отходами (напомню – фруктовые и овощные чистки) в весовых соотношениях 1 : 10 – 1 : 5.
2. Плотно закрыть ее и обеспечить подачу постоянной температуры от 25 до 30оС.

Для поддержки в камере постоянной температуры, через нее необходимо пропустить змеевик с горячей водой, прогреваемой с помощью газа, вырабатываемого такой же установкой. На линии газопровода следует установить 2 крана: один у плиты для кухни, другой – на выходе из реактора.
На заметку: а вот наш смекалистый сельский народ достаточно давно думает, а некоторые и исполнили в жизнь в жизнь, получение газа для домашнего отопления из собственных масс кала — то бишь объединяют колодец-отстойник с биогазовой установкой. Если хорошо порыться в интернете, можно схемы даже найти.
Газосборник либо газгольдер – второй по значению, после бродильни, элемент биогазовой установки. Он из себя представляет два стальных сосуда (один из которых перевернут вверх дном), беспрепятственно входящих друг в друга. Во внешний сосуд заливается вода, образовывая гидравлический затвор для биогаза, поступающего в полость перевернутого сосуда.

А что сделать во время зимы?

Во время зимы эта биогазовая станция может работать только в самых южных районах страны. Так как в условиях севера сейчас обогрев для поддержки брожения потребует немножко побольше газа, чем она сможет выработать.

Принципиальная схема биогазовой установки работающей на навозе
Но зимнее время можно использовать с пользой — для сбора и загрузки камеры сухой биомассой. Тогда при наступлении тёплого сезона вам не придется терять время на пуск установки – вы заполните реактор водой либо навозной жижей, и через пару суток вы начнете получать биогаз дома. Представляете сколько мы с вами этой биогазовой станцией «убили зайцев».
Ну, вот как бы и все, что хотел вам рассказать о добываемом биогазе дома. Не говорите только никому. Иначе остаетесь без отходов (шучу). На этом пока все, до новых статей.
Когда крупное предприятие, имеющее значительный объем производственных отходов, строит биогазовую установку, то сам процесс не выделяется ничем от перечисленных выше вариантов (свое и фермерское хозяйства).
Как правило, на большие биогазовых установка, не считая стандартных операций, рассмотренных в выше рассмотренных вариантах комплектации, применяются и дополнительные, это:

1. несколько ступеней очистки газа;
2. подготовка газа перед подачей на переработку;
3. охлаждение перед подачей на газогенератор;
4. иные системы, в зависимости от конструкции установки и видов сырья которое используется.

Сначала необходимо подобрать подходящую бочку, в который мы будем хранить «энергетический источник», иначе говоря как вы поняли, отходы от пищи и навоз.

Шаг 2: Делаем отверстия

Делаем отверстия при входе и на выходе в бочке. Можно сделать с помощью дрели, но в данном случае, отверстие сделано с помощью нагретой металлические трубы.
Шаг 3: Установка труб
Устанавливаем трубы при входе и выходе в отверстия, сделанные нами прежде. Трубы помещаем и вклеиваем.

Шаг 4: Создание и установка держателя «бензобака»
Было взято ведро от краски на 20 литров, этот резервуар содержит добываемый нами газ. Бак фиксируется с помощью клапана, который используют сантехники.
Шаг 5: Добавляем коровий навоз
Смешиваем коровий навоз (5 кг на 50 литров) и добавляем воды. Помещаем в бак.

Первые 10-15 дней газ вы не получите, так как это время необходимо для того, что бы прошли все необходимые процессы.
Шаг 7: Избавляемся от двуокиси углерода
Для того, чтобы данный газ горел, необходимо избавится от двуокиси углерода. Это достигается благодаря использованию обычного фильтра, которых много в самых разных магазинах для строительства.
Вы сами заметите, как «топливный бак» будет подниматься по мере происхождения хим. реакций. Тогда уже необходимо открывать клапан и получать биогаз.

Использовать биогаз можно для очень различных целей. Не нужно использовать биогаз для приготовлений еды, так как это может плохо повлиять на качества вкуса (если не избавится от отдушек).

Домашняя биогазовая станция

А что сделать во время зимы?

Установочная схема для переработки навоза в биогаз
Для мезофильных и термофильных режимов необходима также система подогрева биореактора — для выхода на требуемые режимы. Чтобы это сделать во многих случаях используются газовые котлы, которые работают на произведенном топливе. От него система трубо-проводов идет в биореактор. Во многих случаях это трубы ПП, так как они лучше всего переносят нахождение в агрессивной обстановке.
Еще биогазовая установка нуждается в системе для смешивания субстанции. При брожении вверху образуется жёсткая корка, тяжёлые частицы оседают вниз. Вместе все это ухудшает процесс газообразования. Для поддержки однородного состояния перерабатываемой массы и необходимы мешалки. Они могут быть механическими и даже ручными.

Наиболее простая биогазовая установка из пластиковые бочки
Биогазовая установка по типу расположения может быть:

Более затратны в установке заглубленные — требуется большой объем земельных работ. Однако при эксплуатировании в наших условиях они лучше — легче организовать утепление, меньше расходы на подогрев.

Какие установки применяют для получения биогаза

После того, как установка окажется готовой, в нее загружают биомассу, разведенную водой в соотношении примерно 2:3. Большие отходы при этом должны быть измельчены – очень большой размер фракции не должен составлять более 10 мм. Дальше крышка закрывается – остается ждать, когда смесь начнет «прогуливаться» и выделять биогаз. При удобных условиях первое поступление горючего встречается через несколько дней после загрузки.
Про то, что газ «пошёл», можно судить по характерному бульканью в водяном затворе. Вместе с этим бочку следует проверять на герметичность. Делается это с помощью обычного мыльного раствора – его наносят на все стыки и наблюдают, не появились ли пузыри.

Первое оновление биосырья нужно провести примерно через 14 дней. После того, как в воронку будет залита биологическая масса, из отводные трубы выльется подобный объем отработанной органики. Дальше такую процедуру выполняют ежедневно или раз в 2 дня.
После проведения расчетов необходимо определиться, как сделать установку, дабы получить биогаз согласно потребностям своего хозяйства. Если поголовье скота малюсенькое, то подходит самая легкая установка, которую нетрудно сделать из средств присутствующих рядом своими руками.
Большим фермерским хозяйствам, у которых есть постоянный источник многочисленного числа сырья, лучше построить промышленную автоматизированную биогазовую систему. В подобном случае не выйдет обойтись без вовлечения квалифицированных мастеров, которые разработают проект и смонтируют установку профессионально.
На схеме лично показано, как работает заводской автоматизированный комплекс по получению биогаза. Строительство аналогичных масштабов можно организовать сразу нескольким фермерским хозяйствам, расположенным недалеко
В настоящий момент есть десятки компаний, которые могут предложить множество вариантов: от готовых решений, до разработки индивидуального проекта. Для удешевления строительства можно скооперироваться с соседними хозяйствами (если такие имеются недалеко) и построить одну на всех установку для получения биогаза.
Следует учесть, что для постройки даже небольшой установки необходимо оформить подходящие документы, сделать технологическую схему, план локации оборудования и вентиляции (если оборудование устанавливается в помещении), пройти процедуры согласования с СЭС, пожарной и газовой инспекцией.
Реальная биогазовая установка представляет собой сложную систему, состоящей из:

1. Биореактора, где течет процесс разложения навоза;
2. Системы автоматического управления подачи отходов органики;
3. Устройства для смешивания биомассы;
4. Оборудования для поддержки благоприятного температурного режима;
5. Газгольдера – емкости для хранения газа;
6. Приемника отработанных твёрдых отходов.

Все вышеперечисленные детали устанавливаются в промышленные установки, работающие в автоматическом режиме. Бытовые реакторы, как правило, имеют более упрощенную конструкцию.
На схеме представлены основные составляющие автоматизированной биогазовой системы. Объем реактора зависит от суточного поступления органического сырья. Для настоящего функционирования установки реактор должен быть заполнен на две трети объема
Центральным элементом системы считается биореактор. Существует несколько вариантов его выполнения, основное – обеспечить герметичность конструкции и убрать попадание кислорода. Он могут делать в виде металлической емкости разнообразной формы (чаще цилиндрической), находящейся на поверхности. Достаточно часто для этого используются 50-ти кубовые пустые топливные цистерны.

Можно приобрести готовые емкости разборной конструкции. Их преимущество – возможность быстрой разборки, и при необходимости – перевозки в иное место. Промышленные поверхностные установки наиболее оптимально применять в больших хозяйствах, где есть постоянный приток многочисленного числа органического сырья.
Для небольших подворий лучше подойдет вариант подземного локации резервуара. Поземный бункер строиться из кирпича или бетона. Можно закопать в землю готовые емкости, например, бочки из металла, нержавеющей стали или ПВХ. Возможно также их поверхностное расположение на улице или в специально отведеном помещении с великолепной вентиляцией.
Для изготовления установки по изготовлению биогаза можно приобрести готовые емкости из ПВХ и установить их в помещении, оборудованном системой вентиляции
независимо от того, где и как размещается реактор, он снабжается бункером для загрузки навоза. Прежде чем загрузить сырье, оно должно пройти предварительную подготовку: его выполняют мельче на фракции не больше 0,7 мм и разбавляют водой. В идеале влажность субстрата должна быть около 90%.
Автоматизированные установки промышленного типа оснащаются системой сырьевой подачи, включающей приемник, в котором смесь доводится до необходимого увлажнения, трубопровод для подачи воды и насосную установку для перекачки массы в биореактор.
В домашних установках для подготовки субстрата используются отдельные емкости, где отходы измельчаются и мешаются между собой с водой. После масса загружается в приемный отсек. В реакторах, расположенных под землёй, бункер для приема субстрата выводится наружу, подготовленная смесь своими силами по трубопроводу поступает в камеру для брожения.
Если реактор размещен на земля или в помещении, входная труба с приемным устройством могут размещаться в нижней боковой части емкости. Возможно также трубу вывести в верхнюю часть, а на ее горловину надеть раструб. В подобном случае биомассу придется подавать с применением насоса.
В биореакторе также необходимо учесть выходное отверстие, которое выполняют практически на дне емкости с другой стороны от входного бункера. При подземном размещении выходная труба ставится косо вверх и ведет в приемник для отходов, по форме напоминающий ящик прямоугольной формы.
Входная и выходные трубы размещаются косо вверх на самых разных сторонах емкости, при этом компенсирующая емкость, в которую поступают отходы, должна быть меньше приемного бункера
Процесс течет так: входной бункер принимает новую партию субстрата, которая течет в реактор, одновременно такое же кол-во отработанного шлама по трубе поднимается в приемник для отходов, откуда он в дальнейшем вычерпывается и используется в виде высококачественного биоудобрения.

Хранение биогаза делается в газгольдере. Достаточно часто он находится прямо на крыше реактора и имеет куполообразную форму или конуса. Он изготавливается из кровельного железа, а потом, чтобы не позволить коррозийные процессы, прокрашивается несколькими слоями масляные краски. В промышленных установках, которые рассчитаны на получение многочисленного числа газа, газгольдер достаточно часто выполняется в виде отдельно стоящего резервуара, соединенного с реактором трубопроводом.
Газ, получившийся в результате брожения, не сможет подойти для использования, так как в нем содержится большое количество паров воды, и в таком виде он не будет гореть. Чтобы очистить его от фракций воды, газ пропускают через гидрозатвор. Для этого из газгольдера выводится труба, по которой биогаз поступает в емкость с водой, а уже оттуда он по пластиковой или металлической трубе подается потребителям.
Установочная схема, расположившейся под землёй. Входное и выходные отверстия должны размещаться на различных сторонах емкости. Над реактором находится водяной затвор, через который для осушения пропускается получившийся газ
Во многих случаях для хранения газа используются особенные мешки-газгольдеры, изготовленные из ПВХ. Мешки помещаются рядом с установкой и постепенно заполняются газом. По мере наполнения, эластичный материал раздувается, и объем мешков увеличивается, предоставляя возможность при необходимости на определенный период времени сохранить большое количество конечного продукта.
Для эффективной работы установки и интенсивного выделения биогаза необходимо одинаковое брожение органического субстрата. Смесь должна быть в постоянном движении. В ином случае на ней образуется корка, процесс разложения замедляется, в конце концов газа выходит мало, чем изначально рассчитано.

Чтобы обеспечить активное перемешивание биомассы, в верхней или боковой части обычного реактора устанавливаются мешалки погружного или наклонного вида, оборудованных электроприводом. В установках кустарного вида перемешивание делается механическим способом при помощи устройства, напоминающего бытовой миксер. Им можно управлять вручную или снабдить электроприводом.
При вертикальном расположении реактора рукоядка мешалки выводится в верхнюю часть установки. Если емкость установлена горизонтально, шнек также располагается в горизонтальной плоскости, и ручка находится с боковой стороны биореактора

Одним из самых главных условий для получения биогаза считается поддержание в реакторе необходимого температурного режима. Обогрев может делаться несколькими способами. В недвигающихся установках применяются системы автоматического управления подогрева, которые включаются в работу при падении температуры ниже заданного уровня, и отключаются при наборе необходимого температурного режима.
Для обогрева можно использовать газовые котлы, исполнять прямой нагрев работающими от сети конвекторами, или встроить в основу емкости компонент нагрева. Чтобы выполнить меньше потери тепла рекомендуется вокруг реактора соорудить небольшой каркас со слоем стекловаты или укрыть установку теплоизоляцией. Хорошими теплосберегающими свойствами обладает пенополистирол.
Чтобы оснащать отопительную систему биомассы, можно провести трубопровод от домового отопления, которое питается от реактора
Объем реактора определяется исходя из суточного количества навоза, производимого в быту. Обязательно возьмите во внимание вид сырья, температурный режим и время брожения. Чтобы установка полностью работала, емкость заполняется на 85-90% объема, как минимум 10% обязано остаться свободным для выхода газа.
Процесс разложения органики в мезофильной установке при средней температуре 35 градусов длится от 12 суток, после чего ферментированные остатки вынимаются, и реактор заполняется новой порцией субстрата. Так как перед отправкой в реактор отходы разбавляются водой до 90%, то кол-во жидкости также нужно учитывать при подсчете суточной загрузки.

Отходы биомассы после получения газа

Для получения биогаза нужен герметичный реактор без доступа воздуха, где случится процесс брожения навоза и разложения его на составляющие:

• Метан (до 70%).
• Углекислый газ (примерно 30%).
• Другие газообразные вещества (1-2%).

Возникшие газы поднимаются кверху емкости, откуда их после выкачивают, а вниз садится последний продукт – высококачественное органическое удобрение, сохранившее в результате обработки все ценные вещества, свойственные в навозе – азот и фосфор, и потерявшее немалую часть патогенных микроорганизмов.
Реактор для получения биогаза обязан иметь полностью непроницаемую конструкцию, в которой отсутствует кислород, в ином случае процесс разложения навоза будет проходить очень медленно
Второе важное требование для отличного разложения навоза и образования биогаза – соблюдение температурного режима. Бактерии, принимающие участие в процессе, активизируются при температуре от 30 градусов. Причем в навозе содержится два вида бактерий:

• Мезофильные. Их жизнедеятельность происходит при температуре 30 – 40 градусов;
• Термофильные. Для их размножения необходимо соблюсти температурный режим 50 ( 60) градусов.

Время переработки сырья в установках первого типа зависит от состава смеси и может составлять от 12 до 30 суток. При этом 1 литр полезной площади реактора даёт 2 л биотоплива. При эксплуатировании установок второго типа время выработки конечного продукта уменьшается до трех дней, а кол-во биогаза становится больше до 4,5 л.
Результативность термофильных установок видна невооруженным глазом, однако и стоимость их обслуживания очень высока, по этому прежде чем выбрать тот или иной вариант получения биогаза, необходимо очень тщательно все сосчитать (кликните для увеличения)

Не смотря на то, что результативность термофильных установок в десятки раз выше, применяются они достаточно редко, так как поддержание высоких температур в реакторе связано с большими расходами. Обслуживание и содержание установок мезофильного типа дешевле, по этому большинство фермерских хозяйств для получения биогаза используют собственно их.
Биогаз по показателям энергетического потенциала немногим уступает привычному газовому топливу. Однако в его составе есть сернокислые испарения, наличие которых следует учесть при выборе материалов для сооружения установки
Получение биогаза из отходов относится к чистому в экологичном проекте виду топлива. По личным особенностям он практически не уступает ни в чем газу. Вот только достается не из земли, а путем брожения отходов органики.

Представить технологию извлечения биогаза можно так: в специальном сборнике, именуемом биореактором, делается процесс переработки и брожения отходов. За счёт этого происходит выделение смеси газов, состоящей из 60 % метана, 35 % — углекислого газа и оставшиеся 5 % — прочих газообразных веществ. Добытый газ постоянно отводится из биореактора и после чистки используется в бытовых целях.
Схема принципа действия биогазовой установки
Отработанные отходы, превратившиеся в высококлассное удобрение, иногда вынимаются и вывозятся на поля.
На заметку: исследования показали, что поле отделаное удобрениями, перебродившими анаэробным методом даёт урожай на 20-30 % больше, чем поле удобренное простым способом.
Жидкая субстанция также считается побочным продуктом метанового брожения и также используется в сельском хозяйстве для корневых подкормок.

Углекислый газ – ненужная фракция, которую производители биогаза стремятся удалить. Но если растворить ее в воде, то эта жидкость также может приносить пользу.
Чтобы полностью перерабатывать продукты, получаемые после переработки навоза, необходимо содержать теплицу. Во-первых – органическое удобрение можно использовать для круглогодичного выращивания овощей, урожайность которых будет стабильной.
Второе – углекислый газ используется как подкормка – корневая или внекорневая, а его на выходе выходит около 30%. Растения съедают углекислоту из воздуха и при этом лучше растут и набирают зеленую массу. Если пройти консультацию с экспертами данной области, то они помогут поставить оборудование, которое переводит углекислый газ из жидкой формы в летучее вещество.

Система подогрева и теплоизоляция

Без подогрева перерабатываемой жижи размножаться будут психофильные бактерии. Процесс переработки в подобном случае может занимать от 30 дней, а выход газа будет небольшим. Летом, если есть наличие теплоизоляции и предварительном подогреве загрузки возможен выход на температуры до 40 градусов, когда начинается развитие мезофильных бактерий, но во время зимы такая установка практически неработоспособна — процессы протекают очень вяло. При температуре меньше 5°C они практически замирают.

Зависимость сроков переработки навоза в биогаз от температуры
Для получения лучших результатов используют подогрев. Наиболее рациональный — водяной подогрев от котла. Работать котел может на электричестве, твёрдом или жидком топливе, также можно запустить его на вырабатываемом биогазе. Самая высокая температура, до которой требуется нагревать воду — 60°C. Более горячие трубы могут вызвать налипание на поверхность частиц, что приводит к уменьшению эффективности обогрева.

Можно использовать и прямой подогрев — вставить Нагревательных ТЭНОВ, но во-первых, сложно организовать перемешивание, второе, на поверхности будет налипать субстрат, снижая теплоотдачу, Нагревательных ТЭНОВ будут быстро перегорать
Обогреваться биогазовая установка может с использованием стандартных радиаторов отопления, просто трубами, закрученными в змеевик, сварными регистрами. Трубы использовать лучше полимерные — металлопластиковые или полипропиленовые. Подходят также трубы из гофрированной нержавейки, их проще укладывать, особенно в цилиндрических вертикальных биореакторах, но гофрированная поверхность провоцирует налипание осадка, что не очень хорошо для теплоотдачи.
Чтобы сделать меньше возможность осаждения частиц на греющих элементах, их располагают в зоне мешалки. Исключительно при этом нужно все спроектировать так, чтобы мешалка не могла задеть трубы. Часто кажется, что лучше нагреватели расположить снизу, но практика показала, что из-за осадка на дне такой обогрев неэффективен. Так что более практичным располагать нагреватели на стенках метатэнка биогазовой установки.
По способу расположения труб обогрев может быть внутренним либо наружным. При внутреннем расположении обогрев продуктивен, но ремонт и обслуживание нагревателей невозможны без останова и откачки системы. Потому выбору материалов и качеству выполнения соединений уделяют пристальное внимание.

Обогрев повышает эфективность биогазовой установки и понижает сроки переработки сырья
При наружном расположении обогревателей, требуется больше тепла (затраты на подогрев содержимого биогазовой установки намного выше), так как много тепла уходит на обогрев стенок. Зато система всегда доступна для ремонтных работ, а прогрев более аналогичный, так как греется среда от стенок. Еще 1 плюс аналогичного решения — мешалки не могут повредить отопительную систему.

Чем утеплять

На дно котлована насыпается первым делом выравнивающий слой песка, после теплоизолирующий слой. Это может быть глина, перемешанная с соломой и бетоном из керамзита, шлаком. Эти все детали можно перемешать, можно насыпать отдельными слоями. Их равняют в горизонт, устанавливают емкость биогазовой установки.

Бока биореактора можно утеплять современными материалами или классическими дедовскими методами. Из дедовских методов — обмазка глиной с соломой. Наносится несколькими слоями.

Для утепления биореакторов используют современные материалы
Из материалов высокого качества можно использовать вспененный пластик экструзионный высокой плотности, блоки газосиликата маленькой плотности, вспененный пенополиуретан. Наиболее технологичен в таком случае пенополиуретан (ППУ), но услуги по его нанесению дорогие. Зато выходит бесшовная теплоизоляция, которая снижает расходы на обогрев.
Биогазовые установки имеют немало немаловажных достоинств, но и минусов хватает, по этому перед началом проектирования и строительства следует все взвесить:

• Утилизация отходов. Благодаря биогазовой установке можно получить чем побольше пользы от мусора, от которого все равно потребовалось бы избавиться. Эта утилизация менее опасна для окружающей среды, чем закапывание отходов.
• Возобновляемость сырья. Биологическая масса – это не уголь и не газ, добыча которых истощает залежи ресурсов. При ведении сельского хозяйства сырье появляется постоянно.
• Относительная немного СО2. При получении газа окружающяя среда не становится грязной, а вот при его использовании в атмосферу выделяется немного двуокиси углерода. Оно не страшно и не способно критично заменить экологию, т.к. его съедают растения в процессе роста.
• Умеренная выделение серы. При возгорании биогаза в атмосферу попадает немного серы. Это негативное явление, однако его масштабы познаются если сравнивать: при сжигании природного газа загрязнение окружающей среды окислами серы гораздо выше.
• Непрерывная работа. Производство биогаза более стабильно, чем работа солнечных батарей или ветряков. Если энергией солнца и ветра нельзя управлять, то биогазовые установки зависят от деятельности человека.
• Можно использовать несколько установок. Газ – это всегда опасности. Чтобы сделать меньше потенциальный ущерб в случае аварии, можно рассредоточить по участку несколько биогазовых установок. Если правильно спроектировать и собрать систему из нескольких ферментаторов, она будет работать стабильнее, чем один большой биореактор.
• Выгоды для сельского хозяйства. Для получения биомассы высаживают конкретные виды растений. Можно выбрать такие, которые улучшают состояние грунта. Например, сорго понижает эрозию почвы, выполняет лучше ее качество.

У биогаза существуют и недостатки. Хотя это сравнительно чистое горючее, оно все же загрязняет атмосферу. Также могут возникать проблемы с поставками растительной биомассы.

Безответственные хозяева установок достаточно часто заготавливают ее так, что истощают землю и нарушают экологичный баланс.

Технология получения биогаза из различных природных источников не нова. Исследования в этой области начались еще в конце 18 века и хорошо развивались в девятнадцатом веке. В период СССР первая биоэнергетическая установка была выполнена в сороковых годах ушедшего века.
Технология переработки навоза в биогаз позволяет уменьшить кол-во вредных выбросов метана в атмосферу и получить дополнительный источник энергии тепла
Биотехнологии давно применяются во многих государствах, но собственно сегодня они приобретают приоритетное значение. Вследствие ухудшения экологической обстановки на планете и высокой стоимости источников энергии, многие устремляют свои взоры в сторону чистых в экологическом плане источников энергии и тепла.

Безусловно, навоз является очень ценным удобрением, и если в быту имеется две коровы, то и проблем с его применением не возникает. Иное дело, когда речь идет о фермерских хозяйствах с большим и средним поголовьем, где на протяжении года появляются тонны зловонного и гниющего биологического материала.
Чтобы навоз превратился в прекрасное удобрение, нужны площади с некоторым температурным режимом, а это лишние расходы. По этому многие фермеры кладут его, где придется, а потом вывозят на поля.
При несоблюдении вариантов накопления из навоза улетучиваются до 40% азота и основная часть фосфора, что значительно ухудшает его критерии качества. Кроме того, в атмосферу выделяется газ метан, который оказывает негативное воздействие на обстановку в экологичном и природном проекте планеты.
В зависимости от объема сырья, образующегося в день, следует подбирать размеры установки и степень ее автоматизации
Современные биотехнологии позволяют не только остановить неблагоприятное воздействие метана на экологию, но и заставить его служить для пользы человека, извлекая при этом немалую пользу в плане экономии. В результате переработки навоза образуется биогаз, из которого после можно получить тысячи кВт энергии, а отходы производства собой представляют очень ценное анаэробное удобрение.

Производство жидкого биотоплива для камина

Биогаз из помета и навоза не имеет цвета и запаха. Он даёт также тепла, сколько газ. Один кубометр биогаза даёт энергии также, сколько даёт 1,5 кг угля.

Достаточно часто фермерские хозяйства не утилизируют отходы от домашнего скота, а кладут их на одном участке. В результате метан выделяется в атмосферу, навоз теряет свои свойства как удобрение. Своевременно переделанные отходы принесут гораздо выше пользы фермерскому хозяйству.
Рассчитать результативность утилизации навоза данным способом легко. Средняя корова даёт в день 30-40 кг навоза. Из этой массы выходит 1,5 кубометра газа. Из аналогичного количества вырабатывается электроэнергии 3 кВт/ч.
Чтобы не потерять пространство, лучше всего строить подземные установки. Это достаточно легкий способ получить биогаз дома. Для обустраивания подземного биореактора вам нужно вырыть яму и залить ее стены и дно армированным бетоном.
С двух сторон в емкости выполняют отверстия для входной и выходной трубы. Причем выходная труба должна находиться у самого основания контейнера для откачки отработанной массы. Ее диаметр – 7-10 см. Входное отверстие диаметром 25-30 см лучше всего располагать сверху.
Биотоплевная подземная установка
Сверху установку закрывают кирпичной кладкой и устанавливают газгольдер для приемки биогаза. На выходе из емкости следует приготовить клапан для регуляции давления.
Биогазовую установку можно закопать во дворе частного дома и подвести к ней канализацию и отходы домашнего скота. Перерабатывающие реакторы могут полностью покрывать нужды семьи в электричестве и отоплении. Дополнительный плюс в получении удобрения для огорода.

Биореактор своими руками – это способ получать энергию из подножного материала и зарабатывать из навоза. Он сокращает расходы фермерского хозяйства на электроэнергию и увеличивает рентабельность. Вы можете его сделать самостоятельно или заказать установку. Цена на нее зависит от объема, стартует от 7000 рублей.
Оценить все преимущества использования альтернативного биотоплива, помогут несложные расчеты. Одна корова весом 500 кг делает в день примерно 35-40 кг навоза. Подобного количества хватит для получения около 1.5 м3 биогаза, из которого с собственной стороны можно выработать 3 кВт/ч электроэнергии.
Используя данные из таблицы, нетрудно рассчитать, сколько м3 биогаза можно получить на выходе в согласии с имеющимся в фермерском хозяйстве поголовьем скота
Для получения биотоплива можно использовать как один вид органического сырья, так и смеси из определенных компонентов, имеющих влажность 85-90%. Важно, чтобы они не содержали посторонние химические примеси, отрицательно которые воздействуют на процесс переработки.

Достаточно легкий рецепт смеси придумал еще в 2000 году один российский мужчина из Липецкой области, который выстроил своими руками простейшую установку для получения биогаза. Он смешивал 1500 кг навоза коровы с 3500 кг отходов различных растений, добавлял воду (примерно 65% от веса всех элементов) и разогревал смесь до 35 градусов.
Через 14 дней бесплатное горючее готово. Эта небольшая установка вырабатывала 40 м3 газа в день, что вполне было довольно для обогрева дома и хозпостроек в течение 6-ти месяцев.

Теперь поговорим о самой лёгкой установке, позволяющей получить биогаз дома с небольшими расходами. Рассмотрим строительство подземной установки. Чтобы ее сделать нужно вырыть яму, ее основание и стены заливаются армированным керамзитобетоном. С каждой стороны камеры выводятся входное и выходные отверстия, куда монтируются наклонные трубы для подачи субстрата и откачки отработанного шлама.
Выходная трубный диаметр примерно 7 см должна находиться практически у самого дна бункера, другой ее конец монтируется в компенсирующую емкость прямоугольной формы, в которую будут откачиваться отходы. Трубопровод для подачи субстрата размещается ориентировочно на расстоянии 50 см от дна и имеет диаметр 25-35 см. Верхняя часть трубы входит в отсек для приема сырья.
Реактор должен быть полностью непроницаемым. Чтобы убрать возможность попадания воздуха, емкость необходимо покрыть слоем битумной водоизоляции
Верхняя часть бункера – газгольдер имеет купольную или конусную форму. Она выполняется из листов из металла или кровельного железа. Можно также конструкцию закончить кирпичной кладкой, которая после оббивается сеткой из стали и штукатурится. Сверху газгольдера следует приготовить герметичный люк, вывести газовую трубу, проходящую через гидрозатвор и установить клапан для сброса газового давления.
Для смешивания субстрата можно оборудовать установку дренажной системой, которая работает по принципу барботажа. Для этого в середине конструкции вертикально закрепите пластиковые трубы, чтобы их верхний краешек был выше слоя субстрата. Проделайте в них много отверстий. Газ под давлением будет опускаться вниз, а поднимаясь вверх, пузырьки газа будут перемешивать находящуюся в емкости биомассу.
Если вы не желаете заниматься строительством бетонного бункера, можно купить готовую емкость из ПВХ. Для сбережения тепла ее следует обложить вокруг слоем теплоизоляции – пенополистиролом. Дно ямы заливается армированным бетоном слоем 10 см. Резервуары из поливинилхлорида позволяется использовать, если объем реактора не превышает 3 м3.
В качестве начальных компонентов для производства биологического газа, не считая прочих, можно использовать силосы из кукурузы, травы и ржи. Прекрасно подойдут для этого такие культуры, как сахарная свекла и подсолнечник. В изготовлении можно использовать такие разновидности отходов органики, которые не имеют иного применения.
Расчет суточного объема биогаза зависит от варианта начального сырья и суточного количества его загрузки.

Вот например можно взять малюсенькое хозяйство, у которого в составе:

• Крупного Рогатого скота (КРС) – 10 голов;
• Свиней – 20;
• Кур – 35.

Зная ежесуточный объем экскрементов, приобретаемых от каждого животного, можно вывести кол-во данного сырья в день, с учетом поголовья:

• КРС – 10 голов х 55 кг = 550 кг (с влагой 85%);
• Свиньи – 20 голов х 4,5 кг = 90 кг (с аналогичным же, как у КРС, показателем влаги);
• Куры – 35 голов х 0,17 кг = 5,95 кг (при влаги 75%).

Если в куриный помет добавить воды, доведя уровень содержания влаги до нужных 85%, выйдет 10 кг сырья.
Кол-во биологического газа, полученного от килограмма экскрементного начального материала при этом как правило составит:

• Навоз КРС — с 0,04 до 0,05 м3;
• Свиной навоз — с 0,05 до 0,09 м3;
• Куриный помет — с 0,05 до 0,09 м3.

Если из этого исходить, объем будет:

• От 550 кг навоза КРС – 22 – 27,5 м3;
• От 90 кг свиного навоза – 4,5–8,1 м3;
• От десяти килограмм куриного помета – 0,5–0,9 м3.

В конце концов: от 27 до 36,5 м3 биогаза в день.
После переработки навоза кол-во полезных веществ в навозе возрастает на 15% в сравнении с изначальным показателем. При этом абсолютно исключается содержание паразитов и патогенных бактерий. Нет там и семян сорняков. Такая биологическая масса не требует традиционно принятой выдержки и длительного хранения.

В результате утилизации образуется жидкая субстанция с очень приличным количеством полезных свойств, которая годится для удобрения территорий, где растут кормовые травы и овощи.
Сухое удобрение повышает урожайность:

• Люцерны – до 50%;
• Кукурузы – до 12%;
• Овощных культур – до 30.

Жидкое горючее – это биодизель, который на фирмах выходит из нефти, и называется он соляркой. Самостоятельное изготовление такого топлива происходит из 96% этанола, который реализовывается во всех фармацевтических точках. А присадкой может послужить бензин, но только следует выбирать его вид с высокой степенью чистки. Отменным выбором станет фирменный его вариант, используемый для заправки зажигалок.Для приготовления топлива придерживаются такой инструкции:

• В 1 литр спирта добавляют 50-100 г бензина.
• Составляющие хорошо перемешивают.
• Получившейся концентрацией заправляют камин.

Со временем такое горючее имеет свойство слоиться, по этому хранению оно не подлежит. Замечательным вариантом будет смешивание составляющих биотоплива перед самой заправкой. Оно безопасно и может применяться в помещениях, в которых нет дымоходов или вытяжек, но проветривать такие комнаты необходимо обязательно.
За час работы такого камина сжигается примерно пол литра самодельного биотоплива.Лучше получать биологическое горючее для заправки каминов нового поколения, в которых вместо древесины применяется жидкая разновидность топлива. После сгорания вокруг них нет копоти и сажи, как при эксплуатировании обычных каминов.

• Навоз листья дерева – 7 к 3.
• Навоз солома – 7 к 3.
• Наваз опилки дерева – 7 к 3.
• Навоз коровий навоз конский – 1 к 1.
• Навоз бытовые отходы – 4 к 6.

Созидательный процесс биогаза выглядит так:

• Создать смесь из навоза и других отходов, залив водой до 70% влаги.
• Перенести смесь в герметичный резервуар.
• Разогреть до 35 градусов.

Так, начинается процесс брожения, благодаря чему из ямы газ по трубам отводится в баллон. Как это происходит, можно заметить на схеме:Ещё одним видом биотоплива считают паллеты, но про них мы поговорим уже в следующей статье.

Расчеты эффективности применения биогаза

Таблица расчета выхода биогаза в зависимости от типа сырья.
Вид сырья Выход газа, м? на 1 кг сухого вещества Выход газа м? на 1 тонну при влаги 85% Навоз КРС 0,25-0,34 38-51,5 Свиной навоз 0,34-0,58 51,5-88 Помет птиц 0,31-0,62 47-94 Конский навоз 0,2-0,3 30,3-45,5 Овечий навоз 0,3-0,62 45,5-94
Если взять все тот же пример, то перемножив вес каждого типа сырья на подходящие табличные данные и просуммировав все три составляющие, приобретаем выход биогаза равный ориентировочно 27-36,5 м? в день.
Для того чтобы определиться в требуемом кол-ве биогаза скажу, что среднестатистической семье из 4 человек для приготовлений пищи понадобится 1,8-3,6 м?. Чтобы подогреть помещение в 100 м? – 20 м? биогаза в день.

В качестве сырья для производства биогаза во многих случаях используют коровий навоз. Одна взрослая корова может дать его столько, чтобы обеспечить 1.5 м.куб. топлива; свинья – 0.2 м.куб.; курица или кроль (в зависимости от массы тела) – 0.01-0.02 м.куб. Чтобы понимать, это много или мало, можно сравнить с более привычными видами ресурсов.
Галерея изображений Фото из Устройство биореактора из утепленной пластиковой емкости Неплохой транспорт для перевозки субстрата Маленькая установка промышленного производства Биогазовая установка на молочной ферме

1 м.куб. биогаза обеспечивает такое же кол-во энергии тепла, как:

• дрова – 3.5 кг;
• уголь – 1-2 кг;
• электричество – 9-10 кВт/ч.

Если знать примерный вес сельскохозяйственных отходов, которые будут доступны в течение ближайших лет, и кол-во необходимой энергии, можно сосчитать рентабельность биогазовой установки.

Один из важных недостатков добычи биогаза – запах. Возможность использования небольших куч компоста – это большой плюс, но придется терпеть неудобства и тщательно контролировать процесс, чтобы не спровоцировать распространение болезнетворных микроорганизмов
Для закладки в биореактор готовят субстрат, в который входят несколько компонентов в аналогичных пропорциях:

• навоз (лучше всего коровий или свиной) – 1.5 т;
• органические отходы (это могут быть перегнившие листы или другие компоненты растительного происхождения) – 3.5 т;
• подогретая до 35 градусов вода (кол-во тёплой воды следует рассчитать так, чтобы ее масса составляла 65-75% от всего количества органики).

Расчет субстрата сделан для одной закладки на 6 месяцев, если исходить из умеренного употребления газа. Примерно через 10-15 дней процесс ферментации даст первые результаты: газ появится в небольших количествах и начнет заполнять хранилище. Через 30 дней можно ждать полноценной выработки топлива.
Оборудование для производства биогаза пока еще не особенно востребовано в нашем государстве. Во многих случаях это связано с плохой информированностью людей о преимуществах и особенностях работы биогазовых систем. В Китае и Индии многие небольшие фермерские хозяйства оборудованы кустарными установками для получения дополнительного чистого топлива
Если установка работает правильно, объем биогаза постепенно будет становиться больше, пока субстрат не перегниет. Эфективность конструкции зависит от скорости брожения биомассы, которая в свою очередь связана с температурой и влажностью субстрата.

Строительство подземной установки по изготовлению биогаза

Если нет опыта в сборке сложных систем, лучше всего подобрать в сети или создать достаточно легкий чертеж биогазовой установки для частного дома.
Чем легче конструкция, тем она лучше и долговечнее. Позже, когда появятся навыки строительства и обращения с системой, можно будет реконструировать оборудование или установить дополнительную установку.

В дорогих конструкциях промышленного производства взяты в учет системы смешивания биомассы, автоматического подогрева, чистки газа и т.д. Бытовое оборудование достаточно легко. Лучше собрать простую установку, а потом добавить детали, в которых будет необходимость
При расчитывании объема ферментатора следует обратить свое внимание на 5 м.куб. Такая установка позволяет получить кол-во газа, необходимое для обогрева частного дома площадью 50 м.кв., если как тепловой источник используют газовый котел или печь.
Это усредненный показатель, т.к. питательность биогаза обычно не выше 6000 ккал/м.куб.
Чтобы процесс ферментации протекал более-менее стабильно, нужно добиться правильного температурного режима. Для этого биореактор устанавливают в земляной яме или заранее продумывают высокую теплоизоляцию. Постоянный подогрев субстрата можно обеспечить, если под основу ферментатора подвести отопительную трубу водяного типа
Строительство биогазовой установки можно разделить на пару этапов.
Практически вся биогазовая установка находится под землёй, по этому многое зависит от того, как была вырыта и отделана яма. Есть несколько вариантов укрепления стенок и герметизации ямы – пластик, бетон, полимерные кольца.
Современное решение – покупка готовых полимерных колец с глухим дном. Они обходятся дороже материалов которые вовремя под рукой, зато не потребуется дополнительная герметизация. Полимеры чувствительны к механическим нагрузкам, зато не опасаются влаги и химически агрессивных веществ. Они не подлежат ремонту, но при необходимости их легко будет заменить.
От стеновой подготовки и днища биореактора зависит интенсивность брожения субстрата и выход газа, по этому яму тщательно прикрепляют, утепляют и герметизируют. Это очень непростой и сложный этап работ
Покупка и монтаж специальных мешалок для биогазовых установок – удовольствие не доступное. Систему можно удешевить, обустроив газовый водослив. Он представляет собой вертикально установленные полимерные канализационные трубы, в которых проделано много отверстий.

При расчитывании длины труб водослива следует обратить свое внимание на запланированную глубину наполнения биореактора. Верхние части труб должны быть выше этого уровня.
Для газового водослива можно выбрать металлические или трубы ПП. Первые крепче, а вторые устойчивее к химическим воздействиям. Преимущество отдавайте материалам на основе полимеров, т.к. металл быстро проржавеет и сгниет
В готовый биореактор можно сразу загрузить субстрат. Его накрывают пленкой, чтобы выделяющийся в процессе ферментации газ находился под небольшим давлением. Когда будет готов купол, это обеспечит нормальную подачу биометана по отводящей трубе.
Заключительный этап сборки очень простой биогазовой установки – это монтаж купольной части сверху. В самой высокой точке купола устанавливают газоотводящую трубу и протягивают ее к газгольдеру, без которого не обойтись.

Емкость биореактора закрывают плотной крышкой. Чтобы не позволить смешивание биометана с воздухом, обустраивают гидрозатвор. Также он служит для очищения газа. Следует предусмотреть спусковой клапан, который сработает, если давление в ферментаторе будет внушительным.
Намного подробнее отом, как сделать биогаз из навоза читайте в этом материале.
Свободное пространство биореактора в какой-то степени выполняет функции хранилища газа, однако этого недостаточно для неопасной работы установки. Газ должен потребляться постоянно, иначе возможен взрыв от избыточного давления под куполом

Выводы и полезное видео по теме

Обзор агрегата для производства биогаза, при производстве которого применен пластиковый бак 127 л. Особенности устройства и советы по эксплуатации.
Особый интерес применения установок проявляется среди владельцев ресторанной и гастрономической сферы, где важной остаётся тематика переработки отходов пищи. На этой базе есть замечательный шанс создать дешёвую переработку отходов органики с пользой для хозяйств. Напоследок, технология изготовления биотоплива – это реальное сохранение окружающей среды, чего нельзя сказать о производстве других энергетиков.
Интересуетесь изготовлением биотоплива и хотите выяснить некоторые факторы? Задавайте спорные вопросы в комментариях – наши профессионалы постараются прояснить такие моменты.
А может вы не по наслышке знакомы с изготовлением биореактора и процессом получения биогаза? Поделитесь практическими знаниями и личным мнением по такому вопросу под нашей статьей – многим хозяйственникам понравится ваш опыт и рекомендации.

Хотя в сборке и обустройстве биогазового оборудования нет трудного ничего, следует быть предельно осторожным к деталям. Ошибки недопускаются, т.к. приводят к взрывам и разрушениям. Советуем видеоинструкции, которые помогут разобраться в устройстве установок, правильно их собрать и дополнить полезными устройствами для более комфортабельного использования биогаза.
Какой бы простой ни была биогазовая установка, выбранная для частного дома, не стоит на ней экономить. Если есть возможность, лучше купить разборный биореактор промышленного производства.
Если нет – сделать из очень качественных и устойчивых материалов: материалов на основе полимера, бетона или нержавеющей стали. Это позволить создать по-настоящему хорошую и неопасную систему газоснабжения дома.

Каким должен быть состав навозной массы?

Ученые пытаются найти экологически чистые материалы, использование которых не приводит к дальнейшему загрязнению окружающей среды. И иной раз они довольно необычные, например, моча и навоз…

Как сделать кирпичи из мочи

Кирпичи из мочи

Мы уже рассказывали, что в Китае есть очень «ароматный» деликатес, который варят в моче, но люди пытаются найти и другие применения этому отходу человеческой жизнедеятельности.
Так, студенты университета Кейптауна (Южно-Африканская Республика) научились делать из человеческой мочи кирпичи.
По словам изобретателей, человеческая моча — чистое в экологичном и природном проекте сырье, причем очень доступное — ведь каждый из нас несколько раз в течении дня справляет малую нужду, ориентировочно выделяя за 1 раз около 300 граммов мочи. Кроме того, обычные кирпичи нужно обжигать в печах, что приводит к большому выбросу в атмосферу углекислого газа и к загрязнению окружающей среды. А для «мочевых» кирпичей этого не нужно — они сами затвердевают при температуре 20 градусов. Так для чего же такому «добру» пропадать?
Итак, для начала из сантехнических узлов университета собиралась моча, а ее следует много — на один кирпич уходит до тридцати литров мочи (говоря иначе примерно сто «доз» мочи); потом в нее добавляли песок и особенные бактерии, которые могут вырабатывать фермент, помогающий разлагать содержащуюся в моче мочевину и продуцировать карбонат кальция, цементирующий песок. Причем происходит это при нормальной температуре.
На изготовление одного кирпича уходит чуть меньше недели.
Как ясно, моча скверно пахнет, да и кирпичи из нее пованивают, правда, по словам авторов, лишь первые пару суток — после запах выветривается.

Кроме того, моча, содержащая много полезных элементов, послужит сырьем для производства удобрений. Так что, можно убить 2-ух зайцев — сделать и удобрения, и кирпичи. Безотходное производство!

Пиво из мочи

Производство чистой воды и пива из мочи
И плюс ко всему в Бельгии из человеческой мочи выполняют пиво. Звучит скверно. Собственно мне не захотелось бы его пробовать.

Как ясно, основной компонент мочи — это вода. Бельгийские профессионалы выдумали устройство на батареях которые работают от солнца, разлагающее мочу на воду и минеральные добавки. И из добытой воды и было решено варить пиво.
Это пиво можно приветствовать с «боевым крещением». Совсем недавно в бельгийском городе Генте прошёл музыкальный фестиваль, во время которого из мочи было выделено около тысячи литров воды, которая пошла на питье и пивоварение. Участников фестиваля источник воды (моча) нисколько не смутил.
Ученые думают, что пиво из мочи — это частный случай, но ведь сейчас есть множество мест на Земля, где чистая вода — редкость, а по этому нужно искать дополнительные источники для ее получения. В будущем проблема нехватки питьевой воды может стать еще более важной.

Ткань из навоза

Джалила Эссаиди за работой
На производство целлюлозы ежегодно уходит огромное количество древесины, а деревья, как все знают, зеленый щит Земли. Кроме того, у фермеров многих стран, разводящих крупный рогатый скот , есть большая проблема — куда деть навоз. Конечно, какая-то часть фермеров реализует его или создаёт удобрение, однако у многих навоз — это головная боль, так как во многих государствах фермеры обязаны убирать его за своей скотиной. Об одном этом случае мы уже рассказывали, когда баварские фермеры были вынуждены одевать на коров простыни, чтобы буренки гадили в них.

Приняв к сведению все вышеизложенное, Джалила Эссаиди из Нидерландов решила попробовать получить из навоза целлюлозу, чтобы потом делать из нее ткани.

Как художнику по специальности пришла в голову такая мысль? Все вполне умно — коровы кушают траву, в которой содержится целлюлоза. По этому, она в переработанном виде находится и в навозе. Ясно, что переработав навоз, Джалила надеялась получить целлюлозу.
Была разработана и опробована технология изменения навоза в целлюлозу, потом Джалила договорилась с пятнадцатью фермерами, которые поставляют ей навоз, а вскоре предполагается строительство целого завода, по этому необходимость в навозе возрастет.
По мнению Эссаиди, целлюлоза из навоза (стихи прямо-таки) выходит очень хорошего качества, что дает возможность делать очень тонкие ткани.
Как ясно, пластиковые отходы перерабатываются в течение пяти веков, а делается пластика очень много — ведь сейчас пластиковая тара одна из самых востребованных, да и во множестве других сферах нашей жизни без него никуда.
Как его перерабатывать? Конечно, есть технологии его вторичной переработки, но исполнение их в жизнь стоит дорого. Потому люди ненужные пластиковые вещи либо просто выбрасывают, либо сжигают, что не намного лучше — и то, и другое загрязняет нашу Землю.
По этому и появилась идея делать нечто подобное пластику из материала, который легко разлагается в природе и не является источником ее загрязнения. Опять же, этот материал должен быть дешевым, чтобы конкурировать с пластмассой.

В одном университете штата Пенсильвания (США) научились делать, к примеру, материал подобного рода: из обычной целлюлозы выделяется целлюлозогликолевая кислота, которая соединяется с хитозаном, получаемым из хитина панцирей крабов.
Этот новый материал вполне может заменить пластик — он тоже крепкий и влагостойкий. Так что вполне послужит для производства тары, посуды и отделочных материалов для строительства.

Плевое дело

Ученые университета города Бингемтон (штат Нью-Йорк, США) создали неповторимый топливный элемент: на бумагу нанесены высушенные бактерии, которые начинают вырабатывать электрический ток, если на них плюнуть. Конечно, чтобы вырабатывать немалые количества энергии, не обойдешься маленьким листиком с бактериями — нужны гораздо большие масштабы.
Устройства из осыпавшихся листьев
Что можно сделать из осыпавшихся листьев
В Мэрилендском университете создали натриевую батарейку из сожженных дубовых листьев — листы сжигали в течение часа при высокой температуре, а потом обугленные остатки покрыли натрием. Почему собственно листы, а не какие-то другие растительные «отходы»? Ввиду того что осыпавшихся листьев очень доступный материал.
А в Китае разработали конденсаторы из осыпавшихся листьев. Каждую осень в Китае, как и в прочих государствах, собирается и сжигается огромное количество осыпавшихся листьев, когда над землёй стелится насыщенный вонючий дым, от которого задыхаются люди.
Группа китайских энтузиастов решила использовать собранные листы для производства органических конденсаторов. Для этого листы выполняют мельче и сушат при определенной температуре, после их декорируют гидроокисью калия и снова греют. Как говорят изобретатели, конденсаторы из этого материала имеют отличные свойства.
Ученые не собираются на этом останавливаться — дальше предполагается вымыслить что-то полезное из кукурузной и рисовой соломы, и вдобавок из картофельных очисток.
Еще советуем прочесть, куда можно применить использованную туалетную бумагу.
Намедни опять получил очередное письмо. Просят люди новых концепций для фермерства, кто-то хочет начать свое дело, а какое — не могут додуматься. Пишут мне, как автору многих рассказов про новые начинания фермеров. В этом году я открыл бесплатную школу для фермеров по личностному росту у себя на ресурсе, так что можно там заниматься, потом сами будете себе идеи делать. Однако если уж ко мне обратились, то давайте свои входные информацию о том состоянии, в котором Вы находитесь…
Пишет мне один фермер: «Из дешевых ресурсов — много навоза от КРС. Есть еще овцы. Больше ничего нет». Скудно с информацией. Но на самом деле для рассуждений данного вполне хватит. Так как есть дешовый ресурс – навоз!

Что с навозом можно сделать? Высушить, обеззаразить, внести в почву, произвести сухие гранулы…. Самое главное не это, а то, сколько добавочной стоимости станет иметь будущий продукт, и как Вы выведите его на рынок. Я уже не задаю вопросы, где вы возьмёте денежный ресурс.

Я так считаю, нужно обеззаразить. Без разных рассуждений сразу скажу: оптимальный способ для нас — обеззараживать кислотой: смесью азотной, фосфорной и серной, чтобы операция давала сразу эффект, навоз тогда превращается в питательный компост с великолепным содержанием макро и микроэлементов, там появляется азот, фосфор и сера.
После того, как мы обеззаразили сырье, мы обязаны убрать кислотность продукта. Вариантов несколько, можно взять поташ (углекислый калий), можно известь. Снова смешиваем и приобретаем обеззараженный компост для выращивания грибов, в компосте появился еще и калий. Засеваем его мицелием и выращиваем грибы.
Но вот беда, после выращивания грибов остается снова отход — это грибные блоки, компост с вросшим в него мицелием, он весь просто пронизан белесыми гифами грибов. Смотрим применение такого продукта: микокорм, удобрения. А дальше выбираем по стоимости и по удобству рынка, куда продавать будем. Лучше абсолютно не продавать.
Для тех, кто не знаком с пищеварением овцы, скажу, что у овцы мы кормим не овцу, а микрофлору ЖКТ овцы, овца потребляет свою микрофлору и продукты ее деятельности. Ее легче назвать не травоядной, а бактериоядной. Наши корма, обработанные в экструдере ЭТР — это обеззараженный прекрасный корм для микрофлоры ЖКТ овцы.
Меня иногда упрекают, что я даю идеи с применением экструдера ЭТР: но это пока единственный экструдер, который может перерабатывать сено, солому, шелуху с зерном. По этому пока приходится писать с указыванием марки, чтобы в головах фермеров не было путаницы.
Домашнее задание. Берите за ресурс помет овцы и поищите продукт, который можно будет продавать. Если не выйдет, есть Школа фермеров, а можете писать на мое имя, отвечу и дам решение. Подсказка есть в рассказе «Как овцы свиней накормили».

На сколько хватает полученного биогаза?

В условиях небольшого хозяйства биогазовая установка не станет полной альтернативой газу и прочим доступным источникам энергии. Например, с помощью устройства емкостью 1 м? можно получить топлива исключительно на пару часов приготовления пищи для небольшой семьи.
А вот биореактором в 5 м? уже можно отопить помещение площадью 50 м?, но его работу потребуется поддерживать ежедневной загрузкой сырья массой не менее 300 кг. Чтобы это сделать следует иметь в быту примерно десять свиней, пять коров и пару десятков кур.

Как рассчитать объем реактора?

Схема биореакторной установки: 1 – биореактор; 2 – мешалка; 3 – подогреватель; 4 – насос; 5 – компонент фильтра; 6 – компрессор газовый; 7 – газгольдер; 8 – сборник навоза; 9 – выход удобрений (шлама); 10 – пульт управления подогревом
Рассмотрим и то и другое, но хотелось бы выделить: сооружение полноценной установки – это дело очень нелёгкое и затратное. Дома, как правило, удаётся сделать лишь нечто подобное перерабатывающим станциям. Но все таки, некоторые попытки бывают удачными.
Технология изготовления биотоплива, как правило, поддерживает следующий всеобъемный подход:

1. Биореактор (ёмкость) загружается навозом.
2. В течение какого-то времени в середине реактора идёт процесс брожения.
3. Образуется газовая среда.
4. Выполняется вывод газов из реактора.
5. Газовая смесь очищается и направляется для использования в качестве топлива.

Состав получившейся на выходе смеси газа отличается довольно высок насыщенностью разными веществами. Лучше всего в процентной составляющей есть метана (60%), углекислого газа (35%) и других веществ, включая сероводород (5%).

Так выглядит диаграмма распределения газов смеси: 1 – содержание метана около 63-65%; 2 – содержание углекислого газа около 30-33%; 3 – содержание сероводорода примерно 2%; 4 – содержание аммиака около 1%; 5 – содержание водорода около 1%
Между тем, для эффективной работы газообразующей станции домашнего производства необходимы значительные залежи отходов деятельности представителей животного мира.

По этому, первое, на что стоит обратить собственное внимание в решении задачи получения биотоплива в домашних (дачных) условиях, – это наличие источников сырья для перерабатывающей установки.
Сформировавшись с источниками сырья, дальше нужно определиться с участком локации домашнего (или дачного) биореактора. Сам реактор – это герметичный сосуд, сверхпрочный, имеющий объём из расчёта ежесуточного поступления навозного сырья на переработку (для справки: на получение 100 м3 смеси газа необходимо примерно 1 т навоза).
Таблица соотношения вида навоза и количества получаемого биогаза

Таблица, показывающая результативность того или иного вида биологических отходов, с точки зрения получаемого колличества газа. Как видно из таблицы, самым эффективным считается свиной навоз, способный выдать наибольшее кол-во биотоплива
Такую ёмкость необходимо будет установить на крепкий фундамент, оснащать запорной арматурой и остальной технической атрибутикой согласно классической схеме. Верхнюю часть сосуда наиболее целесообразно делать съёмной, с болтовыми креплениями и уплотняющей прокладкой.

Для обеспечения непрерывности цикла накопительную ёмкость необходимо оснащать модулем искусственного подогрева. Если летом результативность брожения навоза и скорость образования газа вполне обеспечивается внешними температурными условиями, во время зимы ситуация меняется.
Для зимней эксплуатации биореактора обязательно нужен ненастоящий подогрев, учитывая окончание деятельности бактерий брожения уже при 4-10 °С выше нуля. Если из этого исходить, ёмкость должна иметь качественно выполненную теплоизоляцию. Для этого прекрасно подойдет обычный способ изолирования минеральной ватой.

Отчетливый пример по изолированию биореактора для его зимней эксплуатации. В качестве изолирующего материала здесь применялась вата на основе минералов. Сверху слой ваты закрыт фольгированным материалом
Вариантов организации подогрева есть несколько. Например, использование электронагревателей или системы отопления на водном теплоносителе (водяной рубашки).
Рассчитывать мощность контура подогрева следует, исходя из положительной нормы температуры в середине реактора 25-40 °С, необходимой для достижения отличного бродильного процесса биомассы.

Не считая подогревателей, на активность брожения биомассы оказывает влияние степень её застойности. По сути, в середине резервуара навозное сырьё должно постоянно находиться в движении. Движение биомассы повышает процесс брожения и понижает время получения газовой составляющей.

Вариант летней установки для переработки навоза и получения биотоплива. В таком случае подогрев сделан в виде бетонной водяной ванны, куда погружена реакторная ёмкость. Однако эта установка не может применяться во время зимы
Решается задача организации движения внедрением в конструкцию биореактора специальной механической мешалки. Вал такого устройства прикрепляется к валу низкооборотного мотора, которым делается действие вращения. Включение и выключения процесса смешивания можно сделать ручным или автоматическим.
У нас на ресурсе есть другая статья, в которой приведена инструкция по устройству установки для получения биогаза для потребностей частного дома.
Конструкция системы получения биотоплива дома технологически предусматривает загрузку сосуда навозом примерно на 1/3 ёмкости. Для загрузки навоза делается загрузочный люк с плотно закрывающейся дверью. Оставшаяся свободной верхняя область биореактора используется для накопления выделяемых газов.

Рукодельный столь короткий биореактор, сделанный на базе обычной 200-литровой бочки. В основном, для удовлетворения скромных нужд в биологическом топливе вполне подходит к применению в частном хозяйстве. Это та самая конструкция, которую по настоящему можно сделать дома для получения биотоплива
На нижнем и верхнем уровнях сосуда следует приготовить выходные отверстия. Сверху – газовый выход, внизу выход под слив отделанного навоза (удобрений). Также в районе верхней области сосуда целесообразней установить смотровое окно для наблюдения за процессом.
Патрубок для вывода смеси газа соединяется герметичной трубой с устройством, исполняющим одновременно функции сепаратора и гидрозатвора. Для связи применяется труба (металлическая или полиэтиленовая) небольшого диаметра (25-32 мм).
Сам сепаратор – это сосуд относительно небольшой ёмкости, заполняемый водой. Газ, проходящий сквозь толщу воды, очищается, выводится в газгольдер и дальше подаётся потребителям.

Пример устройства двухступенчатого сепаратора – гидравлического затвора для подводки смеси газа, идущей из биореактора. Такой способ фильтрации позволяет получить качественно очищенный продукт
Нижний патрубок на реакторе (под вывод отработанного навоза – шлама) наиболее целесообразно делать как можно больших размеров. К нему присоединяется арматура запорная (задвижка) и делается отвод к ёмкости для сбора шлама. Отработанная масса в быту может хорошо применяться в качестве удобрений.
Подробная информация по определению соответствующего объема емкости, и вдобавок согласно расчетам эффективности работы биореактора и полезности применения биогаза мы посмотрели в следующей статье.

Установки для производства биогаза выделяются по типу загрузки сырья, сбору полученного газа, расположению реактора относительно поверхности земли, материала изготовления. Бетон, кирпич и сталь считаются самыми приемлимыми стройматериалами биореакторов.

По типу загрузки выделяют биоустановки, в которые загружается заданная часть сырья и проходит цикл переработки, а потом полностью выгружается. Выработка газа в данных установках нестабильна, зато в них можно загружать разные варианты сырья. Как правило они имеют вертикальное расположение и занимают мало места.
В систему второго типа ежедневно подгружается часть отходов органики и выгружается равная ей по объему часть готовых ферментированных удобрений. В реакторе всегда остается рабочая смесь. Установка Другими словами непрерывной загрузки стабильно образовывает больше биогаза и пользуется очень большой популярностью у фермеров. В основном эти реакторы расположены горизонтально и комфортны если есть наличие свободного места на участке.
Выбранный вид сбора биогаза определяет конструкционные особенности реактора.

• баллонные системы состоят из резинового или пластикового термостойкого баллона, в котором соединены реактор и газгольдер. Преимущества этого вида реакторов – конструкционная простота, загрузки и выгрузки сырья, простота чистки и транспортировки, доступная стоимость. К минусам можно отнести небольшой срок службы, 2-5 лет, возможность повреждения в результате воздействий снаружи. К баллонным реакторам относятся и установки канального типа, которые повсеместно используются в Европе для переработки жидких отходов и сточных вод. Такой резиновый верх продуктивен при большой температуре воздуха и отсутствии риска повреждений баллона. У конструкции с фиксированным куполом полностью закрытый реактор и компенсирующая емкость для выгрузки шлама. Газ скапливается в куполе, при загрузке следующий порции сырья переработанная масса выталкивается в компенсационную емкость.
• Биосистемы с плавающим куполом состоят из монолитного биореактора, расположенного под землёй и подвижного газгольдера, который плавает в специальном водяном кармане или прямо в сырье и поднимается под действием газового давления. Преимуществом плавающего купола считается легкость эксплуатации и возможность определения газового давления по высоте поднятия купола. Это универсальное решение для крупной фермы.
• При выборе подземного или расположения установки над поверхностью, нужно учитывать уклон рельефа, что выполняет легче загрузку и выгрузку сырья, усиленную теплоизоляцию подземных конструкций, она убережет биомассу от суточных колебаний температуры и осуществляет процесс брожения более стабильным.

Конструкция может снабжаться дополнительными устройствами для подогрева и смешивания сырья.
Строительство биогазовой установки преследует следующие цели:

• производство дешевой энергии;
• выработка легкоусваиваемых удобрений;
• экономия на подключении к дорогой канализации;
• переработка отходов хозяйства;
• возможная прибыль от продажи газа;
• снижение интенсивности неприятного запаха и улучшение экологической обстановки на территории.

График рентабельности выработки и использования биогаза

Для оценки выгоды строительства биореактора рачительному хозяину следует учесть такие моменты:

• затраты на биоустановку относятся к долгосрочным капиталовложениям;
• рукодельное биогазовое оборудование и установка реактора без вовлечения сторонних квалифицированных мастеров получится практически дешево, но и его результативность меньше, чем у дорогого производственного;
• для поддержки стабильного газового давления, у фермера должен быть доступ к отходам животноводческого производства в нужном количестве и на длительный срок. В случае значительных стоимостей на электроэнергию и газ или отсутствие возможности газификации, использование установки становится не только выгодным, но и важным;
• для больших хозяйств с собственной сырьевой базой, выгодным решением будет включение биореактора в систему теплиц и ферм КРС;
• для небольших ферм сделать больше результативность можно путем монтажа нескольких небольших реакторов и загружать сырье в разные временные промежутки. Это поможет избежать перебоев с газом при недостатке начального сырья.

Результативность биотоплива

После заливки в резервуар сырьевой жидкости и увеличения температуры до нужной величины бактерии начинают работу. Начинает выделяться метан, который поднимается с поверхности навозной жижи. Он направляется в особенные подушки или резервуары, после чего идет через фильтр и попадает в балоны для газа.
Отработанная бактериями жидкость скапливается на дне, откуда ее иногда откачивают и также отсылают на хранение. После этого в резервуар закачивают новую порцию навоза.
Для переработки навоза в биогаз необходимо создать подходящие условия для работы бактерий. отдельные из них активизируются при температуре больше 30 градусов – мезофильные. При этом процесс идет довольно медленно и первую продукцию можно получить через 2 недели.
Термофильные бактерии работают при температуре от 50 до 70 градусов. Сроки получения биогаза из навоза становятся меньше до 3 дней. При этом отходы собой представляют ферментированный шлам, который используют на полях в качестве удобрения для культур фермерского хозяйства. В шламе отсутствуют патогенные микроорганизмы, гельминты и сорняки, так как они погибают при воздействии высоких температур.
Есть необыкновенный вид термофильных бактерий, которые могут выжить в обстановке, нагретой до 90 градусов. Их добавляют в сырье, чтобы выполнить быстрее процесс брожения.

Температурное уменьшение ведет к уменьшению активности термофильных или мезофильных бактерий. В частных хозяйствах нередко используют мезофиллы, так как для них не нужно специально обогревать жидкость и производство газа обходится дешевле. Потом, когда будет получена первая партия газа, его можно использовать для подогрева реактора с термофильными микроорганизмами.
Для производства биогаза из навоза не нужно специально подсаживать микроорганизмы в жидкость, ввиду того что они уже находятся в экскрементах зверей. Нужно только поддерживать температурный режим и вовремя подливать новый раствор навоза. Его необходимо правильно готовить.
Влажность раствора должна быть 90% (консистенция жидкой сметанки), по этому сухие виды экскрементов для начала заливаются водой – кроличий помет, конский, овечий, козий. Свиной навоз в чистом виде не нуждается в разбавлении, так как содержит много мочи.

Другой этап – разбить твёрдые частицы навоза. Чем мельче будет фракция, тем лучше бактерии переработают смесь и тем больше газа выйдет на выходе. Для этого в установках применяют мешалку, постоянно работающую. Она минимализирует риск образования твёрдой корки на поверхности жидкости.

Для производства биогаза подходят те виды навоза, которые имеют самую высокую кислотность. Именуют их еще по иному холодными – свиной и коровий. Снижение кислотности приостанавливает деятельность микроорганизмов, по этому необходимо следить в начале, какое кол-во времени необходимо, чтобы они полностью переработали объем резервуара. После долить следующую дозу.
При переработке навоза в биогаз выходит:

• 1% примесей сероводорода и других летучих соединений.

Чтобы биогаз стал пригодным для использования в быту, его необходимо очистить от примесей. Чтобы удалить сероводород применяют особенные фильтры. А а все потому, что летучие сероводородные соединения, растворяясь в воде, формируют кислоту. Она способствует появлению ржавчины на стенках труб или резервуара, если они выполнены из металла.
Высокое содержание углекислоты также просит чистки, но этот процесс более сложный. Дома самым простым и дешёвым способом чистки биогаза от примесей считается вода. Процесс происходит в 2 этапа:

• Получившийся газ сжимается под давлением 9 – 11 атмосфер.

• Подается в резервуар с водой, где примеси растворяются в жидкости.

В промышленных масштабов для очищения применяют известь или уголь активированный, и вдобавок особенные фильтры.

Самостоятельно высвободится от примесей воды в газе можно несколькими способами. Один из них – принцип самогонного аппарата. По холодной трубе газ направляется вверх. Жидкость при этом конденсируется и течет вниз. Для этого трубу проводят под землёй, где температура по настоящему уменьшается. По мере подъема, температура также поднимается, и осушенный газ попадает в хранилище.
Иной вариант – гидрозатвор. После выхода газ поступает в емкость с водой и там очищается от примесей. Такой способ называется одноэтапным, когда с помощью воды биогаз чистят сразу от всех летучих веществ и влаги.

Принцип гидрозатвора

Изготовление в яме

Придерживайтесь следующей инструкции:

• Необходимо вырыть на открытой местности небольшую ямку;
• Сложить в нее сухую бересту и ветки;
• Как только костер разгорится, нужно подбросить к заложенным прежде веткам дрова. Они должны быть небольшими – по длине не превышать 30 см. Каждое полено нужно ложить недалеко друг к другу, выжидая пока они вовсе не обожгутся. Процедура занимает несколько часов:
• После завершения процесса обжига, полученные угли нужно укрыть до их полного остывания. Это занимает 2 дня и более. Чтобы обеспечить остывание их немного засыпают землёй, укрывают мхом и листвой;
• После остывания их освобождают от земли и утрамбовывают в мешок.

Полученное твёрдое биологическое горючее можно применять для твердотопливных  котлов и готовки еды на костре.
Делается по такой схеме:

• Берется простая металлическая емкость, объем которой составляет 200 литров. Для нагревания ее содержимого в процессе создания топлива предусматривается отрезок трубы для соединений, расположенный внизу бочки.
• В середине емкости разводится костер и в него постепенно добавляются дрова. Чтобы они одинаково разместились на дне, нужно бочку иногда встряхивать.
• Как только дрова заполнят бочку на половину, начинается подача воздуха – кислород помогает сырью гореть, но уменьшает их задымленность.
• Выждав около 10 минут, бочку нужно закрыть крышкой. Все свойственные в бочке дыры нужно заделывать смесью из воды и земли или глины.
• Когда все дрова перегорят, под ними образуется зола, которая в подобном случае считается единственным недостатком. Чтобы высвободится от нее, после остывания бочку нужно перевернуть, и высвободить готовый уголь от пыли.
• Древесный уголь нужно очистить вручную и разложить по мешкам.

Как обеспечить активность биомассы?

Сделать быстрее процесс брожения биомассы можно с помощью ее подогрева. Как правило, на юге такой проблемы не возникает. Температуры окружающего воздуха хватает для естественной активации процессов брожения. В регионах с суровыми климатическими условиями в зимнее время без подогрева вообще невозможна работа установки по изготовлению биогаза. Ведь процесс брожения запускается при температуре, превышающей отметку в 38 градусов по Цельсию.
Организовать подогрев резервуара с биомассой можно несколькими способами:

• подсоединить к системе отопления змеевик, расположенный под реактором;
• установить в основании емкости электрические Нагревательные элементы;
• обеспечить прямой нагрев резервуара путем использования электрических дизайнерских радиаторов.

Бактерии, которые воздействуют на производство метана, будут в спящем состоянии в самом сырье. Их активность возрастает при определенном уровне температуры. Обеспечить простое течение процесса дает возможность установка системы автоматического управления подогрева. Автоматика включит обогревательное оборудование при поступлении в биореактор следующий холодной партии, а потом выключит, когда биологическая масса прогреется до заданного уровня температуры.
Подобные системы контроля температуры устанавливаются в водогрейных котлах, по этому их можно приобрести в магазинах, специализирующихся на продаже оборудования которое работает на газу.

На схеме показан весь цикл, начиная от загрузки твёрдого и жидкого сырья, и заканчивая отводом биогаза к потребителям
Нужно выделить, что активизировать производство биогаза дома можно с помощью смешивания биомассы в реакторе. Для этого выполняют устройство, конструктивно подобное на бытовой миксер. Привести устройство в движение может вал, который выводят через отверстие, размещенное в крышке или стенках резервуара.
Для правильного брожения биомассы лучше всего обогревать смесь. На юге температура воздуха способствует началу брожения. Если Вы живете на севере или в средней полосе, можете подсоединить дополнительные Нагревательные элементы.

Для запуска процесса нужна температура 38 градусов. Существует несколько способов ее обеспечения:

• Змеевик под реактором, подключенный к системе отопления;
• Нагревательные элементы в середине емкости;
• Прямой нагрев емкости работающими от сети конвекторами.

В биологической массе уже находятся бактерии, которые нужны для получения биогаза. Они просыпаются и начинают активность при повышении температуры воздуха.
Лучше всего обогревать их автоматическими нагревательными системами. Они включаются при поступлении в реактор холодной массы и автоматично выключаются, когда температура достигает нужного значения. Такие системы устанавливаются в генераторах тепла, их можно выбрать в точках продажи оборудования которое работает на газу.
Если вы обеспечите нагрев до 30-40 градусов, то на переработку уйдет 12-30 дней. Это зависит от состава и объема массы. При нагреве до 50 градусов активность бактерий увеличивается, и переработка занимает 3-7 дней. Минус таких установок в больших затратах на поддержание высокой температуры. Они сравнимы с количеством получаемого топлива, по этому система становится неэффективной.
Другой вариант активации анаэробных бактерий – перемешивание биомассы. Вы можете самостоятельно установить валы в котле и вывести ручку наружу, чтобы помешивать массу при необходимости. Но довольно комфортнее соорудить автоматическую систему управления, которая перемешает массу без вашего участия.

Правильный отвод газа из биореактора

Контролировать давление смеси газа в середине биореактора можно с помощью крышки, которая обязана при избытке газа приподниматься, говоря иначе играть роль спускового клапана. В качестве противовеса можно использовать обычную гирю. Если давление в норме, то выработанный газ будет поступать по отводящей трубе в газгольдер, по пути подвергаясь очистке в воде.

Получаемый газ отводят через специальное отверстие, размещенное в конструкции крышки
Биогаз из навоза выводится через верхнюю крышку реактора. В процессе брожения она обязана быть плотно закрыта. Во многих случаях используется водяной затвор. Он контролирует системное давление, при возрастании крышка поднимается, срабатывает спусковой клапан. В качестве противовеса применяется гиря. На выходе газ очищается водой и поступает по трубкам дальше. Очищение водой необходимо, чтобы убрать пары воды из газа, иначе он не сгорит.

Прежде чем перерабатывать биогаз в энергию, его стоит собрать. Хранить его стоит в газгольдере:

• Его выполняют в форме купола и устанавливают на выходе из реактора.
• Достаточно часто его делают из железа и покрывают несколькими слоями краски для устранения ржавчины.
• В промышленных комплексах газгольдер представляет собой отдельный резервуар.

Еще 1 вариант, как сделать газгольдер: использовать мешок из ПВХ. Этот эластичный материал тянется по мере наполнения мешка. При необходимости можно в нем хранить большое количество биогаза.
Отвод биогаза из реактора происходит через трубу, один конец которой находится под крышей, второй во многих случаях опущен в гидрозатвор. Это емкость с водой, в которую выводится получившийся биогаз. В гидрозатворе есть вторая труба — она находится выше уровня жидкости. В нее выходит уже более чистый биогаз.
Какие материалы можно использовать для системы передачи газа? Гальванизированные металлические трубы и трубы для газа из ПНД или ППР. Они должны обеспечивать герметичность, швы и стыки контролируются при помощи мыльной пены. Весь трубопровод собирается из труб и арматуры одного диаметра. Без сужений и расширений.

Примерный состав биогаза

• метан — до 60%;
• углекислый газ — 35%;
• другие газообразные вещества (в том числе и сероводород, придающий газу неприятный запах) — 5%.

Для того чтобы биогаз не имел запаха и хорошо горел, необходимо удалить из него углекислый газ, сероводород, пары воды. Убирание углекислого газа происходит в гидрозатворе, если на дно установки добавить гашеную известь. Такую закладку придется иногда менять (как станет газ гореть хуже — пора менять).
Осушение газа можно сделать двумя способами — сделав в газопроводе гидрозатворы — вставив в трубу изогнутые участки под гидрозатворы, в которых будет собираться конденсат. Недостаток такого способа — необходимость постоянного опорожнения гидрозатвора — при большом количестве собранной воды она может закрыть проход газа.
Второй способ — поставить фильтр с силикагелем. Смысл тот же, что и в гидрозатворе — газ подается в силикагель, отводится осушенный из-под крышки. При таком способе осушения биогаза, силикагель нужно иногда осушать. Для этого его требуется прогреть некоторое время в микроволновке. Он нагревается, влага испаряется. Можно засыпать и снова использовать.

Фильтр для очищения биогаза от сероводорода
Для удаления сероводорода применяется фильтр с загрузкой из металлической стружки. Можно в емкость загрузить старые металлические мочалки. Очищение происходит только так: газ подается в нижнюю часть заполненной металлом емкости. Проходя, он очищается от сероводорода, собирается в верхней свободной части фильтра, откуда выводится по через иную трубу/шланг.
Прошедший чистку биогаз поступает в емкость для хранения — газгольдер. Это может быть герметичный полиэтиленовый мешок, пластиковая емкость. Основное условие — газонепроницаемость, форма и материал не имеют значения. В газгольдере хранится запас биогаза. Из него, при помощи компрессора, газ под некоторым давлением (задается компрессором) поступает уже к потребителю — на плиту газовую или котел. Этот газ также может использоваться для выработки электроэнергии при помощи генератора.

Один из видов газгольдеров
Для создания стабильного давления в системе после компрессора целесообразней установить ресивер — небольшое устройство для нивелирования изменения давления.

Средние цены

Сейчас, биогазовые установки выполняются рядом отечественных и зарубежных компаний.

Пользуются заслуженной популярностью среди самых разных групп пользователей, следующие модели, это:

• Мини биогазовая установка БУГ-М, производства РФ. В набор установки входит оборудование емкостью 1,0 м3 (100 л) перерабатываемого сырья и выходом готового продукта в виде биогаза в объеме 1,0 м3/сутки и удобрения – 100 л/сутки.
  Стоимость комплекта – от 170000,00 рублей.
• Биогазовая установка «BioMash-20», производство РФ.

Объем перерабатываемого сырья составляет 700,0 кг/сутки, при этом выход готового продукта составляет:

1. Электрической энергии – до 20,0 кВт/час;
2. Энергии тепла – до 2,4 Гкал/сутки.
   Данная модель может быть использована на животноводческих фермах по содержанию до 12 голов крупного рогатого скота , 250 свиней или до 1200 птиц, разнообразных видов. Стоимость комплекта оборудования – от 2000000,00 рублей.

• Биогазовые комплексы различной продуктивности, компании Rucons Gobal UG (Германия).
  Все оборудование выполняется из нержавеющей стали и монтируется в некоторых технологических модулях (ферментация, смешивание, брожение, автоматика и управление и т.д.).
  Стоимость комплекта, в зависимости от продуктивности — от 2500000,00 рублей.