Un semplice schema di un impianto di biogas. Impianti di biogas e biogas. Video - Impianto biogas fai da te

La tecnologia non è nuova. Cominciò a svilupparsi nel XVIII secolo, quando Jan Helmont, un chimico, scoprì che il letame emette gas infiammabili.

Le sue ricerche furono continuate da Alessandro Volta e Humphrey Davy, che trovarono metano nella miscela di gas. Alla fine del XIX secolo in Inghilterra il biogas proveniente dal letame veniva utilizzato nei lampioni. A metà del XX secolo furono scoperti i batteri che producono metano e i suoi precursori.

Il fatto è che tre gruppi di microrganismi lavorano alternativamente nel letame, nutrendosi dei prodotti di scarto dei batteri precedenti. I primi ad iniziare a funzionare sono i batteri acetogeni, che dissolvono carboidrati, proteine ​​e grassi nel liquame.

Dopo l'elaborazione dell'apporto di nutrienti da parte di microrganismi anaerobici, si formano metano, acqua e anidride carbonica. A causa della presenza di acqua, il biogas in questa fase non è in grado di bruciare: necessita di purificazione, quindi viene fatto passare attraverso impianti di trattamento.

Cos'è il biometano

Il gas ottenuto dalla decomposizione della biomassa del letame è un analogo del gas naturale. È quasi 2 volte più leggero dell'aria, quindi sale sempre. Ciò spiega la tecnologia di produzione artificiale: nella parte superiore viene lasciato spazio libero affinché la sostanza possa essere rilasciata e accumulata, da dove viene poi pompata per essere utilizzata per i propri bisogni.

Il metano influenza notevolmente l’effetto serra – molto più dell’anidride carbonica – 21 volte. Pertanto, la tecnologia di lavorazione del letame non è solo un modo economico, ma anche rispettoso dell'ambiente per smaltire i rifiuti animali.

Il biometano viene utilizzato per le seguenti esigenze:

• cucinando;

• nei motori a combustione interna delle automobili;

• per il riscaldamento di una casa privata.

Il biogas produce una grande quantità di calore. 1 metro cubo equivale a bruciare 1,5 kg di carbone.

Come si produce il biometano?

Può essere ottenuto non solo dal letame, ma anche da alghe, sostanze vegetali, grassi e altri scarti animali, nonché residui della lavorazione delle materie prime provenienti dalle pescherie. Dalla qualità della materia prima e dalla sua capacità energetica dipende la resa finale della miscela di gas.

La quantità minima di gas ottenuto è di 50 metri cubi per tonnellata di letame bovino. Massimo: 1.300 metri cubi dopo la lavorazione del grasso animale. Il contenuto di metano arriva fino al 90%.

Un tipo di gas biologico è il gas di discarica. Si forma durante la decomposizione dei rifiuti nelle discariche suburbane. L’Occidente dispone già di attrezzature che trattano i rifiuti della popolazione e li trasformano in carburante. Come tipo di attività, ha risorse illimitate.

La sua base di materie prime comprende:

• industria alimentare;

• allevamento di bestiame;

• avicoltura;

• impianti di pesca e di trasformazione;

• caseifici;

• produzione di bevande alcoliche e poco alcoliche.

Qualsiasi industria è costretta a smaltire i propri rifiuti: è costosa e non redditizia. A casa, con l'aiuto di un piccolo impianto fatto in casa, puoi risolvere diversi problemi contemporaneamente: riscaldamento gratuito della casa, concimazione del terreno con sostanze nutritive di alta qualità rimaste dalla lavorazione del letame, liberazione di spazio ed eliminazione degli odori.

Tecnologia di produzione di biocarburanti

Tutti i batteri che partecipano alla formazione del biogas sono anaerobici, cioè non necessitano di ossigeno per funzionare. A tale scopo vengono costruiti serbatoi di fermentazione completamente sigillati, i cui tubi di scarico non consentono il passaggio dell'aria dall'esterno.

Dopo aver versato il liquido grezzo nel serbatoio e aver aumentato la temperatura al valore richiesto, i batteri iniziano a funzionare. Inizia il rilascio del metano, che sale dalla superficie del liquame. Viene inviato in appositi cuscini o serbatoi, dopodiché viene filtrato e finisce in bombole di gas.

I rifiuti liquidi dei batteri si accumulano sul fondo, da dove vengono periodicamente pompati e anche inviati allo stoccaggio. Successivamente, una nuova porzione di letame viene pompata nel serbatoio.

Regime di temperatura del funzionamento dei batteri

Per trasformare il letame in biogas, è necessario creare condizioni adatte affinché i batteri possano funzionare. alcuni di essi si attivano a temperature superiori a 30 gradi - mesofili. Allo stesso tempo, il processo è più lento ed i primi prodotti possono essere ottenuti dopo 2 settimane.

I batteri termofili lavorano a temperature comprese tra 50 e 70 gradi. Il tempo necessario per ottenere biogas dal letame è ridotto a 3 giorni. In questo caso i rifiuti sono fanghi fermentati che vengono utilizzati nei campi come fertilizzante per le colture agricole. Nei fanghi non sono presenti microrganismi patogeni, elminti ed erbe infestanti, poiché muoiono se esposti a temperature elevate.

Esiste un tipo speciale di batteri termofili che possono sopravvivere in un ambiente riscaldato a 90 gradi. Vengono aggiunti alle materie prime per accelerare il processo di fermentazione.

Una diminuzione della temperatura porta ad una diminuzione dell'attività dei batteri termofili o mesofili. Nelle famiglie private, i mesofili vengono utilizzati più spesso, poiché non richiedono un riscaldamento speciale del liquido e la produzione di gas è più economica. Successivamente, una volta ricevuto il primo lotto di gas, questo può essere utilizzato per riscaldare il reattore con microrganismi termofili.

Importante! I metanogeni non tollerano gli sbalzi di temperatura, quindi in inverno devono essere tenuti sempre al caldo.

Come preparare le materie prime da versare nel reattore

Per produrre biogas dal letame non è necessario introdurre appositamente microrganismi nel liquido, perché si trovano già negli escrementi animali. Hai solo bisogno di mantenere la temperatura e aggiungere una nuova soluzione di letame in tempo. Deve essere preparato correttamente.

L'umidità della soluzione dovrebbe essere del 90% (la consistenza della panna acida liquida), Pertanto, i tipi di escrementi secchi vengono prima riempiti con acqua: escrementi di coniglio, escrementi di cavallo, escrementi di pecora, escrementi di capra. Il letame suino nella sua forma pura non ha bisogno di essere diluito, poiché contiene molta urina.

Il passo successivo è quello di frantumare i solidi del letame. Quanto più fine è la frazione, tanto meglio i batteri elaboreranno la miscela e tanto maggiore sarà il gas rilasciato. A questo scopo gli impianti utilizzano un agitatore costantemente in funzione. Riduce il rischio che si formi una crosta dura sulla superficie del liquido.

Quei tipi di letame che hanno la più alta acidità sono adatti alla produzione di biogas. Sono anche chiamati carne di maiale e mucca fredda. Una diminuzione dell'acidità arresta l'attività dei microrganismi, quindi è necessario monitorare inizialmente quanto tempo impiegano per elaborare completamente il volume del serbatoio. Quindi aggiungere la dose successiva.

Tecnologia di purificazione del gas

Trasformando il letame in biogas si ottiene quanto segue:

• 70% metano;

• 30% anidride carbonica;

• 1% di impurità di idrogeno solforato e altri composti volatili.

Affinché il biogas diventi idoneo all’uso in azienda, deve essere ripulito dalle impurità. Per rimuovere l'idrogeno solforato vengono utilizzati filtri speciali. Il fatto è che i composti volatili dell'idrogeno solforato, dissolvendosi in acqua, formano acido. Contribuisce alla comparsa di ruggine sulle pareti dei tubi o dei serbatoi se sono di metallo.

• Il gas risultante viene compresso ad una pressione di 9-11 atmosfere.

• Viene immesso in un serbatoio d'acqua, dove le impurità vengono disciolte nel liquido.

Su scala industriale, per la pulizia vengono utilizzati calce o carbone attivo, nonché filtri speciali.

Come ridurre il contenuto di umidità

Esistono diversi modi per eliminare da soli le impurità dell'acqua nel gas. Uno di questi è il principio dell'alambicco chiaro di luna. Il tubo freddo dirige il gas verso l'alto. Il liquido si condensa e scorre verso il basso. Per fare ciò, il tubo viene posato sottoterra, dove la temperatura diminuisce naturalmente. Aumentando, aumenta anche la temperatura e il gas essiccato entra nell'impianto di stoccaggio.

La seconda opzione è un sigillo d'acqua. Dopo l'uscita, il gas entra in un contenitore con acqua e lì viene ripulito dalle impurità. Questo metodo è chiamato a una fase, in cui il biogas viene immediatamente pulito da tutte le sostanze volatili e dall'umidità utilizzando l'acqua.

Principio della tenuta idraulica

Quali impianti vengono utilizzati per produrre biogas?

Se si prevede che l'installazione sia posizionata vicino a un'azienda agricola, l'opzione migliore sarebbe una struttura pieghevole che possa essere facilmente trasportata in un altro luogo. L'elemento principale dell'installazione è un bioreattore in cui vengono versate le materie prime e avviene il processo di fermentazione. Le grandi imprese utilizzano i carri armati volume 50 metri cubi.

Nelle fattorie private, i serbatoi sotterranei vengono costruiti come bioreattori. Sono disposti in mattoni in un foro preparato e rivestiti di cemento. Il calcestruzzo aumenta la sicurezza della struttura e impedisce l'ingresso di aria. Il volume dipende dalla quantità di materia prima ottenuta ogni giorno dagli animali domestici.

I sistemi di superficie sono apprezzati anche a casa. Se lo si desidera, l'installazione può essere smontata e spostata in un altro luogo, a differenza di un reattore sotterraneo stazionario. Come serbatoi vengono utilizzati barili di plastica, metallo o cloruro di polivinile.

Per tipologia di controllo ci sono:

• stazioni automatiche in cui il riempimento e il pompaggio delle materie prime di scarto vengono effettuati senza intervento umano;

• meccanico, dove l'intero processo è controllato manualmente.

Utilizzando una pompa si può facilitare lo svuotamento della vasca nella quale cadono gli scarti della fermentazione. Alcuni artigiani utilizzano pompe per pompare il gas dai cuscini (ad esempio, le camere d'aria delle automobili) in un impianto di trattamento.

Schema di un impianto fatto in casa per la produzione di biogas dal letame

Prima di costruire un impianto di biogas sul tuo sito, devi acquisire familiarità con i potenziali pericoli che potrebbero causare l'esplosione del reattore. La condizione principale è l'assenza di ossigeno.

Il metano è un gas esplosivo e può infiammarsi, ma per farlo deve essere riscaldato oltre i 500 gradi. Se il biogas si mescola con l'aria si crea una sovrappressione che provoca la rottura del reattore. Il calcestruzzo potrebbe rompersi e non sarà adatto per un ulteriore utilizzo.

Video: Biogas da escrementi di uccelli

Per evitare che la pressione strappi il coperchio, utilizzare un contrappeso, una guarnizione protettiva tra il coperchio e il serbatoio. Il contenitore non è completamente pieno, dovrebbe esserci almeno 10% di volume per il rilascio del gas. Meglio – 20%.

Quindi, per realizzare un bioreattore con tutti gli accessori sul tuo sito, devi:

• È bene scegliere un luogo in modo che sia lontano dalle abitazioni (non si sa mai).

• Calcolare la quantità stimata di letame che gli animali producono quotidianamente. Come contare: leggi sotto.

• Decidi dove posare i tubi di carico e scarico, nonché un tubo per condensare l'umidità nel gas risultante.

• Decidere la posizione del serbatoio dei rifiuti (fertilizzante per impostazione predefinita).

• Scava una fossa in base ai calcoli della quantità di materie prime.

• Seleziona un contenitore che fungerà da serbatoio per il letame e installalo nella fossa. Se è previsto un reattore di cemento, il fondo della fossa viene riempito di cemento, le pareti sono rivestite di mattoni e intonacate con malta cementizia. Dopodiché è necessario dargli il tempo di asciugarsi.

• Anche i collegamenti tra il reattore e le tubazioni vengono sigillati in fase di posa del serbatoio.

• Attrezzare un portello per l'ispezione del reattore. Tra di esso è posizionata una guarnizione sigillata.

Se il clima è freddo, prima di cementare o installare un serbatoio di plastica, considera i modi per riscaldarlo. Questi possono essere dispositivi di riscaldamento o nastri utilizzati nella tecnologia del "pavimento caldo".

Alla fine del lavoro, controllare la presenza di perdite nel reattore.

Calcolo della quantità di gas

Da una tonnellata di letame si ottengono circa 100 metri cubi di gas. Domanda: quanti rifiuti producono gli animali domestici al giorno?

• pollo – 165 g al giorno;

• mucca – 35 kg;

• capra – 1 kg;

• cavallo – 15 kg;

• pecora – 1 kg;

• maiale – 5 kg.

Moltiplicate queste cifre per il numero di capi e otterrete la dose giornaliera di escrementi da trattare.

Una maggiore quantità di gas proviene da mucche e maiali. Se si aggiungono alla miscela piante energeticamente potenti come mais, cime di barbabietola e miglio, la quantità di biogas aumenterà. Le piante palustri e le alghe hanno un grande potenziale.

Il più alto riguarda i rifiuti degli impianti di lavorazione della carne. Se ci sono allevamenti di questo tipo nelle vicinanze, possiamo collaborare e installare un reattore per tutti. Il periodo di ammortamento di un bioreattore è di 1–2 anni.

Rifiuti di biomassa dopo la produzione di gas

Dopo aver trasformato il letame in un reattore, il sottoprodotto è il biofango. Durante il trattamento anaerobico dei rifiuti, i batteri dissolvono circa il 30% della materia organica. Il resto viene rilasciato senza modifiche.

Anche la sostanza liquida è un sottoprodotto della fermentazione del metano e viene utilizzata anche in agricoltura per nutrire le radici.

L’anidride carbonica è una frazione di scarto che i produttori di biogas si sforzano di eliminare. Ma se lo sciogli in acqua, anche questo liquido può essere utile.

Pieno utilizzo dei prodotti dell'impianto di biogas

Per utilizzare completamente i prodotti ottenuti dalla lavorazione del letame è necessario mantenere una serra. In primo luogo, il fertilizzante organico può essere utilizzato per la coltivazione di verdure tutto l'anno, la cui resa sarà stabile.

In secondo luogo, l'anidride carbonica viene utilizzata come fertilizzante, radicale o fogliare, e la sua produzione è di circa il 30%. Le piante assorbono l'anidride carbonica dall'aria e allo stesso tempo crescono meglio e acquisiscono massa verde. Se ti consulti con specialisti in questo campo, ti aiuteranno a installare apparecchiature che convertono l'anidride carbonica dalla forma liquida in una sostanza volatile.

Video: Biogas in 2 giorni

Il fatto è che per mantenere un allevamento di bestiame le risorse energetiche ottenute possono essere molte, soprattutto d'estate, quando non è necessario riscaldare la stalla o il porcile.

Pertanto, si consiglia di impegnarsi in un'altra attività redditizia: una serra rispettosa dell'ambiente. I prodotti rimanenti possono essere conservati in locali refrigerati, utilizzando la stessa energia. La refrigerazione o qualsiasi altra apparecchiatura può funzionare con l'elettricità generata da una batteria a gas.

Utilizzare come fertilizzante

Oltre a produrre gas, il bioreattore è utile perché i rifiuti vengono utilizzati come prezioso fertilizzante, che trattiene quasi tutto l’azoto e i fosfati. Quando si aggiunge il letame al terreno, il 30-40% dell’azoto viene perso irrimediabilmente.

Per ridurre la perdita di sostanze azotate, vengono aggiunti escrementi freschi al terreno, ma poi il metano rilasciato danneggia il sistema radicale delle piante. Dopo la lavorazione del letame, il metano viene utilizzato per il proprio fabbisogno e tutti i nutrienti vengono preservati.

Dopo la fermentazione, potassio e fosforo passano in forma chelata, che viene assorbita dalle piante al 90%. Se lo guardi in generale, quindi 1 tonnellata di letame fermentato può sostituire 70 - 80 tonnellate di normali escrementi animali.

La lavorazione anaerobica preserva tutto l'azoto presente nel letame, convertendolo in forma di ammonio, che aumenta la resa di qualsiasi coltura del 20%.

Questa sostanza non è pericolosa per l'apparato radicale e può essere applicata 2 settimane prima di piantare colture in piena terra, in modo che la materia organica abbia il tempo di essere processata dai microrganismi aerobici del suolo.

Prima dell'uso, il biofertilizzante viene diluito con acqua. in un rapporto di 1:60. A questo scopo sono adatte sia le frazioni secche che quelle liquide, che dopo la fermentazione entrano anche nel serbatoio delle materie prime di scarto.

Per ettaro occorrono dai 700 ai 1.000 kg/l di concime puro. Considerando che da un metro cubo di superficie del reattore si ottengono fino a 40 kg di fertilizzanti al giorno, in un mese potrete provvedere non solo al vostro appezzamento, ma anche a quello del vicino, vendendo materia organica.

Quali nutrienti si possono ottenere dopo la lavorazione del letame?

Il valore principale del letame fermentato come fertilizzante è la presenza di acidi umici che, come un guscio, trattengono ioni di potassio e fosforo. Ossidandosi nell'aria durante la conservazione a lungo termine, i microelementi perdono le loro qualità benefiche, ma durante la lavorazione anaerobica, al contrario, ne guadagnano.

Gli umani hanno un effetto positivo sulla composizione fisica e chimica del suolo. Come risultato dell’aggiunta di materia organica, anche i terreni più pesanti diventano più permeabili all’umidità. Inoltre, la materia organica fornisce cibo ai batteri del suolo. Elaborano ulteriormente i residui che non sono stati mangiati dagli anaerobi e rilasciano acidi umici. Come risultato di questo processo, le piante ricevono nutrienti che vengono completamente assorbiti.

Oltre ai principali - azoto, potassio e fosforo - il biofertilizzante contiene microelementi. Ma la loro quantità dipende dal materiale di partenza: origine vegetale o animale.

Metodi di stoccaggio dei fanghi

È meglio conservare il letame fermentato asciutto. Ciò rende più comodo l'imballaggio e il trasporto. La sostanza secca perde proprietà meno utili e può essere conservata chiusa. Sebbene tale fertilizzante non si deteriori affatto nel corso di un anno, deve poi essere sigillato in un sacchetto o contenitore.

Le forme liquide devono essere conservate in contenitori chiusi con un coperchio ermetico per evitare la fuoriuscita di azoto.

Il problema principale dei produttori di biofertilizzanti è la commercializzazione in inverno, quando le piante sono inattive. Sul mercato mondiale, il costo dei fertilizzanti di questa qualità oscilla intorno ai 130 dollari la tonnellata. Se allestisci una linea per il confezionamento dei concentrati, puoi pagare il tuo reattore entro due anni.

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Piccoli impianti possono essere realizzati anche in ambito domestico. Per inciso, dirò che produrre biogas con le proprie mani non è una sorta di nuova invenzione. Anche nei tempi antichi, in Cina, il biogas veniva prodotto attivamente in patria. Questo paese è ancora il leader nel numero di impianti di biogas. Ma qui come realizzare un impianto di biogas con le tue mani, cosa è necessario per questo, quanto costerà: proverò a dirti tutto questo in questo e negli articoli successivi.

Calcolo preliminare di un impianto di biogas

Prima di iniziare ad acquistare o montare autonomamente un impianto di biogas, è necessario valutare adeguatamente la disponibilità delle materie prime, la loro tipologia, qualità e la possibilità di fornitura ininterrotta. Non tutte le materie prime sono adatte alla produzione di biogas. Materie prime non idonee:

• materie prime ad alto contenuto di lignina;
• materie prime che contengono segatura di conifere (con presenza di resine)
• con umidità superiore al 94%
• letame in decomposizione, nonché materie prime contenenti muffe o detergenti sintetici.

Se la materia prima è adatta alla lavorazione, puoi iniziare a determinare il volume del bioreattore. Il volume totale delle materie prime per la modalità mesofila (la temperatura della biomassa varia da 25 a 40 gradi, la modalità più comune) non supera i 2/3 del volume del reattore. La dose giornaliera non supera il 10% del totale delle materie prime caricate.

Qualsiasi materia prima è caratterizzata da tre parametri importanti:

• densità;
• contenuto di ceneri;
• umidità.

Gli ultimi due parametri sono determinati da tabelle statistiche. La materia prima viene diluita con acqua per raggiungere l'80-92% di umidità. Il rapporto tra acqua e materie prime può variare da 1:3 a 2:1. Questo viene fatto per conferire al supporto la fluidità necessaria. Quelli. garantire il passaggio del supporto attraverso le tubazioni e la possibilità di miscelarlo. Per i piccoli impianti di biogas, la densità del substrato può essere considerata pari alla densità dell'acqua.

Proviamo a determinare il volume del reattore utilizzando un esempio.

Supponiamo che una fattoria abbia 10 capi di bestiame, 20 maiali e 35 polli. Ogni giorno vengono prodotti i seguenti escrementi: 55 kg da 1 bovino, 4,5 kg da 1 maiale e 0,17 kg da pollo. Il volume dei rifiuti giornalieri sarà: 10x55+20x4,5+0,17x35 = 550+90+5,95 =645,95 kg. Arrotondiamo per eccesso a 646 kg. Il contenuto di umidità degli escrementi di suini e bovini è dell'86% e quello degli escrementi di pollo è del 75%. Per raggiungere l'85% di umidità nel letame di pollo, è necessario aggiungere 3,9 litri di acqua (circa 4 kg).

Risulta che la dose giornaliera di carico di materia prima sarà di circa 650 kg. Carico completo del reattore: OS=10x0,65=6,5 tonnellate e volume del reattore OR=1,5x6,5=9,75 m³. Quelli. avremo bisogno di un reattore con un volume di 10 m³.

Calcolo della resa del biogas

Tabella per il calcolo della resa di biogas in funzione della tipologia di materia prima.

Tipo di materia prima	Produzione di gas, m³ per 1 kg di sostanza secca	Produzione di gas m³ per 1 tonnellata con umidità dell'85%
Letame di bestiame	0,25-0,34	38-51,5
Letame di maiale	0,34-0,58	51,5-88
Escrementi di uccelli	0,31-0,62	47-94
Sterco di cavallo	0,2-0,3	30,3-45,5
Letame di pecora	0,3-0,62	45,5-94

Se prendiamo lo stesso esempio, moltiplicando quindi il peso di ciascuna tipologia di materia prima per i corrispondenti dati tabellari e sommando tutte e tre le componenti, otteniamo una resa di biogas di circa 27-36,5 m³ al giorno.

Per avere un'idea della quantità di biogas necessaria, dirò che una famiglia media di 4 persone avrà bisogno di 1,8-3,6 m³ per cucinare. Per riscaldare una stanza di 100 m² – 20 m³ di biogas al giorno.

Installazione e fabbricazione del reattore

Un serbatoio di metallo, un contenitore di plastica possono essere utilizzati come reattore oppure possono essere costruiti in mattoni o cemento. Alcune fonti dicono che la forma preferita è quella cilindrica, ma nelle strutture quadrate costruite in pietra o mattoni si formano delle crepe a causa della pressione delle materie prime. Indipendentemente dalla forma, dal materiale e dal luogo di installazione, il reattore deve:

• essere a tenuta d'acqua e di gas. Nel reattore non deve verificarsi alcuna miscelazione di aria e gas. Tra coperchio e corpo deve essere presente una guarnizione in materiale sigillato;
• essere termicamente isolato;
• resistere a tutti i carichi (pressione del gas, peso, ecc.);
• avere un portello per eseguire lavori di riparazione.

L'installazione e la scelta della forma del reattore vengono effettuate individualmente per ciascun allevamento.

Tema della produzione Impianto biogas fai da te molto esteso. Pertanto, in questo articolo mi concentrerò su questo. Nel prossimo articolo parleremo della scelta dei restanti elementi di un impianto di biogas, dei prezzi e dove acquistarlo.

Puoi ottenere una fonte di energia economica da solo, a casa: devi solo assemblare un impianto di biogas. Se comprendi il principio del suo funzionamento e della sua struttura, non è difficile da fare. La miscela che produce contiene una grande quantità di metano (a seconda della materia prima caricata - fino al 70%), quindi ha una vasta gamma di applicazioni.

La ricarica delle bombole di automobili funzionanti a gas come combustibile per il riscaldamento delle caldaie non è un elenco completo di tutte le possibili opzioni per l'utilizzo del prodotto finito. La nostra storia parla di come installare un impianto di biogas con le proprie mani.

Esistono diversi modelli dell'unità. Quando si sceglie una particolare soluzione ingegneristica, è necessario comprendere quanto sia adatta questa installazione alle condizioni locali. Questo è il criterio principale per valutare la fattibilità dell'installazione. Inoltre, hai le tue capacità, cioè che tipo di materie prime e in quale volume puoi utilizzare, cosa puoi fare con le tue mani.

Il biogas è prodotto dalla decomposizione della sostanza organica, ma la sua “resa” (in termini volumetrici), e quindi l'efficienza dell'impianto, dipende esattamente da cosa vi viene caricato. La tabella fornisce informazioni rilevanti (dati indicativi), che aiuteranno a determinare la scelta di una specifica soluzione ingegneristica. Sarebbero utili anche alcuni grafici esplicativi.

Opzioni di progettazione

Con caricamento manuale delle materie prime, senza riscaldamento e agitazione

Per uso domestico, questo modello è considerato il più conveniente. Con una capacità del reattore compresa tra 1 e 10 m³, saranno necessari circa 50–220 kg di letame al giorno. Questo è ciò da cui bisogna procedere per decidere la dimensione del contenitore.

L'installazione è installata nel terreno, quindi richiederà una piccola fossa. Una posizione sul sito viene selezionata in base alle sue dimensioni calcolate. La composizione e lo scopo di tutti gli elementi del circuito non sono difficili da comprendere.

Funzionalità di installazione

Dopo aver installato il reattore in cantiere è necessario verificarne la tenuta. Quindi il metallo deve essere verniciato (preferibilmente con una composizione resistente al gelo) e isolato.

• La rimozione dei rifiuti avviene in modo naturale, sia durante il processo di aggiunta di una nuova porzione, sia quando c'è un eccesso di gas nel reattore con la valvola chiusa. Pertanto la capacità del contenitore per la raccolta dei rifiuti non dovrà essere inferiore a quella di quello funzionante.
• Nonostante la semplicità del dispositivo e l'attrattiva per l'assemblaggio fai-da-te, poiché non sono previsti la miscelazione e il riscaldamento della massa, è consigliabile questa opzione di installazione per operare in regioni con clima mite, cioè principalmente nel sud della Russia. Sebbene, con un isolamento termico di alta qualità, in condizioni in cui gli strati d'acqua sotterranei sono profondi, questo design è abbastanza adatto per la zona centrale.

Senza riscaldamento, ma mescolando

Quasi la stessa cosa, solo una piccola modifica che aumenta notevolmente le prestazioni dell'impianto.

Come realizzare un meccanismo? Per chi l'ha assemblato con le proprie mani, ad esempio, questo non è un problema. Nel reattore dovrà essere montato un albero con pale. Pertanto, è necessario installare cuscinetti di supporto. È bene utilizzare una catena come collegamento di trasmissione tra l'albero e la leva.

L'impianto di biogas può essere utilizzato in quasi tutte le regioni, ad eccezione di quelle settentrionali. Ma a differenza del modello precedente, richiede supervisione.

Agitazione + riscaldamento

L'effetto termico sulla biomassa aumenta l'intensità dei processi di decomposizione e fermentazione che si verificano in essa. L'unità di biogas è più versatile nell'uso, poiché può funzionare in due modalità: mesofila e termofila, ovvero nell'intervallo di temperatura (circa) 25 - 65 ºС (vedere i grafici sopra).

Nello schema sopra la caldaia funziona con il gas risultante, sebbene questa non sia l'unica opzione. Il riscaldamento della biomassa può essere effettuato in diversi modi, a seconda di come è più conveniente per il proprietario organizzarlo.

Opzioni automatizzate

La differenza tra questo schema è che è collegato all'installazione. Ciò consente di accumulare riserve di gas anziché utilizzarlo immediatamente per lo scopo previsto. La facilità d'uso è dovuta anche al fatto che quasi tutti i regimi di temperatura sono adatti per la fermentazione intensiva.

Questa installazione è ancora più produttiva. È in grado di trattare fino a 1,3 tonnellate di materie prime al giorno con un volume di reattore simile. Caricamento, miscelazione: la pneumatica è responsabile di questo. Il canale di scarico consente di rimuovere i rifiuti in un bunker per lo stoccaggio a breve termine o in contenitori mobili per la rimozione immediata. Ad esempio, per concimare i campi.

Queste opzioni di impianti di biogas sono difficilmente adatte all’uso domestico. La loro installazione, soprattutto con le proprie mani, è molto più difficile. Ma per una piccola azienda agricola è una buona soluzione.

Impianto biogas meccanizzato

La differenza rispetto ai modelli precedenti sta nel serbatoio aggiuntivo in cui avviene la preparazione preliminare della massa della materia prima.

Il biogas compresso viene immesso nella tramoggia di carico e quindi nel reattore. Viene utilizzato anche per il riscaldamento.

L'unica cosa necessaria quando si assembla una qualsiasi installazione con le proprie mani sono calcoli ingegneristici accurati. Potrebbe essere necessario consultare uno specialista. Altrimenti tutto è abbastanza semplice. Se almeno uno dei lettori si interessa a un'unità di biogas e la installa da solo, l'autore non ha lavorato invano su questo articolo. Buona fortuna!

Qui in Serbia, e in tutta Europa, le persone non vogliono dipendere dalle compagnie energetiche e del gas, quindi si sforzano di acquistare fonti energetiche alternative. Che si tratti di pannelli solari, collettori termici o impianti di biogas.

Ho già parlato una volta nella mia rivista di impianti di biogas industriali, ora la mia storia parla di un impianto fatto in casa in grado di produrre gas per la vostra casa o cottage. Il principio di funzionamento è chiaro dalla figura. Mi limiterò a fare alcune spiegazioni e a dirvi lo scopo di alcuni elementi.

Per effettuare l'installazione avrai bisogno di:

*Due barili di plastica da 200 litri ciascuno (in Serbia il cavolo viene salato in tali barili), ma possono esserci anche barili di metallo per il gasolio.

* Cinque raccordi adattatori per il collegamento di elementi con un tubo con uno spessore di almeno 13 mm.

* Tubo in plastica (lunghezza a seconda delle esigenze di installazione).

* Secchio di plastica.

* Tanica in plastica da 3 - 5 litri (per olio per automobili con tappo a vite) per la valvola di emergenza.

* Due tubi di plastica con un diametro di 5 cm.

Elemento 1 - nella foto generatore di gas BIO

È composto da: un fusto sigillato, due tubi in plastica e un raccordo di uscita per il biogas.

Nel generatore la massa organica si decompone durante il processo di decadimento liberando il 60% di metano e il 40% di SO2.

Attraverso il primo tubo di plastica con imbuto vengono versati i rifiuti di biomassa finemente tritati e mescolati con acqua in una proporzione del 10% di biomassa e del 90% di acqua piovana (acqua dolce).

Sarebbe bene se potessimo aggiungere anche una miscela naturale di letame fresco di mucche, suini e pollame, introducendo così i microrganismi da cui dipende la produzione di biogas. In caso contrario, puoi aggiungere un po' di fango proveniente da un fiume o da uno stagno per accelerare il processo.

Il processo richiede circa 3 settimane affinché il gas si formi. Noterai presto il rilascio di gas, ma tieni presente che si tratta di SO2, ovvero anidride carbonica, che non è infiammabile. Solo dopo che sono trascorse 3 settimane si verifica la formazione di metano, o biogas.

Sul fondo del contenitore con il tempo compare un residuo che è un ottimo concime naturale per le verdure del giardinaggio.

La temperatura ideale va dai 12 ai 36 gradi, proteggere la botte dai raggi diretti del sole all'ombra, e in inverno dal gelo. Tieni presente che questo è un barile “vivente”, cioè contiene miliardi di microrganismi che lavorano nel processo di decomposizione della biomassa.

Se “cuoci troppo” o “congela” il BIO Gas Generator, i microrganismi scompariranno, quindi l’intero processo dovrà ricominciare da capo.

L'elemento 2 in figura è un contenitore per la raccolta del biogas e una tenuta idraulica

È costituito da un barile di plastica aperto, un secchio e due raccordi (valvola) per flusso di gas e peso (etichetta).

In questo contenitore, un barile da 200 litri, viene raccolto il gas, come mostrato in figura. Fornisce una soluzione semplice e flessibile senza sprechi di gas. Inoltre l’acqua funge anche da filtro, purificando il metano dalle impurità.

Notare che il gas ha sollevato il contenitore dell'acqua e questo indica la quantità di gas raccolta.

Il peso del peso contribuirà a rendere sufficiente la pressione del gas, che verrà poi inviato alla valvola di emergenza, elemento n. 4.

Conservare questo contenitore pieno d'acqua e protetto dal gelo.

Elemento 3 - bruciatore

Elemento 4 - Valvola di emergenza

La valvola di emergenza è costituita da una tanica d'acqua in plastica con tappo a vite e due adattatori.

Le taniche d'olio vuote per un'auto sono una buona improvvisazione.

La valvola di sicurezza è progettata per intercettare la fiamma per interrompere l'effetto inverso. La valvola di emergenza si trova tra l'Elemento 3 - il bruciatore e il contenitore di raccolta del gas, Elemento 2.

È fondamentale installare una valvola di emergenza per evitare che il contenitore del gas si accenda, provocando un incidente o un'esplosione.

Gli agricoltori ogni anno affrontano il problema dello smaltimento del letame. I considerevoli fondi necessari per organizzarne la rimozione e la sepoltura vengono sprecati. Ma esiste un modo che ti consente non solo di risparmiare denaro, ma anche di sfruttare questo prodotto naturale a tuo vantaggio.

I proprietari parsimoniosi mettono in pratica da tempo l'ecotecnologia che consente di ottenere biogas dal letame e di utilizzare il risultato come combustibile.

Pertanto, nel nostro materiale parleremo della tecnologia per la produzione di biogas e parleremo anche di come costruire un impianto di bioenergia.

Determinazione del volume richiesto

Il volume del reattore è determinato in base alla quantità giornaliera di letame prodotto nell'azienda agricola. È inoltre necessario tenere conto del tipo di materia prima, della temperatura e del tempo di fermentazione. Affinché l'impianto funzioni completamente, il contenitore è riempito all'85-90% del volume, almeno il 10% deve rimanere libero affinché il gas possa fuoriuscire.

Il processo di decomposizione della materia organica in un impianto mesofilo ad una temperatura media di 35 gradi dura da 12 giorni, dopodiché i residui fermentati vengono rimossi e il reattore viene riempito con una nuova porzione del substrato. Poiché i rifiuti vengono diluiti con acqua fino al 90% prima di essere inviati al reattore, nel determinare il carico giornaliero occorre tenere conto anche della quantità di liquido.

Sulla base degli indicatori forniti, il volume del reattore sarà pari alla quantità giornaliera di substrato preparato (letame con acqua) moltiplicata per 12 (il tempo necessario per la decomposizione della biomassa) e aumentata del 10% (volume libero del contenitore).

Costruzione di una struttura sotterranea

Parliamo ora dell'installazione più semplice che permette di ottenerlo al minor costo. Prendi in considerazione la costruzione di un sistema sotterraneo. Per realizzarlo è necessario scavare una buca, la sua base e le pareti sono riempite con cemento armato di argilla espansa.

Le aperture di ingresso e uscita si trovano sui lati opposti della camera, dove sono montati tubi inclinati per l'alimentazione del substrato e il pompaggio della massa di rifiuti.

Il tubo di scarico con un diametro di circa 7 cm dovrebbe trovarsi quasi sul fondo del bunker, l'altra estremità è montata in un serbatoio di compensazione rettangolare in cui verranno pompati i rifiuti. La tubazione per la fornitura del substrato si trova a circa 50 cm dal fondo e ha un diametro di 25-35 cm. La parte superiore del tubo entra nel vano per la ricezione delle materie prime.

Il reattore deve essere completamente sigillato. Per escludere la possibilità di ingresso di aria, il contenitore deve essere coperto con uno strato di impermeabilizzazione bituminosa

La parte superiore del bunker è un contenitore per il gas, che ha una forma a cupola o cono. È realizzato in lamiera o ferro per coperture. È possibile completare la struttura anche con muratura, che verrà poi ricoperta con rete d'acciaio e intonacata. È necessario realizzare uno sportello sigillato sopra il serbatoio del gas, rimuovere il tubo del gas che passa attraverso il sigillo dell'acqua e installare una valvola per scaricare la pressione del gas.

Per miscelare il substrato è possibile dotare l'impianto di un sistema di drenaggio funzionante secondo il principio del gorgogliamento. Per fare ciò, fissare verticalmente i tubi di plastica all'interno della struttura in modo che il loro bordo superiore si trovi sopra lo strato del substrato. Fai molti buchi. Il gas sotto pressione cadrà verso il basso e, risalendo, le bolle di gas mescoleranno la biomassa nel contenitore.

Se non vuoi costruire un bunker di cemento, puoi acquistare un contenitore in PVC già pronto. Per preservare il calore, deve essere circondato da uno strato di isolamento termico: polistirene espanso. Il fondo della fossa è riempito con uno strato di cemento armato di 10 cm. Se il volume del reattore non supera i 3 m3, è possibile utilizzare serbatoi in cloruro di polivinile.

Conclusioni e video utile sull'argomento

Imparerai come realizzare l'installazione più semplice da una normale botte se guardi il video:

Il reattore più semplice può essere realizzato in pochi giorni con le tue mani, utilizzando i materiali disponibili. Se l'azienda agricola è grande, è meglio acquistare un'installazione già pronta o contattare specialisti.