Установка для получения биогаза своими руками

Проблема обогрева жилища всегда обостряется накануне отопительного сезона. Если в городских условиях альтернативой центральной подачи тепла является автономное отопление (газовое или электрическое), то в сельской местности используются дрова и уголь.

Древесина – восстанавливающийся ресурс, но дрова быстро прогорают. Уголь – высококалориен, но загрязняет окружающую среду. К тому же оба вида топлива довольно дорогостоящие. Идея получать газ из отходов возникла в ХIХ веке. В 1859 году в Индии была построена первая биогазовая установка.

Природа биогаза

Биогаз состоит из метана (до 60%) и углекислого газа (примерно на треть) с примесью сероводорода, водяного пара, аммиака и прочих газообразных веществ. Получают его в биореакторах путем разложения органики бактериями трех видов. Каждый вид микроорганизмов потребляет и выделяет определенное вещество. Человеку остается обеспечить бактериям питание.

Пищей для них могут служить продукты жизнедеятельности животных и человека, отходы пищевой промышленности или ботва овощей и сорняки. Благодаря высокой температуре в реакторе (около 65-70°С) большинство возбудителей болезней погибает, семена и корневища растений перепревают, поэтому отработанное топливо является экологически чистым удобрением и не засоряет почву.

Устройство биореактора собственными силами

Весь комплекс состоит из таких основных узлов:

• Реактор – бродильная емкость (метантенк). Может быть выполнен из железобетона или металла. Размер бака зависит от планируемой загрузки. Выход газа – до 100 кубометров на тонну органики (обычно 50-60 кубометров на тонну навоза). Купол реактора выполняет функцию газгольдера.
• Загрузочный бункер для отходов. Дополнительное оборудование – измельчитель, источник воды, мешалка.
• Люк газгольдера с подсоединенной отводной трубой. Особое внимание уделить герметизации швов, так как избыточное давление газа в метантенке достигает 4,3 кПа.
• Гидрозатвор на отводной трубе.
• Устройство вывода отработанного сырья (труба или люк).

Запуск брожения

Органические отходы измельчают на фракцию не больше 20 мм, заливают водой до достижения 92% влажности и тщательно перемешивают. Пульпой заполняют бак минимум на 2/3 объема. Необходимые бактерии и грибки изначально присутствуют в сырье. Например, добавка 15% свежего навоза с успехом заменит покупной комплекс чистых культур микроорганизмов. Необходимые условия жизни для простейших – жидкая питательная среда и высокая температура.

Зимой установку требуется подогревать, обычно электрическими нагревательными элементами. Хорошим решением будет подсоединение электрообогрева к автоматике с датчиками, настроенными на температуру 40-50°С. Вторым способом является заливка сырья предварительно нагретой водой. Устойчивая выработка газа начинается не позже двух недель после запуска.

Газоотвод и очистка реактора

Газ, получаемый в результате брожения органических отходов, выводят через технологическое отверстие в люке резервуара. К отверстию герметично прикреплена отводная трубка, которая пропускает смесь газов через водяной фильтр в газгольдер.

Гидрозатвор также препятствует образованию взрывоопасной газо-воздушной смеси. Для контроля давления в биореакторе в крышке устраивают предохранительный клапан с манометром. Можно сконструировать самодельное устройство на рычаге с противовесом, но калибровка такого механического клапана весьма затруднительна.

Вычистку метантенка проводят только после полного освобождения газгольдера от биогаза как путем максимального его расхода, так и открытием спускового клапана. После этого через устройство вывода насосом выкачивают отработанную смесь в подготовленные емкости.

Работу по высвобождению биогаза из биореактора необходимо проводить при строгом соблюдении правил пожарной безопасности, категорически воспрещается использовать огонь и курить. Пожарное оборудование стоит выбирать у поставщиков, например - ufppro.com

Использование

Сжижать и продавать газ при использовании небольших установок нецелесообразно ввиду дороговизны специального оборудования. Полученное топливо сжигается на месте для получения тепла для обогрева жилья, помещений для скота и домашней птицы, теплицы. Газ также идет для приготовления еды. Имея постоянный источник дешевого топлива, можно задуматься о постройке малой теплоэлектростанции.

Отработанные остатки заделываются в почву в качестве удобрения (из тонны пульпы – 800-820 кг удобрения). Жидкие продукты могут дополнительно разбавляться водой.

Таким образом, экономическая выгода заключается в уменьшении затрат на энергоресурсы и повышении урожайности, что сделает домашнее хозяйство более рентабельным. Устройство окупится не ранее двух лет, но и не позже пяти.