Биоустановки для переработки навоза

Оборудование

Любая качественная переработка навоза или помета невозможна без использования соответствующего оборудования.

Зачастую конечный результат, а также количество физических усилий и финансовых затрат зависит от правильности подбора оборудования для переработки навоза, а также его умелого использования.

Использование неподходящего оборудования, не предназначенного для работы со столь агрессивным материалом, нередко ведет к его поломке. Поэтому собираясь заняться переработкой навоза или помета, необходимо четко понимать, какое оборудование предназначено для тех или иных операций.

Оборудование для разных способов переработки навоза

Вот основные способы переработки навоза:

• перегнивание;
• получение сапропеля и жидких минеральных удобрений;
• изготовление сухих брикетов или гранул;
• получение биогаза;
• получение спирта;
• изготовление стройматериалов.

Перегнивание

Для такого способа переработки экскременты сваливают в кучу на специально отведенной площадке. Этот способ переработки хорошо подходит для навоза/помета низкой влажности, в том числе подстилочного.

Из-за низкой влажности такие экскременты сложно транспортировать по трубам, поэтому для перевозки используют различную технику, в том числе трактора и прицепы.

На площадке перегнивание обеспечивают аэробные бактерии, которые наиболее активны в верхних слоях материала. Чтобы обеспечить равномерное перегнивание, кучу ворошат с помощью специальных ворошителей, устанавливаемых на сельскохозяйственные трактора.

Получение сапропеля и жидких минеральных удобрений

Несмотря на то, что этот способ переработки также осуществляют с помощью аэробных бактерий, конечный результат и необходимое оборудование сильно отличаются.

Благодаря высокой влажности этот материал хорошо подходит для транспортировки по трубам, а значит, доставка даже на большие расстояния не вызывает затруднений, хотя и требует во много раз больше капитальных вложений.

Ведь дальность передвижения по трубам, уложенным без оптимального уклона, зависит от мощности насоса, который перекачивает навозную или пометную жижу. Если же мощности насоса не хватает, то необходимо строить накопительную емкость, из которой материал с помощью другого насоса будет направлен в лагуну.

В процессе перегнивания содержимое лагуны разделяется на твердую и жидкую фракцию, а после окончания процесса органика превращается в сапропель, то есть донный ил и оседает на дно.

Поэтому требования к лагуне гораздо выше, чем к гноищу, ведь она не только должна без повреждений переносить долговременный контакт с агрессивным содержимым, но и обладать возможностью выполнения следующих операций:

• отвода лишней воды;
• перемешивания содержимого;
• сбора и удаления сапропеля.

Второй и третий пункты обеспечивают постоянную работу лагуны в режиме регулярного поступления навозной/пометной жижи.

Ведь содержание органики в смывных экскрементах невелико, а большую часть объема составляет вода, поэтому после разделения фракций излишки жидкости нужно сливать, а после перегнивания удалять сапропель без опустошения лагуны.

Сливаемая с лагуны вода является ценным минеральным удобрением, ведь в ней много как органических, так и неорганических веществ. Ее используют в качестве корневой и листовой подкормки.

Изготовление сухих брикетов или гранул

Такую переработку производят в тех случаях, когда:

• навоз/помет необходимо транспортировать на большие расстояния, чтобы затем получать из него перегной;
• сушеный материал используют в качестве топлива.

В обоих случаях технология и оборудование полностью идентичны:

• свежую или жидкую навозную/пометную массу отжимают с помощью сепаратора;
• сушат с помощью барабанной печи или вакуумной установки;
• формуют прессом или гранулятором.

Получение биогаза

Для получения биогаза используют следующую технологию:

• смесь экскрементов, подстилочного материала и воды подают в измельчитель, где все крупные фрагменты рубят на небольшие кусочки;
• измельченный материал заливают в биореактор;
• внутри биореактора смесь перерабатывается бактериями без доступа воздуха в биогаз, то есть смесь метана, сероводорода и других газов;
• с помощью очистных устройств из биогаза удаляют углекислый газ и сероводород, благодаря чему возрастает концентрация метана;
• собранный метан в газообразном или жидком состоянии закачивают в газгольдеры, затем раздают потребителям.

Побочными продуктами при производстве биогаза являются жидкие минеральные удобрения и сапропель.

Получение спирта

Технология переработки навоза/помета в спирт состоит из следующих этапов:

• расщепление сложных органических веществ кислотой на простые сахара;
• добавление дрожжей;
• сбраживание;
• дистилляция и ректификация с помощью ректификационной колонны.

Побочными продуктами получения спирта являются:

• метиловый и другие спирты;
• органические кислоты;
• эфиры и альдегиды;
• углекислый газ;
• навозная барда.

Изготовление стройматериалов

Такой способ переработки популярен там, где слишком сложно или невозможно завести нормальные строительные материалы, но нет проблем со сбором экскрементов животных и растительных волокон.

Собранные солому и навоз/помет сваливают в заранее подготовленную яму и перемешивают ногами.

Туда же добавляют глину, а при необходимости и песок, после чего продолжают перемешивать до полной готовности. Затем смесь либо намазывают на стены (утепление), либо используют для изготовления блоков (саман).

Универсальные установки

К универсальному оборудованию относят все те механизмы, которые можно применять для различных операций или в разных способах переработки.

Вот список этого оборудования:

• биореакторы (применяют для получения биогаза, жидких удобрений и сапропеля);
• сепараторы (применяют в разных способах переработки навоза/помета, требующих снижения влажности сырья);
• грануляторы (применяют для изготовления топлива и сухого навоза/помета, пригодного для последующего превращения в перегной).

Биореакторы

Эти устройства (биореакторы или метантенки) изготавливают из железобетона или нержавеющей стали. Преимущество бетонных конструкций в том, что материалы для возведения даже очень больших реакторов можно везти на обычных грузовиках.

Малогабаритные нержавеющие метантенки везут на грузовиках или прицепах/полуприцепах в собранном состоянии, а крупногабаритные устройства транспортируют только в разобранном состоянии. После доставки на место их собирают и герметизируют.

Основным преимуществом стальных конструкций является быстрое возведение, ведь от подготовки площадки до подключения коммуникаций редко проходит больше десяти дней, тогда как для изготовления бетонных конструкций необходимо не менее полугода.

Кроме того, стальные конструкции проще герметизировать и ремонтировать.

Чтобы содержимое быстро перегнивало, его необходимо регулярно перемешивать, для чего применяют как механическое воздействие, так и особые системы подачи свежего материала.

Чтобы новый материал эффективно перемешал содержимое, его необходимо влить снизу вверх под определенным углом и под довольно большим значением, чтобы он смог создать циркуляцию содержимого.

Поэтому такие системы эффективны лишь там, где объем вливаемого материала превышает 5–10% объема вещества в реакторе.

Механические способы перемешивания применяют там, где невозможно создать струю достаточного объема и скорости.

Чтобы биореактор не переполнялся, в нем предусматривают отвод технической воды (ее используют в качестве хорошего минерального удобрения) и удаление оседающего на дно сапропеля (его также используют в качестве удобрения, аналогичного перегною).

Более подробную информацию по типам биореакторов и особенностях их применения вы найдете тут.

Сепараторы

Для снижения влажности помета/навоза используют два вида сепараторов:

Шнековые сепараторы работают подобно мясорубке. Их основой являются тщательно подогнанные друг ко другу шнек и корпус в форме трубы.

Благодаря минимальному зазору между шнеком и трубой, во время вращения шнека пометно-навозная жижа продвигается к выходу, где установлен жиклер переменного сечения. Чем меньше сечение жиклера, тем выше давление материала перед ним.

Рядом с жиклером, в нижней части корпуса, установлено сито с отверстиями определенного диаметра. Чем меньше диаметр отверстий сита, тем медленней уходит через них выдавленная из жижи вода, поэтому подбирая диаметр отверстий сита и сечение жиклера удается в больших пределах менять влажность отжатой смеси. Для подавляющего большинства сепараторов этот параметр составляет 60–80%.

Все соприкасающиеся с пометной или навозной жижей детали шнековых сепараторов изготовлены из нержавеющей стали, а главным преимуществом перед барабанными аналогами является простота конструкции и относительно низкая цена.

В барабанных (вальцовых) сепараторах удаление лишней влаги происходит благодаря давлению, создаваемому расположенными вплотную друг ко другу барабанами (вальцами).

Один из вальцов подключен к системе отвода отжатой жидкости, а его поверхность покрыта отверстиями определенного диаметра.

Поверхность второго вальца покрыта специальными щеточками, которые улучшают сцепление с экскрементами и облегчают их затягивание к стыку вальцов.

Попав на барабан с щеточками, навозно-пометная жижа продвигается к месту стыка вальцов, постепенно уплотняясь, из-за чего сильно возрастает давление на нее. Благодаря тому, что вода под давлением не сжимается, излишняя влага выходит наружу и через отверстия проникает внутрь второго барабана, откуда по системе отвода поступает в подготовленную для нее емкость.

Барабанные устройства сложней и дороже шнековых, однако лучше подходят для подачи готового материала в кузов грузовика или накопительную площадку. Ведь из шнекового устройства обезвоженные экскременты выходят в форме колбасы, поэтому без дополнительных усилий их невозможно плотно уложить, а из барабанного устройства отжатый материал выходит в форме небольших хлопьев, благодаря чему плотней заполняет кузов или площадку.

Все детали барабанного сепаратора изготовлены из нержавеющей стали, а поверхность вальцов для дополнительной защиты покрыта полиуретаном.

После обработки экскрементов сепаратором этого типа их влажность снижается до уровня 60–80%, то есть по этому показателю они полностью идентичны шнековым устройствам.

Более подробную информацию по сепараторам и особенностям их применения, вы найдете в этой статье Сепаратор.

Грануляторы

По своей конструкции грануляторы похожи на шнековые сепараторы, отличие же заключается в том, что у них нет сита для слива жидкости, а вместо жиклера изменяемого сечения на них ставят матрицы с определенным диаметром отверстий сложной формы.

С наружной стороны матрицы диаметр отверстий равен диаметру готовых гранул, но с внутренней стороны диаметр отверстий заметно больше, а сами они сделаны в виде конуса, постепенно сужающегося до диаметра выходного отверстия.

Благодаря такой форме отверстий повышается эффективность формирования гранул.

Давление перед матрицей настолько велико, что экскременты разогреваются до температуры 90–150 градусов без внешнего нагрева.

Это оказывает дезинфицирующий эффект, убивая яйца глистов и возбудителей болезней, а также семена сорняков. После выхода из матрицы заготовки гранул режут с помощью вращающегося ножа, благодаря чему все гранулы получаются одного размера. Меняя скорость вращения ножа регулируют длину готового продукта.

Все детали гранулятора изготавливают из нержавеющей стали, это заметно увеличивает стоимость устройства по сравнению с грануляторами кормов и другими аналогичными аппаратами. Более подробную информацию об этих устройствах вы найдете тут.

Заключение

Экскременты животных и птиц являются очень агрессивным веществом, поэтому для их переработки необходимо использовать специальное оборудование, способное не только выполнить задачу, но не получить повреждений от долговременного контакта с навозом или пометом.

Кроме того, очень важно использовать правильную технологическую цепочку, потому что каждый вид такого оборудования рассчитан только на работу с материалом, обладающим определенными свойствами.

Источник

Самостоятельное производство биогаза

Рост цен на энергоносители заставляет задуматься о возможности обеспечить себя ими самостоятельно. Один из вариантов — биогазовая установка. С ее помощью из навоза, помета и растительных остатков получают биогаз, который после очистки можно использовать для газовых приборов (плиты, котла), закачивать в баллоны и использовать его как топливо для автомобилей или электрогенераторов. В общем — переработка навоза в биогаз может обеспечить все потребности дома или фермы в энергоносителях.

Постройка биогазовой установки — способ самостоятельного обеспечения энергоресурсами

Общие принципы

Биогаз — продукт, который получается при разложении органических веществ. В процессе гниения/брожения выделяются газы, собрав которые, можно обеспечить нужды собственного хозяйства. Оборудование, в котором происходит данный процесс называю «биогазовая установка».

В некоторых случаях выход газа чрезмерный, тогда его запасают в газгольдерах — для использования в период его недостаточного количества. При грамотной организации процесса газа может быть слишком много, тогда его излишки можно продавать. Еще один источник дохода — перебродившие остатки. Это высокоэффективное и безопасное удобрение — в процессе сбраживания погибает большинство микроорганизмов, семена растений теряют свою всхожесть, яйца паразитов становятся нежизнеспособными. Вывоз на поля таких удобрений положительно влияет на урожайность.

Условия для выработки газа

Процесс образования биогаза происходит за счет жизнедеятельности разного рода бактерий, которые содержатся в самих отходах. Но для того чтобы они активно «работали» необходимо им создать определенные условия: влажность и температуру. Для их создания строятся биогазовая установка. Это комплекс устройств, основа которого — биореактор, в котором и происходит разложение отходов, который сопровождается газообразованием.

Организация цикла переработки навоза и растительных отходов в биогаз

Различают три режима переработки навоза в биогаз:

• Психофильный режим. Температура в биогазовой установке от +5°C до +20°C. При таких условиях процесс разложения идет медленно,газа образуется намного, его качество низкое.
• Мезофильный. На этот режим установка выходит при температуре от +30°C до +40°C. В этом случае активно размножаются мезофильные бактерии. Газа при этом образуется больше, процесс переработки занимает меньше времени — от 10 до 20 дней.
• Термофильный. Эти бактерии размножаются при температуре от +50°C. Процесс идет быстрее всего (3-5 дней), выход газа — самый большой (при идеальных условиях с 1 кг завоза можно получить до 4,5 литров газа). Большинство справочных таблиц по выходу газа от переработки даны именно для этого режима, так что при использовании других режимов стоит делать корректировку в меньшую сторону.

Сложнее всего в биогазовых установках реализуется термофильный режим. Тут требуется качественная теплоизоляция биогазовой установки, подогрев и система контроля за температурой. Зато на выходе получаем максимальное количество биогаза. Еще одна особенность термофильной переработки — невозможность дозагрузки. Остальные два режима — психофильный и мезофильный — позволяют ежедневно добавлять свежую порцию подготовленного сырья. Но, при термофильном режиме, малый срок переработки позволяет разделить биореактор на зоны, в которых будет перерабатываться своя доля сырья с разными сроками загрузки.

Схема биогазовой установки

Основа биогазовой установки — биореактор или бункер. В нем происходит процесс брожения, в нем же скапливается полученный газ. Также есть бункер загрузки и выгрузки, выработанный газ выводится через вставленную в верхнюю часть трубу. Далее идет система доработки газа — ее очистка и повышение давления в газопроводе до рабочего.

Для мезофильных и термофильных режимов необходима также система подогрева биореактора — для выхода на требуемые режимы. Для этого обычно используются газовые котлы, работающие на произведенном топливе. От него система трубопроводов идет в биореактор. Обычно это полимерные трубы, так как они лучше всего переносят нахождение в агрессивной среде.

Еще биогазовая установка нуждается в системе для перемешивания субстанции. При брожении вверху образуется твердая корка, тяжелые частицы оседают вниз. Все это вместе ухудшает процесс газообразования. Для поддержания однородного состояния перерабатываемой массы и необходимы мешалки. Они могут быть механическими и даже ручными. Могут запускаться по таймеру или вручную. Все зависит от того, как сделана биогазовая установка. Автоматизированная система более дорога при монтаже, но требует минимума внимания при эксплуатации.

Простейшая биогазовая установка из пластиковой бочки

Биогазовая установка по типу расположения может быть:

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

Что можно перерабатывать

Биогазовая установка по сути всеядна — перерабатываться может любая органика. Подходит любой навоз и моча, растительные остатки. Негативно влияют на процесс моющие вещества, антибиотики, химия. Их поступление желательно минимизировать, так как они убивают флору, которая занимается переработкой.

Сколько можно получить биогаза из различных отходов

Идеальным считается навоз КРС, так как в нем содержатся микроорганизмы в большом количестве. Если в хозяйстве нет коров, при загрузке биореактора желательно добавить некоторую часть помета, для заселения субстрата требуемой микрофлорой. Растительные остатки предварительно измельчаются, разводятся с водой. В биореакторе смешиваются растительное сырье и экскременты. Такая «заправка» перерабатывается дольше, но на выходе при правильном режиме, имеем наибольший выход продукта.

Определение местоположения

Чтобы минимизировать затраты на организацию процесса, имеет смысл расположить биогазовую установку неподалеку от источника отходов — возле построек, где содержится птица или животные. Разработать конструкцию желательно так, чтобы загрузка происходила самотеком. Из коровника или свинарника можно проложить под уклоном трубопровод, по которому навоз будет самотеком поступать в бункер. Это существенно облегчает задачу по обслуживанию реактора, да и уборку навоза тоже.

Наиболее целесообразно расположить биогазовую установку так, чтобы отходы с фермы могли поступать самотеком

Обычно строения с животными находятся на некотором отдалении от жилого дома. Потому выработанный газ нужно будет передавать к потребителям. Но протянуть одну газовую трубу дешевле и проще, чем организовывать линию по транспортировке и загрузке навоза.

Биореактор

К емкости для переработки навоза предъявляются довольно жесткие требования:

• Она должна быть непроницаемой для воды и газов. Водонепроницаемость должна действовать в обе стороны: жидкость из биореактора не должна загрязнять почву, а подземные воды не должны изменять состояние сбраживаемой массы.
• Биореактор должен обладать высокой прочностью. Он должен выдерживать массу полужидкого субстрата, давление газа внутри емкости, действующее снаружи давление грунта. В общем, при строительстве биореактора необходимо уделить особое внимание его прочности.

Для домашнего использования и сезонного производства биотоплива (в теплое время года) в малых объемах подойдет пластиковый бак с крышкой

Удобство обслуживания. Более удобные в использовании цилиндрические емкости — горизонтальные или вертикальные. В них перемешивание можно организовать по всему объему, в них не образуется застойных зон. Прямоугольные емкости проще в реализации при строительстве своими руками, но в них в углах часто образуются трещины, там же застаивается субстрат. Перемешивать его по углам очень проблематично.

Все эти требования по строительству биогазовой установки должны выполняться, так как они обеспечивают безопасность и создают нормальные условия для переработки навоза в биогаз.

Из каких материалов можно сделать

Стойкость к агрессивных средам — это основное требование к материалам, из которых можно сделать емкость. Субстрат в биореакторе может иметь кислую или щелочную реакцию. Соответственно материал, из которого изготавливают емкость, должен хорошо переносить различные среды.

Этим запросам отвечают не так много материалов. Первое что приходит на ум — металл. Он прочен, из него можно сделать емкость любой формы. Что хорошо, что использовать можно готовую емкость — какую-то старую цистерну. В этом случае строительство биогазовой установки займет совсем немного времени. Недостаток металла — он вступает в реакцию с химически активными веществами и начинает разрушаться. Для нейтрализации данного минуса металл покрывается защитным покрытием.

Отличный вариант — емкость биореактора из полимера. Пластик химически нейтрален, не гниет, не ржавеет. Только надо выбирать из таких материалов, которые выносят заморозку и нагрев до достаточно высоких температур. Стенки реактора должны быть толстыми, желательно армированными стекловолокном. Такие емкости недешевы, зато они служат долго.

Построить биореактор для выработки биогаза можно и из кирпича, но его надо хорошо заштукатурить с использованием присадок, обеспечивающих гидро- и газо- непроницаемость

Более дешевый вариант — биогазовая установка с емкостью из кирпича, бетонных блоков, камня. Для того чтобы кладка выдерживала высокие нагрузки, необходимо армирование кладки ( в каждом 3-5 ряду в зависимости от толщины стены и материала). После завершения процесса возведения стен для обеспечения водо- и газо- непроницаемости необходима последующая многослойная обработка стен как изнутри, так и снаружи. Стены штукатурят цементно-песчаным составом с добавками (присадками), обеспечивающими требуемые свойства.

Определение размеров реактора

Объем реактора зависит от выбранной температуры переработки навоза в биогаз. Чаще всего выбирается мезофильная — ее легче поддерживать и она предполагает возможность ежедневной дозагрузки реактора. Выработка биогаза после выхода на нормальный режим (порядка 2 дней) идет стабильно, без всплесков и провалов (при создании нормальных условий). В этом случае имеет смысл рассчитать объем биогазовой установки в зависимости от количества навоза, образующегося в хозяйстве за сутки. Все легко подсчитывается, исходя из среднестатистических данных.

Разложение навоза при мезофильных температурах идет от 10 до 20 дней. Соответственно, объем рассчитывается умножением на 10 или 20. При расчете необходимо учитывать количество воды, которое необходимо для приведения субстрата к идеальному состоянию — его влажность должна быть 85-90%. Найденный объем увеличивают на 50%, так как максимальная загрузка не должна превышать 2/3 по объему резервуара — под потолком должен скапливаться газ.

Например, в хозяйстве 5 коров, 10 свиней и 40 кур. За сути образуется 5 * 55 кг + 10 * 4,5 кг + 40 * 0,17 кг = 275 кг + 45 кг + 6,8 кг = 326,8 кг. Чтобы привести куриный помет к влажности 85% необходимо добавить чуть больше 5 литров воды (это еще 5 кг). Итого общая масса получается 331,8 кг. Для переработки за 20 дней необходимо: 331,8 кг * 20 = 6636 кг — около 7 кубов только под субстрат. Найденную цифру умножаем на 1,5 (увеличиваем на 50%), получаем 10,5 куб. Это и будет расчетная величина объема реактора биогазовой установки.

Загрузка и выгрузка

Люки загрузки и разгрузки ведут непосредственно в емкость биореактора. Для того чтобы субстрат равномерно распределялся по всей площади, делают их в противоположных концах емкости.

При заглубленном способе установки биогазовой установки, загрузочные и разгрузочные трубы подходят к корпусу под острым углом. Причем нижний конец трубы должен находится ниже уровня жидкости в реакторе. Таким образом исключается попадание воздуха в емкость. Также на трубах ставят поворотные или отсечные задвижки, которые в нормальном положении закрыты. Открываются они только на время загрузки или выгрузки.

Так как в навозе могут содержаться крупные фрагменты (элементы подстилки, стебли травы и т.д.), трубы малого диаметра будут часто забиваться. Потому для загрузки-выгрузки они должны быть диаметром 20-30 см. Монтировать их необходимо до начала работ по утеплению биогазовой установки, но после того, как емкость установлена на место.

Формы биореакторов и варианты расположения люков загрузки и разгрузки

Наиболее удобный режим работы биогазовой установки — с регулярной загрузкой и выгрузкой субстрата. Данная операция может проводится раз в сутки или раз в двое суток. Навоз и другие компоненты предварительно собираются в накопительной емкости, где доводятся до требуемого состояний — измельчаются, при необходимости увлажняются и перемешиваются. Для удобства в данной емкости может быть механическая мешалка. Подготовленный субстрат выливается в приемный люк. Если расположить приемную емкость на солнце, субстрат будет предварительно нагреваться, что уменьшит затраты на поддержание требуемой температуры.

Глубину установки приемного бункера желательно рассчитать так, чтобы отходы стекали в него самотеком. То же касается выгрузки в биореактор. Лучший случай, если подготовленный субстрат будет двигаться самотеком. А отгораживать его на время подготовки будет заслонка.

Биогазовая установка с мешалкой и подогревом

Для обеспечения герметичности биогазовой установки, люки на приемном бункере и в зоне выгрузки должны иметь герметизирующий резиновый уплотнитель. Чем меньше будет в емкости воздуха, тем чище будет газ на выходе.

Сбор и отвод биогаза

Отведение биогаза из реактора происходит через трубу, один конец которой находится под крышей, второй обычно опущен в гидрозатвор. Это емкость с водой, в которую выводится полученный биогаз. В гидрозатворе есть вторая труба — она находится выше уровня жидкости. В нее выходит уже более чистый биогаз. На выходе их биореактора устанавливается отсечной газовый кран. Лучший вариант — шаровый.

Какие материалы можно использовать для системы передачи газа? Гальванизированные металлические трубы и газовые трубы из ПНД или ППР. Они должны обеспечивать герметичность, швы и стыки проверяются при помощи мыльной пены. Весь трубопровод собирается из труб и арматуры одного диаметра. Без сужений и расширений.

Очищение от примесей

Примерный состав получаемого биогаза такой:

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. Удаление углекислого газа происходит в гидрозатворе, если на дно установки добавить гашеную известь. Такую закладку придется периодически 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 скапливаться конденсат. Недостаток такого способа — необходимость регулярного опорожнения гидрозатвора — при большом количестве собранной воды она может заблокировать проход газа.

Второй способ — поставить фильтр с силикагелем. Принцип тот же, что и в гидрозатворе — газ подается в силикагель, отводится осушенный из-под крышки. При таком способе осушения биогаза, силикагель приходится периодически осушать. Для этого его требуется прогреть некоторое время в микроволновке. Он нагревается, влага испаряется. Можно засыпать и снова использовать.

Фильтр для очистки биогаза от сероводорода

Для удаления сероводорода используется фильтр с загрузкой из металлической стружки. Можно в емкость загрузить старые металлические мочалки. Очищение происходит точно также: газ подается в нижнюю часть заполненной металлом емкости. Проходя, он очищается от сероводорода, собирается в верхней свободной части фильтра, откуда выводится по через другую трубу/шланг.

Газгольдер и компрессор

Прошедший очистку 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 определенным давлением (задается компрессором) поступает уже к потребителю — на газовую плиту или котел. Этот газ также может использоваться для выработки электроэнергии при помощи генератора.

Один из вариантов газгольдеров

Для создания стабильного давления в системе после компрессора желательно установить ресивер — небольшое устройство для нивелирования скачков давления.

Устройства для перемешивания

Чтобы биогазовая установка работала в нормальном режиме, необходимо регулярное перемешивание жидкости в биореакторе. Этот несложный процесс решает множество 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.

Обычно небольшая самодельная биогазовая установка имеет механические 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 он все равно снова попадает в систему и, в результате, оказывается в газгольдере.

Третий способ перемешивания — при помощи фекальных насосов перекачивать субстрат их нижней части, выливать его вверху. Недостаток этого способа — зависимость от наличия электроэнергии.

Система подогрева и теплоизоляция

Без подогрева перерабатываемой жижи размножаться будут психофильные бактерии. Процесс переработки в этом случае займет от 30 дней, а выход газа будет небольшим. Летом, при наличии теплоизоляции и предварительном подогреве загрузки возможен выход на температуры до 40 градусов, когда начинается развитие мезофильных бактерий, но зимой такая установка практически неработоспособна — процессы протекают очень вяло. При температуре ниже +5°C они практически замирают.

Зависимость сроков переработки навоза в биогаз от температуры

Чем греть и где расположить

Для получения лучших результатов используют подогрев. Наиболее рациональный — водяной подогрев от котла. Работать котел может на электричестве, твердом или жидком топливе, также можно запустить его на вырабатываемом биогазе. Максимальная температура, до которой требуется греть воду — +60°C. Более горячие трубы могут вызвать налипание на поверхность частиц, что приведет к снижению эффективности обогрева.

Можно использовать и прямой подогрев — вставить ТЭНы, но во-первых, сложно организовать перемешивание, во-вторых, на поверхности будет налипать субстрат, снижая теплоотдачу, ТЭНы 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 снизить возможность осаждения частиц на греющих элементах, их располагают в зоне мешалки. Только при этом надо 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 рационально располагать нагреватели на стенках метатэнка биогазовой установки.

Способы водяного обогрева

По способу расположения труб обогрев может быть наружным или внутренним. При внутреннем расположении обогрев эффективен, но ремонт и обслуживание нагревателей невозможны без останова и откачки системы. Потому подбору материалов и качеству выполнения соединений уделяют особое внимание.

Обогрев повышает производительность биогазовой установки и сокращает 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 ремонта, а прогрев более равномерный, так как греется среда от стенок. Еще один плюс такого решения — мешалки не могут повредить систему обогрева.

Чем утеплять

На дно котлована насыпается сначала выравнивающий слой песка, затем теплоизоляционный слой. Это может быть глина, перемешанная с соломой и керамзитом, шлаком. Все эти компоненты можно смешать, можно насыпать отдельными слоями. Их выравнивают в горизонт, устанавливают емкость биогазовой установки.

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

Для утепления биореакторов используют современные материалы

Из современных материалов можно использовать экструдированный пенополистирол высокой плотности, газобетонные блоки малой плотности, вспененный пенополиуретан. Наиболее технологичен в данном случае пенополиуретан (ППУ), но услуги по его нанесению недешевы. Зато получается бесшовная теплоизоляция, которая минимизирует затраты на обогрев. Есть еще один теплоизоляционный материал — вспененное стекло. В плитах он очень дорог, но его бой или крошка стоит совсем немного, а по характеристикам он почти идеален: не впитывает влагу, не боится замерзания, хорошо переносит статические нагрузки, имеет низкую теплопроводность.

Источник