Сборка установки для биогаза своими руками - это вполне реальная затея. К тому же стоимость такой работы будет гораздо ниже, чем приобретение уже готовой модели. Использовать полученный ресурс можно для того, чтобы обогревать дом, готовить пищу и еще для многих нужд.
Общая информация
Начать стоит с того, что добыча данного вещества осуществляется в результате процесса брожения биологического субстрата. Здесь можно добавить, что по своему составу полученный газ практически ничем не отличается от обычного природного газа, который используется очень активно в жизни людей. Благодаря этому, некоторые хозяева смогли запустить авто на биогазе своими руками.
Еще один важный факт заключается в том, что биогаз - это экологически чистое сырье, при получении которого не оказывается негативное влияние на окружающую среду. Исходным материалом для получения этого ресурса стали отходы жизнедеятельности, которые нужно утилизировать. Для этого существует специальный реактор, в котором происходит несколько процессов:
- Производство биогаза начинается с того, что биомасса, загруженная в контейнер, подвергается воздействию определенных бактерий. Срок данной обработки зависит от того, сколько вещества было загружено внутрь.
- Внутри реактора действую анаэробные бактерии. Под их воздействием сырье разлагается и выделяется горючая смесь. Состав данного вещества примерно следующий - метан 60%, углекислый газ 35% и еще 5% некоторых других летучих газов. Здесь очень важно отметить, что в результате брожения в малых количествах может выделяться сероводород, который является потенциально опасным веществом. Необходимо иметь средства защиты.
- Установка для получения биогаза своими руками имеет определенные фильтры, которые очищают газ от других ненужных составляющих. После этого ресурс поступает в газгольдер - хранилище, в котором он и остается до момента своего использования.
- Применять газ, который находится в газгольдере, можно точно так же, как и обычный природный. Можно подключить хранилище к газовой печке, котлу и т.д.
- Место, где находится биомасса, называется ферментатором. Необходимо регулярно удалять использованное вещество из этого отдела. Это считается дополнительными затратами труда, однако они окупаются - такая биомасса считается отличным удобрением для использования на огородах.
Кому выгодно иметь оборудование для переработки
Стоит сказать о том, что иметь такое оборудование выгодно не всегда. Во-первых, для эффективной и постоянной работы необходимо иметь доступ к отходам животноводческих ферм. Во-вторых, выработка данного вещества осуществляется неравномерно и сильно зависит от температуры самой биомассы, которая загружается внутрь. Как показывает практика из 1 м3 вещества, можно получить от 70 до 80 м3 биогаза для отопления дома своими руками.
Для того чтобы стабилизировать получение газа, а также сделать этот процесс непрерывным, рекомендуется иметь несколько установок. Суть заключается в том, что закладывать биомассу нужно с определенной разницей во времени в разные реакторы. В таком случае выработка нужного вещества будет осуществляться параллельно, а вот загрузка будет носить последовательный характер.
Что касается самостоятельно сборки такого оборудования, то стоит понимать, что его эффективность будет ниже. Однако и стоимость будет значительно ниже, чем цена на промышленную установку, а потому можно с уверенностью сказать, что самоделка отработает свои деньги.
Плюсы и минусы наличия системы в хозяйстве
Установка оборудования для получения биогаза на даче своими руками имеет как положительные, так и отрицательные стороны, а потому перед началом работ, нужно все обдумать.
- Один из явных плюсов - это утилизация отходов. Наличие такого приспособления позволит более эффективно, а главное, безопасно избавляться от ненужных отходов.
- Второй плюс - это постоянная возобновляемость сырья. Биомасса - это такое вещество, которого всегда в достатке, если имеется свое хозяйство.
- Малое содержание СО2. При обработке и получении биогаза углекислые вещества не выделяются в атмосферу вовсе. Некоторое количество будет попадать в воздух при его использовании, однако это не критично, так как его содержание невелико, и его поглотят окружающие растения.
- Установка биогаза вполне может работать стабильно. Если сравнивать это оборудование с другими источниками, к примеру, солнечными батареями или ветрогенераторами, то они не стабильны, а вот добыча биогаза полностью зависит от деятельности хозяина.
Несмотря на это, у таких установок все же имеются и недостатки. Конечно, биогаз - это намного более чистый материал, но все же его использование оставляет небольшой осадок в атмосфере. Кроме того, могут периодически возникать проблемы с поставкой растительной биомассы. Слишком жадное использование таких реакторов приведет к тому, что будет нарушен баланс в определенной местности.
С чего начинать работу
Для начала работы потребуется наличие чертежа для биогаза (своими руками в домашних условиях можно сделать все почти нуля). На чертеже изображается установка или же вся система, если планируется монтаж более одного реактора. Однако если это первая попытка сборки, то лучше всего начать с простого и заняться сборкой лишь одного объекта. Стоит также добавить, что чем проще будет схема установки, тем надежнее и долговечнее она считается.
Очень важно рассчитать объем ферментатора - это то место, где будет храниться биомасса. Рекомендуется делать его таким, чтобы внутри помещалось 5 м3 сырья. Этого хватит чтобы без проблем отапливать частный дом с площадью до 50 м2 в том случае, если используется газовый котел или печь.
Для того чтобы максимально стабилизировать процесс ферментации внутри камеры, необходимо создать приемлемый температурный режим. Для этого чаще всего роется земляная яма, внутри которой и располагается объект. Если такой возможности нет, то необходимо создать надежную теплоизоляцию другим способом. Некоторые хозяева для обеспечения постоянного подогрева вещества проводят под ферментатором трубу с водяным отоплением.
Подготовка углубления
Оборудование для добычи биогаза своими руками, чертежи которого уже должны быть готовы, практически все помещается под землю. Именно поэтому очень важно тщательно подготовить земляную яму. В настоящее время используется несколько материалов для теплоизоляции ямы. Это может быть пластик, бетон, полимерные кольца.
От того, насколько качественно будет подготовлено днище, а также стенки ямы, будет зависеть интенсивность брожения, а также скорость выхода газа. Кроме того, данный этап считается наиболее сложным и трудоемким. Наиболее оптимальным решением считается приобретение полимерных колец с глухим днищем. Данный товар, конечно, будет стоит больше, чем подручные материалы, однако монтаж этого материала не требует обустройства дополнительной герметизации, что экономит время, деньги и силы. Стоит также помнить, что полимеры являются довольно чувствительными к механическим нагрузкам, а потому обращаться с ними стоит аккуратно, но при этом они очень устойчивы к агрессивным химическим веществам, а также не боятся влаги, что играет ключевую роль. Такой материал не подлежит ремонту, однако его достаточно просто будет заменить на новый.
Сам же процесс достаточно прост и понятен. Необходимо вырыть углубление нужных размеров, а после заниматься монтажном полимерных колец.
Обустройство элементов системы
Для добычи биогаза своими руками в домашних условиях, необходимо иметь систему специальных мешалок. Однако их приобретение и монтаж считается достаточно дорогим удовольствием, а потому можно поступить иначе. Можно значительно снизить материальные расходы, если установить газовый дренаж. Для этого необходимо иметь определенное количество канализационных полимерных труб, которые устанавливаются в яму в вертикальном положении. В них проделывается множество небольших отверстий.
Стоит отметить, что можно использовать не только полимерные, но и металлические трубы. Их преимущество в том, что они гораздо прочнее с точки зрения механических нагрузок, чем полимеры, которые более устойчивы к химическим воздействиям. Однако значительный недостаток металла кроется в скором возникновении коррозии, а потому их все же лучше не устанавливать.
Что касается длины труб, то она рассчитывается исходя из такого значения, как высота заполнения ферментатора. Трубы должны быть несколько выше, чем этот показатель. После этого биореактор уже считается готовым к эксплуатации, и можно приступать к добыче биогаза своими руками в домашних условиях. Однако, так как купола он все еще не имеет, закрыть его можно пленкой, чтобы газ, который будет выделяться в процессе брожения оставался внутри и был под небольшим давлением. Постоянная подача газа в нормальном режиме станет возможна только после монтажа купола и отводящей трубы.
Финальный этап - это сборка купола и труб. Здесь также все довольно просто. Готовый реактор закрывается сверху "крышкой", которая имеет куполообразную форму. В самой верхней точке этой детали закрепляется газоотводящий шланг, который идет к газгольдеру. Здесь важно отметить, что свободное пространство внутри купола является небольшим хранилищем газа, но его мало. По этой причине газ потреблять нужно постоянно, иначе есть риск, что из-за избыточного давления под куполом произойдет взрыв.
Для того чтобы предотвратить смещение газа и воздуха, необходимо плотно закрывать реактор крышкой. Довольно часто обустраивается гидрозатвор, чтобы внутрь не попадали осадки. Еще один важный элемент - это установка системы, которая будет контролировать давление. Нужен клапан, который откроется и выпустит некоторое количество вещества, если давление станет слишком большим.
Подогрев ферментатора
Для того чтобы обустроить отопление биогазом своими руками собственного жилища, нужно тщательно подогревать сам ферментатор. Здесь нужно знать следующее. Микроорганизмы, которые занимаются переработкой субстрата, имеются в биомассе всегда. Однако для их успешного функционирования и размножения требуется постоянная температура в 38 градусов по Цельсию. Для того чтобы в зимний период подогревать реактор можно использовать, к примеру, змеевик, который подключен к отопительной системе дома или электрическому обогревателю. Однако использование электричества для этих целей обычно обходится гораздо дороже, потому подключают именно к системе отопления, чтобы удешевить процесс отопления биогазом своими руками.
Наиболее простой способ - это прокладка трубы под самим реактором. Однако эффективность такой системы довольно низкая. Лучше всего заняться обустройством внешнего подогрева. Идеальным вариантом считается наличие отопительной системы при помощи пара, чтобы биомасса не перегревалась.
Исходное сырье
Добыча биогаза из навоза своими руками - это достаточно просто. Как показали исследования, в навозе любого животного изначально имеется огромное количество микроорганизмов, которых хватит для его переработки. Подавляющее количество таких организмов относится к группе метанообразующих, поэтому добыча газа и стала возможной. Чтобы сделать добычу вещества максимально эффективной, необходимо знать, какое сырье лучше всего использовать. Было доказано, чтобы при совмещении растительной массы, а также биомассы крупного рогатого скота, будет выделяться максимальное количество летучего вещества.
Однако просто совместить эти вещества и засыпать в реактор будет мало. Чтобы поддерживать высокую продуктивность производства биогаза из навоза своими руками, необходимо чтобы влажность субстрата всегда было в районе 85-90%. Важно знать, что воду для смачивания нужно использовать только ту, которая не имеет других химических примесей. Еще один важный нюанс заключается в том, что для протекания эффективного процесса, в жиже не должно быть крупных фрагментов. Если в биомассу будет добавляться еще и растительная часть, то придется сначала ее измельчить.
Кроме того, одним из важных факторов стало поддержание на нужном уровне вещества рН. Пределы, которые считаются нормальными это 6,7-7,6. Обычно количественное содержание кислоты нормальное само по себе и редко развивается быстрее, чем бактерии из метанообразующей группы. Однако если это все же произойдет и кислота будет образовываться быстрее, то выработка газа снизится. Для того чтобы стабилизировать процесс, необходимо в субстрат добавить обычную соду или известь.
Загрузка и выгрузка материала
Что касается расположения люков загрузки и выгрузки, то они должны вести непосредственно в емкость реактора. Здесь важно отметить, что должны они располагаться ниже, чем находится субстрат. Это необходимо сделать для того, чтобы избежать попадания воздуха внутрь ферментатора. Кроме того, трубы должны находиться под острым углом. Люки загрузки и выгрузки должны находиться на противоположных стенках. Эти отверстия обязательно имеют крышку, которой они будут закрываться на протяжении всего периода эксплуатации.
Еще один нюанс касается того, что в навозе могут содержаться разнообразные элементы, к примеру, стебли травы. Это значит, что труба в установке для добычи биогаза своими руками должна быть достаточно широкой. Если она будет малого диаметра, то слишком быстро забьется. Оптимальный диаметр трубы составляет от 20 до 30 см. Стоит добавить, что монтажом труб занимаются до того, как приступить к обустройству теплоизоляции, но уже после монтажа ферментатора в яму.
Максимальной эффективности от установки по добыче биогаза своими руками можно добиться в том случае, если регулярно заниматься загрузкой нового сырья и выгрузкой старого. Такие процедуры нужно проводить либо раз в сутки, либо раз в двое суток. Небольшая хитрость заключается в том, что во время расчета глубины ямы нужно сделать ее такой, чтобы биомасса стекала внутрь ферментатора самотеком.
Очистка
Как уже говорилось ранее, после переработки биомассы выделяются не только метанообразующие вещества. Для того чтобы избавить от неприятного запаха, а также добиться максимального горения от вещества, его необходимо очистить. Удалить нужно такие примеси, как углекислый газ, сероводород, пары воды. Удаление СО2 осуществляется в гидрозатворе. Обустроить его довольно просто - на дно ферментатора необходимо поместить гашеную известь. Однако такую закладку придется иногда менять. Когда газ начинает гореть хуже, значит время замены пришло.
Осушить газ можно двумя разными путями. В первом случае можно обустроить гидрозатворы в газопроводе. В трубу вставляются изогнутые участки, которые и будут использоваться в качестве затворов. В этих местах будет скапливаться конденсат. Однако у метода есть недостаток, который заключается в необходимости периодической очистки затвора от конденсата, так как если жидкости станет слишком много, газ перестанет проходить.
Второй путь - это установка фильтра с силикагелем. Принцип работы здесь тот же, что и в гидрозатворе. Газ проходит через него, а далее подается уже в осушенном виде. Если использовать таком метод, то вместо очистки затвора придется периодически просушивать отсек с силикагелем, который впитывает влагу.
