Biogasinstallatie voor een privéwoning: aanbevelingen voor het regelen van een zelfgemaakt project

Een zuinige eigenaar droomt van goedkope energiebronnen, efficiënte afvalverwerking en het verkrijgen van kunstmest.Een doe-het-zelf biogasinstallatie voor thuis is een goedkope manier om uw droom waar te maken.

Het zelf monteren van dergelijke apparatuur kost een redelijke hoeveelheid geld, en het geproduceerde gas zal een goede hulp zijn in het huishouden: het kan worden gebruikt voor koken, het verwarmen van het huis en andere behoeften.

Laten we proberen de specifieke kenmerken van deze apparatuur, de voor- en nadelen ervan, te begrijpen. En ook of het mogelijk is om zelf een biogasinstallatie te bouwen en of dit effectief zal zijn.

Bijzonderheden over de productie van biogas

Biogas ontstaat door vergisting van een biologisch substraat. Het wordt afgebroken door hydrolytische, zuur- en methaanvormende bacteriën. Het mengsel van gassen geproduceerd door bacteriën is brandbaar, omdat bevat een groot percentage methaan.

De eigenschappen ervan verschillen praktisch niet van aardgas, dat wordt gebruikt voor industriële en huishoudelijke behoeften.

Indien gewenst kan elke huiseigenaar een industrieel gemaakte biogasinstallatie kopen, maar deze is duur en de investering betaalt zich binnen 7-10 jaar terug. Daarom is het logisch om moeite te doen en met uw eigen handen een bioreactor te maken

Biogas is een milieuvriendelijke brandstof en de technologie voor de productie ervan heeft niet veel impact op het milieu. Bovendien worden afvalproducten die moeten worden afgevoerd, gebruikt als grondstof voor biogas.

Ze worden in een bioreactor geplaatst, waar de verwerking plaatsvindt:

• de biomassa wordt enige tijd blootgesteld aan bacteriën. De fermentatieperiode is afhankelijk van de hoeveelheid grondstoffen;
• Als gevolg van de activiteit van anaerobe bacteriën komt een brandbaar mengsel van gassen vrij, waaronder methaan (60%), kooldioxide (35%) en enkele andere gassen (5%). Bij fermentatie komt ook potentieel gevaarlijk waterstofsulfide in kleine hoeveelheden vrij. Het is giftig, dus het is zeer onwenselijk dat mensen eraan worden blootgesteld;
• het mengsel van gassen uit de bioreactor wordt gezuiverd en naar een gastank gevoerd, waar het wordt opgeslagen totdat het voor het beoogde doel wordt gebruikt;
• gas uit een gastank kan op dezelfde manier worden gebruikt als aardgas. Het gaat naar huishoudelijke apparaten - gasfornuizen, verwarmingsketels, enz.;
• Afgebroken biomassa moet regelmatig uit de vergister worden verwijderd. Dit is extra arbeid, maar de moeite loont. Na fermentatie verandert de grondstof in hoogwaardige meststof, die wordt gebruikt in velden en moestuinen.

Een biogasinstallatie is alleen gunstig voor de eigenaar van een privéwoning als hij voortdurend toegang heeft tot afval van veehouderijen. Gemiddeld vanaf 1 kubieke meter. Je kunt 70-80 kubieke meter substraat krijgen. biogas, maar de gasproductie is ongelijkmatig en hangt van veel factoren af, waaronder temperaturen van biomassa. Dit bemoeilijkt berekeningen.

Biogasinstallaties zijn ideaal voor boerderijen. Dierlijk afval kan voldoende gas leveren om woongebouwen en bijgebouwen volledig te verwarmen

Om het gasproductieproces stabiel en continu te laten verlopen, kun je het beste meerdere biogasinstallaties bouwen en het substraat met een tijdsverschil aan de vergisters toevoegen.Dergelijke installaties werken parallel en grondstoffen worden er opeenvolgend in geladen.

Hierdoor is een constante productie van gas gegarandeerd, zodat dit continu aan huishoudelijke apparaten kan worden geleverd.

Idealiter zou de bioreactor moeten worden verwarmd. Elke 10 graden hitte verhoogt de gasproductie met de helft. Hoewel een verwarmingsinstallatie investeringen vergt, betaalt dit zich uit in een grotere ontwerpefficiëntie

Eigengemaakt biogas apparatuur, samengesteld uit schrootmateriaal, is veel goedkoper dan industriële productie-installaties. De efficiëntie is lager, maar het is de investering zeker waard. Als u toegang heeft tot mest en de wens heeft om uw eigen inspanningen te leveren om de structuur in elkaar te zetten en te onderhouden, is dit zeer winstgevend.

Voor- en nadelen van het systeem

Biogasinstallaties hebben veel voordelen, maar er zijn ook veel nadelen. Voordat u met het ontwerp en de bouw begint, moet u alles afwegen:

• Recycling. Dankzij een biogasinstallatie kunt u maximaal profiteren van afval dat anders afgevoerd zou moeten worden. Deze verwijdering is minder gevaarlijk voor het milieu dan storten.
• Hernieuwbaarheid van grondstoffen. Biomassa is geen steenkool of aardgas, waarvan de winning de hulpbronnen uitput. Bij de landbouw verschijnen voortdurend grondstoffen.
• Relatief kleine hoeveelheid CO2. Wanneer gas wordt geproduceerd, wordt het milieu niet vervuild, maar wanneer het wordt gebruikt, komt er een kleine hoeveelheid koolstofdioxide vrij in de atmosfeer. Het is niet gevaarlijk en kan de omgeving niet kritisch veranderen, omdat... het wordt tijdens de groei door planten opgenomen.
• Matige zwavelafgifte. Bij de verbranding van biogas komt een kleine hoeveelheid zwavel in de atmosfeer terecht.Dit is een negatief fenomeen, maar de omvang ervan kan in vergelijking worden gezien: bij de verbranding van aardgas is de milieuvervuiling met zwaveloxiden veel groter.
• Stabiel werk. De productie van biogas is stabieler dan arbeid zonnepanelen of windturbines. Hoewel zonne- en windenergie niet onder controle kunnen worden gehouden, zijn biogasinstallaties afhankelijk van menselijke activiteit.
• Er kunnen meerdere instellingen worden gebruikt. Gas brengt altijd risico's met zich mee. Om de potentiële schade bij een ongeval te beperken, kunnen er meerdere biogasinstallaties over het terrein verspreid staan. Als een systeem van meerdere fermentoren goed is ontworpen en geassembleerd, zal het stabieler werken dan een enkele grote bioreactor.
• Voordelen voor de landbouw. Sommige soorten planten worden geplant om biomassa te verkrijgen. U kunt er een kiezen die de toestand van de bodem verbetert. Sorghum vermindert bijvoorbeeld bodemerosie en verbetert de kwaliteit ervan.

Biogas heeft ook nadelen. Hoewel het een relatief schone brandstof is, vervuilt het nog steeds de atmosfeer. Ook kunnen er problemen zijn met het aanbod van plantaardige biomassa.

Onverantwoordelijke planteneigenaren oogsten het vaak op zo'n manier dat ze het land uitputten en het ecologische evenwicht verstoren.

Berekening van de winstgevendheid van de installatie

Koeienmest wordt doorgaans gebruikt als grondstof voor de productie van biogas. Eén volwassen koe kan genoeg produceren voor 1,5 kubieke meter. brandstof; varken – 0,2 kubieke meter; kip of konijn (afhankelijk van lichaamsgewicht) – 0,01-0,02 kubieke meter. Om te begrijpen of dit veel of weinig is, kunt u het vergelijken met meer bekende soorten bronnen.

1 kubieke meter Biogas levert dezelfde hoeveelheid thermische energie als:

• brandhout – 3,5 kg;
• steenkool – 1-2 kg;
• elektriciteit – 9-10 kW/u.

Als je ongeveer weet hoeveel landbouwafval er de komende jaren beschikbaar zal zijn en hoeveel energie daarvoor nodig is, kun je de winstgevendheid van een biogasinstallatie berekenen.

Een van de belangrijkste nadelen van de productie van biogas is de geur. De mogelijkheid om kleine composthopen te gebruiken is een groot pluspunt, maar je zult het ongemak moeten verdragen en het proces zorgvuldig moeten controleren om de verspreiding van ziekteverwekkers niet te veroorzaken

Om het in de bioreactor te plaatsen, wordt een substraat bereid, dat verschillende componenten in de volgende verhoudingen bevat:

• mest (beste koe of varkensvlees) – 1,5 t;
• organisch afval (dit kunnen rotte bladeren of andere componenten van plantaardige oorsprong zijn) – 3,5 t;
• water verwarmd tot 35 graden (de hoeveelheid warm water wordt zo berekend dat de massa 65-75% van de totale hoeveelheid organisch materiaal bedraagt).

De berekening van het substraat is gemaakt voor één plaatsing gedurende zes maanden, op basis van een matig gasverbruik. Na ongeveer 10-15 dagen zal het fermentatieproces de eerste resultaten opleveren: gas zal in kleine hoeveelheden verschijnen en de opslag beginnen te vullen. Na 30 dagen kunt u een volledige brandstofproductie verwachten.

Apparatuur voor de productie van biogas is in ons land nog niet bijzonder wijdverspreid. Dit is grotendeels te wijten aan het slechte bewustzijn van mensen over de voordelen en kenmerken van biogassystemen. In China en India zijn veel kleine boerderijen uitgerust met geïmproviseerde fabrieken om extra schone brandstof te produceren

Als de installatie goed werkt, zal de hoeveelheid biogas geleidelijk toenemen totdat het substraat gaat rotten. De prestaties van de structuur zijn rechtstreeks afhankelijk van de snelheid van de biomassafermentatie, die op zijn beurt verband houdt met de temperatuur en vochtigheid van het substraat.

Instructies voor zelfbouw

Als u geen ervaring heeft met het assembleren van complexe systemen, is het zinvol om online de eenvoudigste tekening van een biogasinstallatie voor een privéwoning te selecteren of te ontwikkelen.

Hoe eenvoudiger het ontwerp, hoe betrouwbaarder en duurzamer het is. Later, wanneer u vaardigheden ontwikkelt in het bouwen en hanteren van het systeem, kunt u de apparatuur opnieuw uitvoeren of een extra installatie installeren.

Dure industriële ontwerpen omvatten systemen voor het mengen van biomassa, automatische verwarming, gaszuivering, enz. Huishoudelijke apparatuur is niet zo ingewikkeld. Het is beter om een ​​eenvoudige installatie samen te stellen en vervolgens de benodigde elementen toe te voegen

Bij het berekenen van het volume van de vergister moet u zich concentreren op 5 kubieke meter. Met deze installatie kunt u de hoeveelheid gas verkrijgen die nodig is om een ​​privéwoning met een oppervlakte van 50 vierkante meter te verwarmen, als een gasboiler of kachel als warmtebron wordt gebruikt.

Dit is een gemiddeld cijfer, omdat De calorische waarde van biogas bedraagt ​​doorgaans niet meer dan 6000 kcal/m3.

Om het fermentatieproces min of meer stabiel te laten verlopen, is het noodzakelijk om de juiste temperatuuromstandigheden te bereiken. Om dit te doen, wordt de bioreactor in een aarden put geïnstalleerd of wordt vooraf een betrouwbare thermische isolatie bedacht. Een constante verwarming van het substraat kan worden verzekerd door een waterverwarmingsbuis onder de bodem van de vergister te plaatsen

De bouw van een biogasinstallatie kan in verschillende fasen worden verdeeld.

Fase 1 - voorbereiding van de put voor de bioreactor

Vrijwel de gehele biogasinstallatie bevindt zich ondergronds, dus veel hangt af van hoe de put is gegraven en afgewerkt. Er zijn verschillende opties om de wanden te versterken en de put af te dichten: plastic, beton, polymeerringen.

De optimale oplossing is om kant-en-klare polymeerringen met een stevige bodem aan te schaffen. Ze kosten meer dan de beschikbare materialen, maar er is geen extra afdichting vereist. Polymeren zijn gevoelig voor mechanische belastingen, maar zijn niet bang voor vocht en chemisch agressieve stoffen. Ze kunnen niet worden gerepareerd, maar indien nodig kunnen ze eenvoudig worden vervangen.

De intensiteit van de fermentatie van het substraat en het vrijkomen van gas zijn afhankelijk van de voorbereiding van de wanden en bodem van de bioreactor, dus de put wordt zorgvuldig versterkt, geïsoleerd en afgedicht. Dit is de moeilijkste en meest tijdrovende fase van het werk

Fase 2 - opstelling van gasafvoer

Het aanschaffen en installeren van speciale mengers voor biogasinstallaties is een dure aangelegenheid. Het systeem kan goedkoper gemaakt worden door het aanleggen van gasdrainage. Het bestaat uit verticaal geïnstalleerd polymeer rioolbuizen, waarin veel gaten zijn gemaakt.

Bij het berekenen van de lengte van afvoerleidingen moet u zich concentreren op de geplande vuldiepte van de bioreactor. De bovenkanten van de leidingen moeten zich boven dit niveau bevinden.

Voor gasafvoer kunt u kiezen voor metalen of polymeerbuizen. De eerste zijn sterker en de laatste zijn beter bestand tegen chemische invloeden. Het is beter om de voorkeur te geven aan polymeren, omdat metaal zal snel roesten en rotten

U kunt het substraat onmiddellijk in de voltooide bioreactor laden. Het is bedekt met een film zodat het gas dat vrijkomt tijdens het fermentatieproces onder lichte druk staat. Wanneer de koepel klaar is, zorgt deze voor een normale aanvoer van biomethaan via de afvoerleiding.

Fase 3 - installatie van de koepel en pijpen

De laatste fase van het monteren van de eenvoudigste biogasinstallatie is de installatie van het bovenste deel van de koepel. Installeer op het hoogste punt van de koepel een gasafvoerpijp en rek deze uit gas houder, waar je niet zonder kunt.

De bioreactorcontainer wordt afgesloten met een strak deksel. Om te voorkomen dat biomethaan zich met lucht vermengt, is er een waterslot geïnstalleerd. Het dient ook voor gaszuivering. Er moet een ontlastklep aanwezig zijn die in werking treedt als de druk in de vergister te hoog wordt.

Lees meer over het maken van biogas uit mest in dit materiaal.

De vrije ruimte van de bioreactor doet voor een deel dienst als gasopslag, maar dit is niet voldoende voor een veilige werking van de installatie. Gas moet constant worden verbruikt, anders is een explosie door overdruk onder de koepel mogelijk

Methoden voor het verwarmen van een bioreactor

Micro-organismen die het substraat verwerken zijn voortdurend in de biomassa aanwezig, maar hebben voor hun intensieve voortplanting een temperatuur van 38 graden of hoger nodig.

Voor verwarming tijdens koude periodes kunt u een spiraal gebruiken die is aangesloten op het verwarmingssysteem van uw huis of elektrische kachels. De eerste methode is zuiniger en wordt daarom vaker gebruikt.

De biogasinstallatie hoeft niet in de grond te worden ingegraven, er zijn andere mogelijkheden voor opstelling. Een voorbeeld van de werking van een systeem samengesteld uit vaten wordt getoond in de onderstaande video.

De eenvoudigste manier om verwarming van onderaf te regelen is door een leiding vanaf het verwarmingssysteem te leggen, maar het rendement van een dergelijke warmtewisselaar is relatief laag. Het is beter om externe verwarming te regelen, idealiter stoom, zodat de biomassa niet oververhit raakt

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Hoewel er niets ingewikkelds is aan het assembleren en regelen van biogasapparatuur, moet u uiterst alert zijn op details. Fouten zijn onaanvaardbaar, omdat kan leiden tot explosies en vernietiging. We bieden video-instructies die u helpen het ontwerp van de installaties te begrijpen, ze correct te monteren en aan te vullen met handige apparaten voor een handiger gebruik van biogas.

De video beschrijft hoe een standaard biogasinstallatie werkt en werkt:

Een voorbeeld van een zelfgemaakte biogasinstallatie. Video-tutorial over hoe u een systeem met uw eigen handen kunt opzetten:

Video-instructies voor het monteren van een biogasinstallatie uit een vat:

Beschrijving van het productieproces van substraatmixers:

Gedetailleerde beschrijving van de werking van een zelfgemaakte gasopslag:

Hoe eenvoudig de gekozen biogasinstallatie voor een particuliere woning ook is, u moet er niet op bezuinigen. Indien mogelijk is het beter om een ​​opvouwbare industriële bioreactor te kopen.

Zo niet, maak het dan van hoogwaardige en duurzame materialen: polymeren, beton of roestvrij staal. Hiermee kunt u thuis een echt betrouwbaar en veilig gastoevoersysteem creëren.

Heeft u vragen over het onderwerp van het artikel, heeft u tekortkomingen gevonden of heeft u waardevolle informatie die u met onze lezers kunt delen? Laat uw opmerkingen achter, stel vragen, deel uw ervaringen.