Питання отримання метану цікавий тим власникам приватних господарств, хто займається розведенням птиці або свиней, а також тримає рогата худоба. Як правило, в таких господарствах виробляється значна кількість органічних відходів життєдіяльності тварин, вони-то і можуть принести чималу користь, ставши джерелом дешевого палива. Мета даного матеріалу - розповісти, як добути біогаз в домашніх умовах, використовуючи ці самі відходи.
Загальні відомості про біогаз Одержуваний з різного гною і пташиного посліду домашній біогаз здебільшого складається з метану. Там його від 50 до 80% залежно від того, чиї відходи життєдіяльності використовувалися для виробництва. Того самого метану, що горить в наших плитах і котлах, і за який ми платимо часом чималі гроші згідно з показаннями лічильника.
Частка, що залишилася речовин (25-45%), з яких складається домашній біогаз, припадає на вуглекислий газ (до 43%) і сірководень (1%). Також у складі пального присутній азот, аміак і кисень, але в незначних кількостях. До речі, саме завдяки виділенню сірководню та аміаку гнойова купа видає такий знайомий «приємний» запах. Що стосується енергетичного змісту, то 1 м3 метану теоретично може виділити при спалюванні до 25 МДж (6.95 кВт) теплової енергії. Питома теплота згоряння біогазу залежить від частки метану в його складі.
Для довідки. На практиці перевірено, що для обігріву утепленого будинку, що знаходиться в середній смузі, потребно близько 45 м3 біологічного пального на 1 м2 площі за опалювальний сезон. Природою влаштовано так, що біогаз із гною утворюється мимовільно і незалежно від того, хочемо його отримувати чи ні. Гнойова купа перегниває протягом року - півтора, просто перебуваючи на відкритому повітрі і навіть при негативній температурі. Весь цей час вона виділяє біогаз, але тільки в невеликих кількостях, оскільки процес розтягнуто в часі. Причиною служать сотні видів мікроорганізмів, що знаходяться в екскрементах тварин. Тобто, для початку газовиділення нічого не потрібно, воно відбуватиметься самостійно. А ось для оптимізації процесу і його прискорення потрібно спеціальне обладнання, про що піде мова далі.
Технологія отримання біогазу Суть ефективного виробництва - прискорення природного процесу розкладання органічної сировини. Для цього знаходилися в ньому бактеріям необхідно створити найкращі умови для розмноження та переробки відходів. І перша умова - помістити сировину в закриту ємність - реактор, інакше - генератор біогазу. Відходи подрібнюються і перемішуються в реакторі з розрахунковою кількістю чистої води до отримання вихідного субстрату. Примітка. Чиста вода необхідна для того, щоб в субстрат НЕ потрапили речовини, які згубно впливають на життєдіяльність бактерій. Як наслідок, процес бродіння може сильно сповільнитися.
Промислова установка з виробництва біогазу обладнана підігрівом субстрату, засобами перемішування і контролю над кислотністю середовища. Перемішування виконується з метою видалити з поверхні тверду кірку, що виникає під час бродіння і заважає виділенню біогазу. Тривалість технологічного процесу - не менше 15 днів, за цей час ступінь розкладу досягає 25%. Вважається, що максимальний вихід пального відбувається до 33% розкладання біомаси.
Технологією передбачається щоденне оновлення субстрату, так забезпечується інтенсивне отримання газу з гною, в промислових установках воно обчислюється сотнями кубічних метрів в день. Частина відпрацьованої маси в розмірі близько 5% від загального обсягу видаляється з реактора, а на її місце завантажується стільки ж свіжого біологічної сировини. Відпрацьований матеріал використовується як органічне добриво полів.
Схема біогазової установки Отримуючи біогаз в домашніх умовах, неможливо створити настільки сприятливі умови для мікроорганізмів, як у промисловому виробництві. І в першу чергу це твердження стосується організації підігріву генератора. Як відомо, це вимагає витрат енергії, що веде до істотного подорожчання собівартості пального. Контролювати дотримання слабощелочной середовища, притаманною процесу бродіння, цілком можливо. Тільки як її коригувати в разі відхилень? Знову витрати.
Власникам приватних господарств, бажаючим видобувати біогаз своїми руками, рекомендується виготовити реактор простої конструкції з доступних матеріалів, а потім його модернізувати в силу своїх можливостей. Що треба зробити: • герметично закривається ємність об'ємом не менше 1 м3. Різні баки і бочки малих розмірів теж підійдуть, але пального з них буде виділятися мало через недостатньої кількості сировини. Такі обсяги виробництва вас не влаштують;
• організовуючи виробництво біогазу в домашніх умовах, ви навряд чи станете робити підігрів ємності, а ось утеплити її потрібно обов'язково. Інший варіант - заглибити реактор в землю, виконавши теплову ізоляцію верхній частині; • встановити в реакторі ручну мішалку будь-якої конструкції, вивівши рукоятку через верхню кришку. Вузол проходу ручки повинен бути герметичним; • передбачити патрубки для подачі і вивантаження субстрату, а також для відбору біогазу.
Як отримати біогаз в домашніх умовах? Операція перша - подрібнення відходів до фракції, чий розмір не більше 10 мм. Так набагато легше приготувати субстрат, та й бактеріям буде простіше переробляти сировину. Отримана маса ретельно перемішується з водою, її кількість - близько 0.7 л на 1 кг органіки. Як вже сказано вище, воду слід використовувати тільки чисту. Потім субстратом заповнюється біогазова установка, зроблена своїми руками, після чого реактор герметично закривається.
Кілька разів протягом дня треба навідуватися до ємності, щоб перемішати вміст. На 5-й день можна перевіряти наявність газу, і якщо він постане, періодично відкачувати його компресором в балон. Якщо цього вчасно не робити, то тиск усередині реактора зросте і бродіння сповільниться, а то і зупиниться зовсім. Через 15 днів треба здійснювати вивантаження частини субстрату і додавання такого ж кількість нового. Подробиці можна дізнатися, переглянувши відео:
Висновок Цілком імовірно, що найпростіша установка для отримання біогазу не забезпечить всі ваші потреби. Але, враховуючи нинішню вартість енергоресурсів, це вже буде чималим підмогою в домашньому господарстві, адже за вихідна сировина вам платити не доводиться. З часом, щільно займаючись виробництвом, ви зможете вловити всі особливості і провести необхідне удосконалення установки.
