Bioplynová stanice pro soukromý dům: doporučení pro uspořádání domácího projektu

Spořivý majitel sní o levných energetických zdrojích, efektivní likvidaci odpadu a získávání hnojiv.Domácí bioplynová stanice pro kutily je levný způsob, jak si splnit svůj sen.

Vlastní montáž takového zařízení bude stát rozumné peníze a vyrobený plyn bude dobrým pomocníkem v domácnosti: lze jej použít k vaření, vytápění domu a dalším potřebám.

Pokusme se pochopit specifika tohoto zařízení, jeho výhody a nevýhody. A také zda je možné postavit bioplynovou stanici svépomocí a zda bude efektivní.

Specifika výroby bioplynu

Bioplyn vzniká jako výsledek fermentace biologického substrátu. Rozkládají ho hydrolytické, kyselinotvorné a metanotvorné bakterie. Směs plynů produkovaných bakteriemi je hořlavá, protože obsahuje velké procento metanu.

Jeho vlastnosti se prakticky neliší od zemního plynu, který se používá pro průmyslové a domácí potřeby.

Na přání si každý majitel domu může pořídit průmyslovou bioplynovou stanici, ale je to drahé a investice se vrátí do 7-10 let. Proto má smysl vyvinout úsilí a vyrobit bioreaktor vlastníma rukama

Bioplyn je ekologické palivo a technologie jeho výroby nemá velký dopad na životní prostředí. Kromě toho se jako suroviny pro bioplyn používají odpadní produkty, které je třeba likvidovat.

Jsou umístěny v bioreaktoru, kde dochází ke zpracování:

• biomasa je po určitou dobu vystavena působení bakterií. Doba kvašení závisí na objemu surovin;
• V důsledku činnosti anaerobních bakterií se uvolňuje hořlavá směs plynů, která zahrnuje metan (60 %), oxid uhličitý (35 %) a některé další plyny (5 %). Fermentací se také v malých množstvích uvolňuje potenciálně nebezpečný sirovodík. Je jedovatý, takže je vysoce nežádoucí, aby mu byli lidé vystaveni;
• směs plynů z bioreaktoru je čištěna a přiváděna do plynové nádrže, kde je skladována, dokud není použita k určenému účelu;
• plyn z plynojemu lze využívat stejně jako zemní plyn. Jde na domácí spotřebiče - plynové sporáky, topné kotle atd.;
• Rozložená biomasa musí být pravidelně odstraňována z fermentoru. Je to práce navíc, ale vynaložené úsilí se vyplatí. Po fermentaci se surovina mění na kvalitní hnojivo, které se používá na polích a v zeleninových zahradách.

Bioplynová stanice je pro majitele soukromého domu výhodná pouze v případě, že má neustálý přístup k odpadu z chovů hospodářských zvířat. V průměru od 1 metru krychlového. Můžete získat 70-80 kubíků substrátu. bioplyn, ale produkce plynu je nerovnoměrná a závisí na mnoha faktorech, včetně teploty biomasy. To komplikuje výpočty.

Bioplynové stanice jsou ideální pro farmy. Živočišný odpad může poskytnout dostatek plynu k plnému vytápění obytných prostor a hospodářských budov

Aby byl proces výroby plynu stabilní a kontinuální, je nejlepší postavit několik bioplynových stanic a substrát přidávat do fermentorů s časovým odstupem.Taková zařízení fungují paralelně a suroviny se do nich nakládají postupně.

Tím je zaručena stálá produkce plynu, takže jej lze nepřetržitě dodávat do domácích spotřebičů.

V ideálním případě by měl být bioreaktor zahřátý. Každých 10 stupňů tepla zvyšuje produkci plynu o polovinu. Instalace vytápění sice vyžaduje investice, ale vyplatí se ve větší efektivitě návrhu

Domácí výroba zařízení na bioplyn, sestavený z odpadových materiálů, je mnohem levnější než průmyslová výrobní zařízení. Jeho účinnost je nižší, ale investice se vyplatí. Pokud máte přístup ke hnoji a chcete vynaložit vlastní úsilí na sestavení a údržbu konstrukce, je to velmi výhodné.

Výhody a nevýhody systému

Bioplynové stanice mají mnoho výhod, ale také mnoho nevýhod, takže před zahájením návrhu a výstavby byste měli vše zvážit:

• Recyklace. Díky bioplynové stanici můžete získat maximální užitek z odpadu, který by se jinak musel likvidovat. Tato likvidace je pro životní prostředí méně nebezpečná než skládkování.
• Obnovitelnost surovin. Biomasa není uhlí nebo zemní plyn, jehož těžba vyčerpává zdroje. Při hospodaření se suroviny objevují neustále.
• Relativně malé množství CO2. Při výrobě plynu nedochází ke znečišťování životního prostředí, ale při jeho použití se do atmosféry uvolňuje malé množství oxidu uhličitého. Není nebezpečný a není schopen kriticky změnit prostředí, protože... je absorbován rostlinami během růstu.
• Mírné uvolňování síry. Při spalování bioplynu se do atmosféry uvolňuje malé množství síry.Jde o negativní jev, ale jeho rozsah lze vidět při srovnání: při spalování zemního plynu je znečištění životního prostředí oxidy síry mnohem větší.
• Stabilní práce. Výroba bioplynu je stabilnější než práce solární panely nebo větrné turbíny. Zatímco solární a větrnou energii nelze kontrolovat, bioplynové stanice jsou závislé na lidské činnosti.
• Lze použít více nastavení. Plyn vždy nese rizika. Pro snížení potenciálních škod v případě havárie může být několik bioplynových stanic rozmístěno po celém areálu. Pokud je systém několika fermentorů správně navržen a sestaven, bude fungovat stabilněji než jeden velký bioreaktor.
• Výhody pro zemědělství. Některé druhy rostlin se vysazují za účelem získání biomasy. Můžete si vybrat takové, které zlepšují stav půdy. Čirok například snižuje erozi půdy a zlepšuje její kvalitu.

Bioplyn má také nevýhody. Přestože jde o relativně čisté palivo, stále znečišťuje atmosféru. Problémy mohou nastat i s přísunem rostlinné biomasy.

Nezodpovědní majitelé rostlin ji často sklízejí tak, že vyčerpávají půdu a narušují ekologickou rovnováhu.

Výpočet rentability instalace

Kravský trus se obvykle používá jako surovina pro výrobu bioplynu. Jedna dospělá kráva může vyprodukovat dost, aby poskytla 1,5 metru krychlového. palivo; prase – 0,2 metrů krychlových; kuře nebo králík (v závislosti na tělesné hmotnosti) – 0,01-0,02 metrů krychlových. Abyste pochopili, zda je to hodně nebo málo, můžete to porovnat se známějšími typy zdrojů.

1 metr krychlový bioplyn poskytuje stejné množství tepelné energie jako:

• palivové dřevo – 3,5 kg;
• uhlí – 1-2 kg;
• elektřina – 9-10 kW/h.

Pokud znáte přibližnou hmotnost zemědělského odpadu, který bude k dispozici v následujících letech, a množství potřebné energie, můžete vypočítat ziskovost bioplynové stanice.

Jednou z hlavních nevýhod výroby bioplynu je zápach. Schopnost používat malé kompostové hromady je velkým plusem, ale budete muset vydržet nepohodlí a pečlivě kontrolovat proces, abyste nevyvolali šíření patogenů

Pro vložení do bioreaktoru se připraví substrát, který obsahuje několik složek v následujících poměrech:

• hnůj (nejlépe kravské nebo vepřové) – 1,5 t;
• organický odpad (může se jednat o shnilé listí nebo jiné složky rostlinného původu) – 3,5 t;
• voda ohřátá na 35 stupňů (množství teplé vody se vypočítá tak, že její hmotnost je 65-75% z celkového množství organické hmoty).

Výpočet podkladu byl proveden pro jednu pokládku po dobu šesti měsíců na základě mírné spotřeby plynu. Po asi 10-15 dnech poskytne fermentační proces první výsledky: plyn se objeví v malých množstvích a začne plnit zásobník. Po 30 dnech můžete očekávat plnou produkci paliva.

Zařízení na výrobu bioplynu u nás zatím není nijak zvlášť rozšířené. Je to z velké části způsobeno špatnou informovaností lidí o výhodách a vlastnostech bioplynových systémů. V Číně a Indii je mnoho malých farem vybaveno provizorními závody na výrobu dalšího čistého paliva

Pokud instalace funguje správně, objem bioplynu bude postupně narůstat, až substrát hnije. Výkon konstrukce přímo závisí na rychlosti fermentace biomasy, která zase souvisí s teplotou a vlhkostí substrátu.

Pokyny pro vlastní výstavbu

Pokud nemáte žádné zkušenosti s montáží složitých systémů, má smysl vybrat si online nebo vytvořit nejjednodušší výkres bioplynové stanice pro soukromý dům.

Čím jednodušší je design, tím je spolehlivější a odolnější. Později, až si osvojíte dovednosti v budování a manipulaci se systémem, můžete zařízení předělat nebo nainstalovat další instalaci.

Mezi drahé průmyslové návrhy patří systémy pro míchání biomasy, automatické vytápění, čištění plynu atd. Vybavení domácnosti není tak složité. Je lepší sestavit jednoduchou instalaci a poté přidat potřebné prvky

Při výpočtu objemu fermentoru byste se měli zaměřit na 5 metrů krychlových. Tato instalace umožňuje získat množství plynu potřebné k vytápění soukromého domu o rozloze 50 metrů čtverečních, pokud je jako zdroj tepla použit plynový kotel nebo sporák.

Toto je průměrné číslo, protože Kalorický obsah bioplynu obvykle není vyšší než 6000 kcal/m3.

Aby proces fermentace probíhal víceméně stabilně, je nutné dosáhnout správných teplotních podmínek. K tomu je bioreaktor instalován v hliněné jámě nebo je předem promyšlena spolehlivá tepelná izolace. Konstantní ohřev substrátu lze zajistit umístěním trubky ohřevu vody pod základnu fermentoru

Výstavbu bioplynové stanice lze rozdělit do několika etap.

Fáze 1 - příprava jámy pro bioreaktor

Téměř celá bioplynová stanice je pod zemí, takže hodně záleží na tom, jak byla jáma vykopána a dokončena. Existuje několik možností pro zpevnění stěn a utěsnění jámy - plastové, betonové, polymerové kroužky.

Optimálním řešením je nákup hotových polymerových kroužků s pevným dnem. Budou stát více než dostupné materiály, ale nebude vyžadováno žádné další těsnění. Polymery jsou citlivé na mechanické zatížení, ale nebojí se vlhkosti a chemicky agresivních látek. Nelze je opravit, ale v případě potřeby je lze snadno vyměnit.

Intenzita fermentace substrátu a uvolňování plynu závisí na přípravě stěn a dna bioreaktoru, proto je jáma pečlivě zpevněna, izolována a utěsněna. Toto je nejobtížnější a časově nejnáročnější fáze práce

Etapa 2 - uspořádání odvodu plynu

Nákup a instalace speciálních směšovačů pro bioplynové stanice je nákladná záležitost. Systém lze zlevnit instalací odvodu plynu. Skládá se z vertikálně instalovaného polymeru kanalizační potrubí, ve kterém je vytvořeno mnoho otvorů.

Při výpočtu délky drenážního potrubí byste se měli zaměřit na plánovanou hloubku plnění bioreaktoru. Vrcholy trubek musí být nad touto úrovní.

Pro odvod plynu si můžete vybrat kovové nebo polymerové trubky. První jsou pevnější a druhé jsou odolnější vůči chemickým vlivům. Je lepší dát přednost polymerům, protože kov rychle rezaví a hnije

Substrát můžete ihned naložit do hotového bioreaktoru. Je pokryta filmem, takže plyn uvolněný během fermentačního procesu je pod mírným tlakem. Když je kopule připravena, zajistí to normální přívod biometanu výstupním potrubím.

Fáze 3 - instalace kopule a potrubí

Poslední fází montáže nejjednodušší bioplynové stanice je instalace vrchní části kopule. V nejvyšším bodě kopule nainstalujte výfukové potrubí plynu a natáhněte ho držák plynu, bez kterého se neobejdete.

Nádoba bioreaktoru je uzavřena těsným víkem. Aby se zabránilo smíchání biometanu se vzduchem, je instalován vodní uzávěr. Slouží také k čištění plynu. Musí být zajištěn vypouštěcí ventil, který bude fungovat, pokud je tlak ve fermentoru příliš vysoký.

Přečtěte si více o tom, jak vyrobit bioplyn z hnoje v tomto materiálu.

Volný prostor bioreaktoru do určité míry slouží jako zásobník plynu, to však pro bezpečný provoz zařízení nestačí. Plyn musí být spotřebováván neustále, jinak je možný výbuch z přetlaku pod kopulí

Způsoby ohřevu bioreaktoru

Mikroorganismy, které zpracovávají substrát, jsou v biomase neustále přítomny, ale pro svou intenzivní reprodukci potřebují teplotu 38 stupňů a vyšší.

Pro vytápění v chladných obdobích můžete použít spirálu připojenou k domácímu topnému systému nebo elektrické ohřívače. První metoda je ekonomičtější, proto se používá častěji.

Bioplynová stanice nemusí být zakopána v zemi, existují i ​​jiné možnosti uspořádání. Příklad fungování systému sestaveného ze sudů je na videu níže.

Nejjednodušší způsob, jak uspořádat vytápění zespodu, je položit potrubí z topného systému, ale účinnost takového výměníku tepla je poměrně nízká. Je lepší zařídit externí vytápění, ideálně parní, aby se biomasa nepřehřívala

Závěry a užitečné video k tématu

Přestože montáž a uspořádání zařízení na bioplyn není nic složitého, je třeba věnovat maximální pozornost detailům. Chyby jsou nepřijatelné, protože může vést k výbuchu a zničení. Nabízíme videonávody, které vám pomohou pochopit konstrukci zařízení, správně je sestavit a doplnit o užitečná zařízení pro pohodlnější využití bioplynu.

Video popisuje, jak funguje a funguje standardní bioplynová stanice:

Příklad domácí bioplynové stanice. Video tutoriál o tom, jak nastavit systém vlastníma rukama:

Video návod na sestavení bioplynové stanice ze sudu:

Popis výrobního procesu míchaček substrátu:

Podrobný popis provozu domácího zásobníku plynu:

Bez ohledu na to, jak jednoduchá může být instalace bioplynu vybraná pro soukromý dům, neměli byste na něm šetřit. Pokud je to možné, je lepší koupit skládací průmyslový bioreaktor.

Pokud ne, vyrobte jej z vysoce kvalitních a udržitelných materiálů: polymerů, betonu nebo nerezové oceli. To vám umožní vytvořit doma skutečně spolehlivý a bezpečný systém zásobování plynem.

Máte dotazy k tématu článku, našli jste nějaké nedostatky nebo máte cenné informace, o které se můžete podělit s našimi čtenáři? Zanechte prosím své komentáře, ptejte se, sdílejte své zkušenosti.