Биогаз из куриного помета в домашних условиях

Безответственные владельцы заводов часто производят его таким образом, что он истощает землю и нарушает экологический баланс.

Как сделать биотопливо своими руками из куриного помета в домашних условиях

Современные технологии переработки всевозможного сырья открывают перспективу эффективного решения проблемы получения биотоплива из помета прямо в домашних условиях. А делая биотопливо своими руками в домашних условиях благодаря новым принципам переработки отходов, можно параллельно производить удобрения для сельскохозяйственных плантаций.

А что для этого нужно и как правильно построить биореактор – эти вопросы мы подробно рассмотрим в нашей статье. Мы дадим рекомендации по выбору оптимального сырья для производства биогаза и обсудим особенности использования полученного топлива для бытовых нужд.

Конечно, самый простой способ – приобрести готовые промышленные установки. Однако их высокая стоимость заставляет рассмотреть вариант создания производственных систем своими руками.

Краткое определение биогаза

Согласно научным определениям, биогаз – это продукт, получаемый в результате ферментации массы биологических отходов. Продуктом ферментации является метан или водород.

Образование метана (или водорода) происходит в результате деятельности трех типов бактерий:

• гидролитические бактерии
• кислотообразующие бактерии
• метанообразующие бактерии.

Качественным продуктом ферментации является состав газовой смеси, содержание которой разлагается в следующих пропорциях: 50-85% метана, 15-50% углекислого газа и менее 5% сероводорода.

Примерно такова структурная схема производства альтернативной энергии. Традиционные отечественные источники сырья хорошо подходят для производства альтернативной энергии – используется биотопливо

Эта газовая смесь пропускается через фильтры для удаления CO 2 и H 2 S, в результате чего остается чистый биологический метан. Этот газ ничем не отличается от природного газа, используемого в быту и промышленности.

Сырьем для производства биологической газовой смеси хорошего качества обычно являются

• навоз и птичий помет;
• отходы ликеро-водочных заводов (барда);
• излишки материалов с пивоваренных заводов (пивная дробина);
• фекалии и отходы рыб;
• свекловичный жом, бытовые отходы, трава и т.д.

Это лишь малая часть всего сырья, которое может быть использовано. Но даже этот список показывает, насколько обширен перечень сырья для непрерывного производства биогаза.

Биогазовая установка, адаптированная к одной из многочисленных существующих ферм. Небольшая установка, но хорошо приспособленная для нужд частного хозяйства

Преимущества биотехнологии

Технология извлечения биотоплива из различных природных источников не нова. Исследования в этой области начались в конце 18 века и успешно развивались в 19 веке. В Советском Союзе первая биоэлектрическая станция была создана в 1940-х годах.

Биотехнология уже давно используется во многих странах, но сегодня она приобретает особое значение. В связи с ухудшением экологической ситуации на нашей планете и высокой стоимостью энергии многие люди обращают свое внимание на альтернативные источники энергии и тепла.

Технология преобразования навоза в биогаз позволяет сократить выбросы метана в атмосферу и обеспечить дополнительный источник тепловой энергии

Несомненно, навоз является очень ценным удобрением, и если в хозяйстве есть две коровы, то проблем с его использованием не возникает. Иная ситуация складывается на крупных и средних животноводческих фермах, где ежегодно образуются тонны зловонного и разлагающегося биологического материала.

Для того чтобы навоз превратился в высококачественное удобрение, необходимо помещение с определенным температурным режимом, а это лишние расходы. Поэтому многие фермеры хранят навоз везде, где только можно, а затем транспортируют его на поля.

В зависимости от количества сырья, производимого в день, следует выбирать размер установки и степень автоматизации.

При неправильном хранении улетучивается до 40% азота и большая часть фосфора, что значительно ухудшает качество навоза. Кроме того, в атмосферу выделяется метан, что способствует ухудшению экологической обстановки на нашей планете.

Механизм образования газа из органического материала

Биогаз – это летучее, бесцветное вещество без запаха, содержащее до 70% метана. По качеству он схож с традиционным топливом – природным газом. Он обладает хорошей теплотворной способностью: 1 м3 биогаза выделяет столько же тепла, сколько полтора килограмма угля.

Образование биогаза происходит благодаря анаэробным бактериям, которые активно работают над разложением органического сырья, в качестве которого используется навоз домашнего скота, птичий помет, отходы любых растений.

Птичий помет и отходы животноводства могут быть использованы в автономном производстве биогаза. Сырье может использоваться в чистом виде или в виде смеси, содержащей траву, листья, старую бумагу и т.д.

Для активизации процесса необходимо создать благоприятные условия для жизнеспособной деятельности бактерий. Они должны быть аналогичны тем, в которых микроорганизмы процветают в естественном резервуаре – желудке животных, где есть тепло и нет кислорода.

Собственно, именно эти два основных условия и способствуют чудесному превращению гниющего навоза в экологически чистое топливо и ценное удобрение.

Для производства биогаза требуется герметичный реактор, в котором навоз ферментируется и разлагается на составные части:

• метан (до 70%)
• двуокись углерода (примерно 30%);
• другие газообразные вещества (1-2%).

Образующиеся газы поднимаются в верхнюю часть резервуара, откуда их откачивают, а оставшийся продукт оседает – высококачественное органическое удобрение, сохранившее все ценные вещества, содержащиеся в навозе – азот и фосфор – и потерявшее большую часть патогенных микроорганизмов.

Преимущества и недостатки

Биогазовые установки имеют много преимуществ, но есть и недостатки, поэтому стоит рассмотреть их до начала процесса проектирования и строительства:

• Утилизация отходов. С помощью биогазовой установки вы можете полностью использовать отходы, которые в любом случае пришлось бы утилизировать. Такая утилизация менее вредна для окружающей среды, чем захоронение отходов.
• Возобновляемость сырья. Биомасса не похожа на уголь или природный газ, добыча которых истощает ресурсы. В процессе выращивания постоянно производится сырье.
• Количество CO2 относительно невелико. При добыче газа не происходит загрязнения окружающей среды, но при его использовании в атмосферу выбрасывается небольшое количество углекислого газа. Это не вредно и не может оказать критического воздействия на окружающую среду, так как поглощается растениями в процессе роста.
• Выбросы серы умеренные. При сжигании биогаза в атмосферу выделяется небольшое количество серы. Это негативное явление, но его можно сравнить только с количеством диоксида серы при сжигании природного газа.
• Стабильная работа. Производство биогаза более стабильно, чем при использовании солнечных батарей или ветряных турбин. В то время как энергию солнца и ветра невозможно контролировать, биогазовые установки зависят от деятельности человека.
• Возможны несколько установок. Газ – это всегда риск. Чтобы уменьшить потенциальный ущерб в случае аварии, несколько биогазовых установок можно рассредоточить по территории участка. Правильно спроектированная и собранная система из нескольких метантенков будет более устойчивой, чем один большой биореактор.
• Сельскохозяйственные выгоды. Определенные виды растений высаживаются для получения биомассы. Можно выбрать те, которые улучшают здоровье почвы. Например, сорго уменьшает эрозию почвы и улучшает ее качество.

Расчет рентабельности растения

Коровий навоз обычно используется в качестве сырья для производства биогаза. Одна взрослая корова может произвести достаточно навоза, чтобы обеспечить 1,5 куб. м. топлива; свинья – 0,2 м³; курица или кролик (в зависимости от массы тела) – 0,01-0,02 м³. Чтобы понять, много это или мало, можно сравнить с более привычными видами ресурсов.

Фотогалерея
Фото из

Иногда системы устанавливают в хозяйственных постройках. Это удобно для осмотра и обслуживания, но небезопасно, поскольку биометан может взорваться. Поэтому особое внимание следует уделить безопасности.

Транспортировка биометана – это отдельный вопрос, который необходимо учитывать при планировании биогазовой установки. Для перевозки биогазовой установки с одного места на другое лучше использовать специальные автомобили или прицепы. Если требуется транспортировка на большие расстояния, важно рассчитать затраты на топливо и понять, стоит ли оно того.

Приобретая емкости для биогазовой установки, а тем более изготавливая их самостоятельно, важно обращать внимание на их качество. Регулярные проверки и ремонт также необходимы при эксплуатации установки

Биогазовая установка может стать настоящим спасением для фермы. Она экономит топливо для отопления и/или освещения коровников. Это также отличный вариант для безвредной утилизации отходов. Однако в первые годы полная прибыль маловероятна.

Меры предосторожности

Биогазовая установка не является взрывоопасной, поэтому необходимо соблюдать те же меры предосторожности, что и для газовых установок. Основным требованием является правильная эксплуатация установки, включая

• четкий алгоритм загрузки и выгрузки;
• непрерывное перемешивание сырья
• постоянное отопление, особенно в зимний период;
• учет риска токсичности и взрыва биогаза.

Необходимые меры предосторожности:

• обязательная вентиляция помещения, где установлен биореактор;
• заземление реактора, трубопроводов и хранилищ;
• отсутствие источников огня в радиусе 5 метров от газового резервуара;
• регулярные инструктажи по технике безопасности;
• наличие противопожарного укрытия и запаса воды
• установка оборудования для мониторинга;
• исключение использования синтетической одежды и стальных инструментов;
• обнаружение утечек газа только с помощью мыльного раствора;
• проверка наличия газа перед ремонтом реактора;
• нижний предел работы линии +5 градусов.

Производство биогаза

Рынок биогаза неуклонно растет. Ожидается, что в период с 2018 по 2026 год его темпы роста составят 4,65%, достигнув 20 852,20 млн долларов США в 2018 году и 29 984,92 млн долларов США в 2026 году.

Выход биогаза и содержание метана зависят от влажности сырья. Чем ниже содержание влаги, тем выше выход. Из тонны навоза, полученного от крупного рогатого скота, средний выход биогаза составляет 50-65 м³, а содержание метана – 60%. Тонна энергетических культур дает 150-500 м³ такого газа с содержанием метана 70%. Максимальный выход из животного жира составляет 1300 м³, с содержанием метана 87%.