Биореактор своими руками: несложная задача для умелого мастера

Содержание

несложная задача для умелого мастера

Содержание

Особенности получения биогаза
Конструктивные особенности биореактора
Проблема активности биомассы
Проблема отвода газа
Эффективность биогаза в сравнении с прочими видами топлива

В числе экологически чистых видов топлива, не причиняющих вреда окружающей среде, стоит выделить биогаз. Его характеристики идентичны природному газу, исчерпаемые запасы которого заставляют в срочном порядке искать альтернативные источники топливных ресурсов. Получить значительные объемы биогаза можно в биореакторе, конструкцию которого несложно собрать из подручных материалов с помощью простейшего набора инструментов. Результат — недорогое и эффективное отопление дома, мастерской или подсобного помещения в условиях отсутствия или низкого качества централизованной подачи тепловой энергии.

Особенности получения биогаза

Процесс получения биогаза можно описать следующим образом:

В емкости биореактора происходит процесс переработки биомассы. Ее взаимодействие с анаэробными бактериями, живущими в условиях безвоздушного пространства, вызывает реакцию брожения. Длительность процесса зависит от количества сырья, что необходимо учитывать в процессе загрузки реактора.
В ходе реакции выделяется газовая смесь, 60% которой составляет метан, 35% — углекислый газ и 5% — прочие примеси, включая сероводородные соединения. Чтобы накопление газа не вызвало разрыв емкости биореактора для переработки навоза, летучую смесь отводят по системе трубопроводов и направляют на сжигание для получения тепловой энергии.
Отходы биомассы после выделения газовых соединений превращаются в полезные органические удобрения, которые можно без ограничений использовать для обогащения почвы.

Основным источником сырья для получения биогаза является навоз в смеси с органическими отходами и водой в соотношении 1:3:2. Поэтому желание собрать биореактор своими руками будет оправдано только при сотрудничестве с расположенными поблизости сельскохозяйственными и животноводческими предприятиями.

Постоянные поставки значительных объемов навоза позволят наладить бесперебойное производство биогаза для отопления дома или иных нужд.

Конструктивные особенности биореактора

Основные элементы биореактора для производства биогаза — непосредственно емкость для переработки навоза, бункер с люком под загрузку сырья, гидрозатвор, труба для выгрузки переработанной биомассы и трубопровод для отвода газовой смеси. Сооружение подобной конструкции на дачном участке требует решения целого ряда вопросов:

необходимо выбрать оптимальное место для бетонной емкости реактора;
в основании должны быть герметичные отверстия для удаления переработанных отходов;
размер реактора должен соответствовать желательным объемам выработки газа и соображениям безопасности. Интенсивная реакция в маленькой емкости станет причиной ее разрыва, тогда как выделение значительного пространства под небольшое количество сырья сделает работу конструкции малоэффективной.

Специалисты, занятые разработкой схем биореакторов, рекомендуют рассчитывать параметры модели из расчета ее оптимального заполнения — на две трети объема. Такое количество биомассы создаст необходимое давление для отвода газа и обеспечит переработку всего объема сырья. Практические опыты показывают: из тонны сырья можно получить до 100 кубометров биогаза.

Для более надежной установки емкость биореактора частично заглубляется в грунт, что позволяет снизить риск ее промерзания в зимнее время. Вместо железобетонной конструкции можно использовать металлическую бочку с прочными стенами достаточной толщины, изготовленную из химически стойкого сплава. Ниже приведена схема биореактора, сборка модели которого не составит труда даже для начинающих мастеров.

Проблема активности биомассы

Процесс брожения биомассы с последующим выделением газовой смеси происходит под воздействием жизнедеятельности анаэробных микроорганизмов. Активизировать их работу можно путем нагрева емкости. Для запуска процесса брожения температура внутри биореактора должна составлять 38С. В южных регионах она достигается естественным путем за счет теплого климата. В северных широтах, где невозможен прогрев биомассы до указанного уровня, решением проблемы станет подогрев резервуара одним из следующих способов:

с помощью змеевика;
с применением электрических нагревателей;
с использованием электрических отопительных приборов.

Добавлять культуру бактерий в биомассу нет необходимости. Микроорганизмы находятся в ней в спящем виде, и повышение температуры необходимо для их «пробуждения» и активизации. Оптимальным решением будет установка автоматической системы нагрева, которая будет самостоятельно включаться и выключаться, поддерживая температуру в емкости на заданном уровне при добавлении охлажденного сырья и в процессе интенсивного газовыделения. Приобрести комплект автоматики можно в салонах по продаже отопительного оборудования.

Дополнительным способом активизировать процесс разложения сырья можно путем перемешивания с помощью встроенного вала. Привод для его запуска выводится через крышку устройства и подключается к сети по мере загрузки новых партий смеси.

Проблема отвода газа

Проектируя биореакторы для получения биогаза своими руками, необходимо продумать вопрос отвода топлива. С учетом способности газовой смеси скапливаться под крышкой выходное отверстие делают в верхней части реактора, позаботившись о его герметичности после установки трубопровода. Чтобы сохранить концентрацию топлива и исключить его смешивание с воздухом, отвод осуществляется через гидрозатвор, вытесняющий из системы воздушные массы.

На случай интенсивного газообразования, чтобы исключить разрыв емкости, конструкцию крышки делают достаточно легкой. Это позволяет ей функционировать в качестве клапана, выпускающего избыточную газовую смесь. Чтобы крышка была плотно закрыта при нормальном уровне давления, и ценное топливо не просачивалось через щели, ее усиливают обычной гирей. Перед подключением реактора к системе трубопроводов отопления в него следует загрузить рекомендованное количество сырья и проследить за его переработкой, контролируя параметры давления и объем выделившейся газовой смеси.

Эффективность биогаза в сравнении с прочими видами топлива

Коровий навоз признан лучшим видом сырьевой смеси для биогаза. В сутки от одного животного можно получить количество сырья для выработки 1,5 кубометров топлива. Аналогичное количество свиного навоза дает лишь 0,2 кубометра, а кроличьего или куриного – 0,02 кубометра. Один кубометр биогаза дает столько же тепловой энергии, сколько 3,5 кг сухих дров, 1,5-2 кг угля, около 10 кВт/ч электричества.

Как соорудить установку для получения биогаза: делаем биореактор

Экология потребления.Усадьба:Постоянное повышение стоимости традиционных энергоносителей подталкивает домашних мастеров на создание самодельного оборудования, позволяющего получать из отходов биогаз своими руками.

Постоянное повышение стоимости традиционных энергоносителей подталкивает домашних мастеров на создание самодельного оборудования, позволяющего получать из отходов биогаз своими руками. При таком подходе к ведению хозяйства удается не только получить дешевую энергию для отопления дома и других нужд, но и наладить процесс утилизации органических отходов и получения бесплатных удобрений для последующего внесения в почву.

Излишки произведенного биогаза, как и удобрений, можно реализовать по рыночной стоимости заинтересованным потребителям, превратив в деньги то, что буквально «валяется под ногами». Крупные фермеры могут позволить себе купить готовые станции по выработке биогаза, собранные в заводских условиях. Стоимость такого оборудования довольно высока. Однако и отдача от его эксплуатации соответствует сделанным вложениям. Менее мощные установки, работающие по тому же принципу, можно собрать своими силами из доступных материалов и деталей.

В данном видеоролике показана небольшая установка, позволяющая получать биогаз из навоза. В биореактор загружают отходы продуктов жизнедеятельности домашнего скота (100 кг/сутки).

ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ на НАШ youtube канал Эконет.ру, что позволяет смотреть онлайн, скачать с ютуб бесплатно видео об оздоровлении, омоложении человека. Любовь к окружающим и к себе, как чувство высоких вибраций — важный фактор оздоровления — econet.ru.

Ставьте ЛАЙКИ, делитесь с ДРУЗЬЯМИ!

https://www.youtube.com/channel/UCXd71u0w04qcwk32c8kY2BA/videos

Подпишитесь -https://www.facebook.com/econet.ru/

Что такое биогаз и как он образуется?

Биогаз относят к экологически чистым видам топлива. По своим характеристикам биогах во многом сходится с природным газом, добываемым в промышленных масштабах. Представить технологию получения биогаза можно следующим образом:

в специальной емкости, называемой биореактором, происходит процесс переработки биомассы с участием анаэробных бактерий в условиях безвоздушного брожения в течение определенного периода, длительность которого зависит от объема загруженного сырья;

в результате происходит выделение смеси газов, состоящей на 60 % из метана, на 35 % — из углекислого газа, на 5 % — из других газообразных веществ, среди которых есть и сероводород в небольшом количестве; получаемый газ постоянно отводится из биореактора и после очистки отправляется на использование по назначению;
переработанные отходы, ставшие высококачественными удобрениями, периодически удаляются из биореактора и вывозятся на поля.

Чтобы производство биогаза наладить в домашних условиях в непрерывном режиме, надо владеть или иметь доступ к сельскохозяйственным и животноводческим предприятиям. Экономически выгодно заниматься получением биогаза только в том случае, если есть источник бесплатной поставки навоза и иных органических отходов животноводства.

Как построить биореактор своими силами?

Для начала хотелось бы обозначить, какую конструкцию можно соорудить:

Схема простейшей биогазовой установки, собираемой своими силами. В ее конструкции не предусмотрено наличие подогрева и перемешивающего устройства. Легенда: 1 — реактор (метантенк) для переработки навоза; 2 — бункер для загрузки сырья; 3 — входной люк; 4 — гидрозатвор; 5 — труба для выгрузки отработки; 6 — труба для отвода биогаза

Для получения бесплатного биотоплива на участке необходимо выбрать место для строительства армированной бетонной емкости, которая будет служить биореактором. В основании этой емкости предусматривают наличие отверстия, через которое будет удаляться отработанное сырье. Данное отверстие должно плотно закрываться, ведь система эффективно работает лишь в герметичных условиях.

Размер бетонного резервуара определяется из количества органических отходов, появляющихся ежесуточно в частном подворье или фермерском хозяйстве. Полноценная работа биореактора возможно в случае его заполнения на две трети от имеющегося объема.

В герметичную емкость биореактора, заглубленную в грунт, подают органические отходы, которые в процессе брожения способствуют выделению биогаза

При небольшом количестве отходов железобетонный резервуар можно заменить металлической емкостью, например, бочкой. П

ри выборе емкости из металла обратите внимание на наличие сварных швов и их прочность. Помните, что добыть большое количество биогаза в маленьких емкостях не получится. Выход напрямую зависит от массы перерабатываемых в реакторе органических отходов. Так, чтобы получить 100 кубических метров биогаза, надо переработать тонну органических отходов.

Как обеспечить активность биомассы?

Ускорить процесс брожения биомассы можно с помощью ее подогрева. Как правило, в южных регионах такой проблемы не возникает. Температуры окружающего воздуха хватает для естественной активации процессов брожения. В регионах с суровыми климатическими условиями в зимнее время без подогрева вообще невозможна эксплуатация установки по производству биогаза. Ведь процесс брожения запускается при температуре, превышающей отметку в 38 градусов по Цельсию.

Организовать подогрев резервуара с биомассой можно несколькими способами:

подключить к системе отопления змеевик, расположенный под реактором;
установить в основании емкости электрические нагревательные элементы;
обеспечить прямой нагрев резервуара путем использования электрических отопительных приборов.

Бактерии, влияющие на выработку метана, находятся в спящем состоянии в самом сырье. Их активность повышается при определенном уровне температуры. Обеспечить нормальное течение процесса позволит установка автоматизированной системы подогрева. Автоматика включит обогревательное оборудование при поступлении в биореактор очередной холодной партии, а затем выключит, когда биомасса прогреется до заданного уровня температуры.

Подобные системы контроля температуры устанавливаются в водогрейных котлах, поэтому их можно приобрести в магазинах, специализирующихся на продаже газового оборудования.

Схема организации производства биогаза в домашних условиях. На схеме показан весь цикл, начиная от загрузки твердого и жидкого сырья, и заканчивая отводом биогаза к потребителям

Важно заметить, что активизировать выработку биогаза в домашних условиях можно с помощью перемешивания биомассы в реакторе. Для этого изготавливают устройство, конструктивно похожее на бытовой миксер. Привести устройство в движение может вал, который выводят через отверстие, расположенное в крышке или стенках резервуара.

Правильный отвод газа из биореактора

Получаемый в процессе брожения органики газ отводят через специальное отверстие, предусмотренное в конструкции верхней части крышки, которой плотно закрывают резервуар. Чтобы исключить вероятность смешивания биогаза с воздухом, надо обеспечить его отвод через водяной затвор (гидрозатвор).

Контролировать давление газовой смеси внутри биореактора можно с помощью крышки, которая должна при избытке газа приподниматься, то есть играть роль спускового клапана. В качестве противовеса можно использовать обычную гирю. Если давление в норме, то выработанный газ будет поступать по отводящей трубе в газгольдер, по пути подвергаясь очистке в воде.

Самодельная установка для получения биогаза может позволить экономить на оплате энергоносителей, занимающих большую долю в определении себестоимости сельскохозяйственной продукции. Снижение расходов на выпуск продукции скажется на увеличении рентабельности фермерского хозяйства или частного подворья. Теперь, когда вы знаете, как получить из имеющихся отходов биогаз, остается лишь реализовать идею на практике. Многие фермеры уже давно научились из навоза делать деньги. опубликовано econet.ru

P. S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление — мы вместе изменяем мир! © econet

Как построить собственный биореактор – Центр регенеративного сельского хозяйства и устойчивых систем – Штат Чико

Метод производства компоста в биореакторе Джонсон-Су во многом отличается от других методов компостирования. Наиболее распространенные коммерческие процессы компостирования в валках обычно разрабатываются и используются для обеспечения скорости и максимального потока продукта. К сожалению, такой фокус не позволяет компосту достаточно разлагаться. Он может даже производить незрелый компост, который в некоторых случаях вреден для роста растений. Большинство методов домашнего компостирования требуют создания кучи и ее регулярного переворачивания. Как валка, так и статическая куча могут вызывать нежелательные запахи, привлекать мух и создавать проблемы для соседей. Однако при правильном построении и обслуживании биореактор Джонсон-Су никогда не нуждается в переворачивании, не имеет запахов и не привлекает мух. Материал компостируется в аэробных условиях, что способствует полному биологическому разложению компостных материалов, в результате чего получается разнообразный по микроорганизмам продукт с преобладанием грибков.

Обычный компост похож на мульчу по консистенции. Компост из компостирующих биореакторов Johnson-Su после созревания имеет консистенцию глины. Его действительно можно выдавить, как глину сквозь пальцы. Когда этот компост созреет, его можно применять в виде экстракта, использовать для покрытия семян перед посадкой в крупных сельскохозяйственных работах или применять непосредственно в качестве удобрения для почвы.

Очень важно следовать инструкциям, чтобы правильно выполнить процесс и получить нужные результаты.

Например, биореактор сконструирован специально для стабильности, долговечности, воздухопроницаемости и постоянного содержания влаги. Вы не хотите, чтобы материал развалился до созревания компоста, который занимает один год. Используйте тканую ткань для ландшафтного дизайна, чтобы обеспечить достаточное проникновение воздуха, не высушивая компостный материал и все микробы и живые существа внутри. Должен быть достаточный уровень влажности. Ниже приведены дополнительные советы!

Необходимые материалы и инструменты

Чтобы построить биореактор Джонсона-Су, вам понадобятся легкодоступные материалы и несколько инструментов. Скорее всего, вы сможете найти их локально, но ссылки предоставляются, если вы не можете. Чтобы узнать больше, ознакомьтесь с полными инструкциями (ниже).

Материалы состоят из

Ландшафтная ткань (откроется в новом окне) (тканая, минимум 5 унций): первая часть: 13 футов x 6 футов, вторая часть: 6 футов x 6 футов, третья часть: 6 футов x 6 ‘
Один стандартный прочный транспортировочный поддон (открывается в новом окне) размером примерно 40 x 48 дюймов
Повторная проволочная сетка (6 x 6 x 10 калибров), используемая для создания опорной проволочной клетки размером 5 x 12 футов 6 дюймов. Этот тип ресетки обычно используется для армирования бетона. Обязательно используйте повторную сетку, так как ограждения для лошадей или другие подобные изделия из проволоки имеют недостаточную вертикальную прочность, чтобы удерживать клетку в нужном положении, когда вы ее заполняете.
Четыре 10-футовых перфорированных патрубка 4-дюймового дренажного трубопровода септической системы
Клей для ПВХ (opens in new window)
Стяжная проволока (opens in new window) (обычно используется для связывания арматуры)
Ландшафтный водяной шланг диаметром примерно 13 футов (откроется в новом окне) для системы капельного орошения -Су биореактор. Если у вас есть помощники или вы готовы регулировать трубы по мере заполнения биореактора, вам не понадобится приспособление.

Необходимые инструменты:

Маленькие кусачки для болтов(opens in new window) или тяжелые плоскогубцы для перерезания проволочной сетки
Плоскогубцы(opens in new window) для обрезки и связывания проволоки для сборки клетки
Циркулярная пила(opens in new window)
Электролобзик(opens in new window) для вырезания отверстий в поддоне
Ножницы для разрезания ландшафтной ткани
Рулетка
Ручка или карандаш, чтобы отметить места, которые будут вырезаны

Письменные инструкции на испанском языке

(PDF)

Видеоинструкции

Посмотрите, как сделать биореактор.

Делитесь богатством

Присоединяйтесь к нашему Реестру биореакторов(откроется в новом окне), чтобы делиться результатами вашего биореакторного проекта. Или узнайте, кто уже участвует(opens in new window).

Самодельный биореактор водорослей из переработанных бутылок с водой – Новости Матери-Земли

Проекты «Сделай сам», которые помогут вам отключиться от сети (Skyhorse Publishing, 2018) проиллюстрирован десятками полноцветных фотографий для каждого проекта, сопровождаемых простыми инструкциями . Эта коллекция Instructables использует лучшее, что может предложить интернет-сообщество, превращая далеко идущую группу людей в гигантскую базу данных, производящую идеи, чтобы сделать жизнь лучше, проще и, в данном случае, более экологичной, как показано в этом томе. Двадцать инструкций иллюстрируют, насколько просто сделать курятник на заднем дворе или превратить винную бочку в сборник дождевой воды.

Вы можете приобрести эту книгу в магазине «Новости Матери-Земли»: Проекты «Сделай сам», чтобы избавиться от сети».

В этом руководстве мы описываем, как построить фотобиореактор, использующий водоросли для преобразования углекислого газа и солнечного света в энергию. Энергия производится в виде биомассы водорослей. Фотобиореактор построен из переработанных пластиковых бутылок из-под воды. Спроектировав аппарат так, чтобы он был разделен на отсеки, мы можем проводить множество экспериментов параллельно. Используя водоросли в качестве биотоплива, мы можем увеличить мировые запасы нефти и в то же время уменьшить количество атмосферного углекислого газа, используемого при ее производстве. Полученный продукт представляет собой устойчивое биотопливо с нейтральным углеродным следом, поскольку СО2, образующийся при потреблении, по существу уравновешивается СО2, используемым при его производстве. В этом руководстве мы сначала делаем систему доставки углекислого газа, затем устанавливаем бутылки с водой на стойку, а затем инокулируем бутылки водорослями. Дав водорослям подрасти в течение недели, мы извлекаем биомассу.

Шаг 1: Изготовление системы подачи углекислого газа

1. Чтобы сделать систему подачи углекислого газа, подсоедините восьмипортовый коллектор спринклерной системы к трубе из ПВХ длиной 1 дюйм.

2. Чтобы обеспечить хорошее уплотнение, используйте тефлоновую ленту, чтобы зафиксировать резьбу, прежде чем соединять детали вместе.

3. Затем прикрепите 1-дюймовую трубу к тройнику. Заблокируйте один конец Т-образного соединителя и прикрепите другой конец к трубе из ПВХ длиной 1 фут.

Шаг 2. Подсоедините трубку к коллектору

1. Для каждого коллектора отрежьте восемь отрезков гибкой трубки и подсоедините каждый кусок к порту коллектора. Коллектор, который я использую, имеет шкалу на каждом порту для контроля скорости потока.

2. Убедитесь, что все порты, которые вы используете, открыты и пропускают примерно одинаковое количество углекислого газа через порты.

Шаг 3. Установка системы углекислого газа

3. Установите систему подачи воздуха на металлическую стойку с помощью стяжек. Присоедините воздушную систему к баллону с углекислым газом.

Шаг 4. Установка бутылок с водой

1. Приклейте бутылки с водой к металлической стойке.

Шаг 5: Создание среды для водорослей

1. Затем мы делаем среду для выращивания водорослей. Хотя существует множество возможных сред, стандартное удобрение из садового магазина содержит весь азот и питательные вещества, в которых нуждаются водоросли.

Этап 6: Инокуляция среды

1. Хорошим источником водорослей являются прудовые водоросли, если таковые имеются. Если нет, то есть большое количество онлайн-продавцов, которые продают партии водорослей.

2. Для инокуляции культуры отмерьте фиксированное количество водорослей и добавьте его в питательную среду.

Этап 7: Рост и сбор

1. После нескольких дней воздействия солнечного света и CO2 водоросли стали намного плотнее.

2. Затем используют пресс для извлечения водорослей из раствора.

3. Затем биомассу высушенных водорослей можно использовать в качестве топлива.

4. В качестве побочного продукта этого процесса выделяется большое количество атмосферного CO2.

Еще из

Проекты «Сделай сам», которые помогут вам отключиться от сети:

Электрическая ветряная турбина «сделай сам»
Самодельная солнечная газонокосилка

Проекты «Сделай сам» вне сети

В этой вдохновляющей книге читатели могут насладиться серией целенаправленных проектов, разработанных для того, чтобы заставить вас творчески задуматься о том, как стать экологичнее. Проекты «Сделай сам», которые помогут вам отключиться от сети, иллюстрирует, насколько просто можно построить собственный курятник на заднем дворе или превратить винную бочку в сборник дождевой воды.