Биогазовая установка: что это такое, расчет и чертежи, как сделать в домашних условиях

Инструкция по самостоятельному строительству

Если нет опыта в сборке сложных систем, имеет смысл подобрать в сети или разработать самый простой чертеж биогазовой установки для частного дома.

Чем проще конструкция, тем она надежнее и долговечнее. Позже, когда появятся навыки строительства и обращения с системой, можно будет переделать оборудование или смонтировать дополнительную установку.

В дорогих конструкциях промышленного производства предусмотрены системы перемешивания биомассы, автоматического подогрева, очистки газа и т.д. Бытовое оборудование не так сложно. Лучше собрать простую установку, а потом добавить элементы, в которых возникнет необходимость

При расчете объема ферментатора стоит ориентироваться на 5 м.куб. Такая установка позволяет получить количество газа, необходимое для обогрева частного дома площадью 50 м.кв., если в качестве источника тепла используют газовый котел или печь.

Это усредненный показатель, т.к. калорийность биогаза обычно не выше 6000 ккал/м.куб.

Чтобы процесс ферментации протекал более-менее стабильно, нужно добиться правильного температурного режима. Для этого биореактор устанавливают в земляной яме или заранее продумывают надежную теплоизоляцию. Постоянный подогрев субстрата можно обеспечить, если под основание ферментатора подвести трубу водяного отопления

Строительство биогазовой установки можно разделить на несколько этапов.

Этап 1 – подготовка ямы под биореактор

Практически вся биогазовая установка находится под землей, поэтому многое зависит от того, как была вырыта и отделана яма. Есть несколько вариантов укрепления стенок и герметизации ямы – пластик, бетон, полимерные кольца.

Оптимальное решение – покупка готовых полимерных колец с глухим дном. Они обойдутся дороже подручных материалов, зато не потребуется дополнительная герметизация. Полимеры чувствительны к механическим нагрузкам, зато не боятся влаги и химически агрессивных веществ. Они не подлежат ремонту, но при необходимости их легко будет заменить.

От подготовки стен и днища биореактора зависит интенсивность брожения субстрата и выход газа, поэтому яму тщательно укрепляют, утепляют и герметизируют. Это самый сложный и трудоемкий этап работ

Этап 2 – обустройство газового дренажа

Покупка и монтаж специальных мешалок для биогазовых установок – дорогое удовольствие. Систему можно удешевить, обустроив газовый дренаж. Он представляет собой вертикально установленные полимерные канализационные трубы, в которых проделано множество отверстий.

При расчете длины труб дренажа следует ориентироваться на запланированную глубину заполнения биореактора. Верхние части труб должны быть выше этого уровня.

Для газового дренажа можно выбрать металлические или полимерные трубы. Первые прочнее, а вторые устойчивее к химическим воздействиям. Лучше отдать предпочтение полимерам, т.к. металл быстро проржавеет и сгниет

В готовый биореактор можно сразу загрузить субстрат. Его накрывают пленкой, чтобы выделяющийся в процессе ферментации газ находился под небольшим давлением. Когда будет готов купол, это обеспечит нормальную подачу биометана по отводящей трубе.

Этап 3 – монтаж купола и труб

Завершающий этап сборки простейшей биогазовой установки – это монтаж купольной верхней части. В самой высокой точке купола устанавливают газоотводящую трубу и протягивают ее к газгольдеру, без которого не обойтись.

Емкость биореактора закрывают плотной крышкой. Чтобы предотвратить смешивание биометана с воздухом, обустраивают гидрозатвор. Также он служит для очистки газа. Нужно предусмотреть спусковой клапан, который сработает, если давление в ферментаторе будет слишком высоким.

Более подробно отом, как сделать биогаз из навоза читайте в этом материале.

Свободное пространство биореактора в какой-то мере выполняет функции хранилища газа, однако этого недостаточно для безопасной работы установки. Газ должен потребляться постоянно, иначе возможен взрыв от избыточного давления под куполом

Что такое биогаз

Биогаз образуется при анаэробном (без воздуха) метановом сбраживании биомассы. В состав смеси входит до 55–75% метана, 25–45% двуокиси углерода, различное количество примесей сероводорода, оксидов азота, аммиака и других соединений.

Свойства смеси зависят от входящих в состав компонентов:

метан взрывоопасен и чрезвычайно горюч, не имеет цвета и запаха, потребительские свойства связаны с большим выделением теплоты при сгорании;
углекислый газ (углекислота) при вдыхании является причиной утраты внимания и усталости, снижая уровень насыщения крови кислородом;
сероводород в той концентрации, которая бывает в готовом продукте, не подвержен взрыву, но является токсичным для человеческого организма;
аммиак неприятно пахнет, но в опасных количествах, способных повредить слизистые оболочки глаз и органов дыхания, в установках вырабатывается редко.

Физические свойства:

энергетический запас 5–6,5 кВт/ч в одном кубическом метре;
теплотворная способность до 7500 ккал/м³;
температура воспламенения — 680–750°С;
давление в реакторе от 0,05 атм.

Сырьё для получения биогаза

Биогазовая установка для частного дома использует в качестве сырья самые разнообразные отходы сельского хозяйства. Биогазовая станция перерабатывает:

навоз любой фракции, птичий помёт;
растительные остатки — сорную траву, солому, силос;
мезгу и жом;
пивную барду;
некондиционные зерновые культуры;
отходы рыбных производств;
мелассу различного происхождения;
остатки бойни;
жир;
корнеплоды, потерявшие пищевую ценность.

Методы добычи

Сырьё проходит стадию подготовки, чтобы процесс брожения шёл активнее и продуктивнее.

Навоз бывает двух видов: природный и самосплавной. Первый вид забирают из-под животного вместе с подстилкой. Самосплавной вид удаляется с фермы потоком воды.

Мезга и жом — это раздробленные части овощей, фруктов и корнеплодов, из которых отжат сок.

Пивная барда, меласса — побочный продукт пивных, сахарных заводов, являются ценной пищевой добавкой, поэтому целесообразность использования для получения газа определяется стоимостью продукции.

Растительные остатки подвергают резке или силосованию.

Силос кукурузный

На сколько хватает

Примерный выход газа из разных субстратов собран в таблицу.

Субстрат	Влажность сырья, %	Выход биотоплива, м³ из тонны сырья
Навоз КРС (природный)	85	55
Навоз КРС (самосплавного способа удаления)	95	22
Навоз свиной природный	85	62
Навоз свиной самосплавной	95	25
Птичий помёт	60–75	90–100
Свежая трава	50–90	До 200
Кукурузный силос	60–90	До 180
Мезга картофельная	90	До 32
Свекольный жом	78	119

В следующей таблице собраны данные по количеству сырья, которое можно получить от животных и с одного гектара пашни.

Источник	Сырьё	Количество сырья т/год	Количество биогаза м³
Корова дойная	Жидкий навоз без подстилки	20	До 500
Свинья на откорме	Жидкий навоз без подстилки	2–6	40–170
Бычок на откорме	Твёрдый навоз с подстилкой	5–12	250–850
Лошадь	Твёрдый навоз без подстилки	до 8	500
100 кур	Сухой помёт	2	250
1 гектар пашни	Сахарная свёкла, силос кукурузы	40–70	5200–10500
1 гектар пашни	Свежий силос из травы и зерновых культур	25–50	5000–8000

Эффективность

Выгоду биогаза оценивают по преимуществам его использования и выходу тепловой или электрической энергии.

Плюсы и минусы добычи биогаза

Энергию получают из возобновляемых природных источников
Используют широкий спектр сырья
Универсальность биогаза для получения тепла или электрической энергии
Экологичность переработки
Утилизация отходов и использование отработанной биомассы для повышения плодородия сельхозземель, улучшения структуры почвы

Выработка в промышленных масштабах не всегда окупается

Сравнение с другими источниками энергии

По потребительским свойствам биогаз можно сравнить с другими источниками энергии: природным и сжиженным газом, сжатым метаном.

Характеристика	Биогаз	Природный	Сжиженный пропан	Сжатый (метан)
Температура воспламенения, °С	700	650	480	650
Плотность, кг/м³	1,2	0,7	2,0	0,73
Плотность относительно воздуха	0,9	0,55	1,5	0,55
Энергия сгорания кВт*ч/м³	2,9–5,0	10	25	10

Технология создания самодельной биогазовой установки.

Процесс монтажа биогазовой установки состоит из нескольких обязательных этапов. Рассмотрим каждый из них.

Земляные работы.

Для биореактора необходимо выкопать подходящий по размеру котлован. Обычно, реактор, закрывают не менее чем одним метром земли. Перед тем, как закопать реактор, необходимо провести тщательную проверку на герметичность и утеплить стальной бак, который выполняет роль реактора. Утепление можно производить с помощью самых доступных химических утеплителей. К примеру, можно использовать обычную минеральную вату. Естественно, перед утеплением и закапыванием, в реакторе должны быть проделаны все необходимые технологические отверстия. Отдельно стоит сказать, что место под биохимическую установку следует выбирать подальше от жилого дома. Это связано с тем, что выделяющийся биологический газ имеет неприятный запах, и лучше держатся от него подальше.

Монтаж реактора.

После того, как земляные работы завершены и реактор помещен в котлован, можно приступать к монтажу установки. Для этого к реактору жестко привариваются бункер загрузки и трубу выгрузки, а также монтируется специальный газоотвод. В случае необходимости, можно организовать специальный технологический люк для обслуживания реактора. Однако, это дополнительная (и вовсе необязательное) отверстие в реакторе, и от его изготовления можно отказаться.

Окончательная проверка на герметичность.

Подготовительные работы. Для того, чтобы биогазовая установка функционировала с полной отдачей необходимо, чтобы герметичность конструкции была полной. Для проверки на герметичность можно использовать обычную воду. Достаточно залить полный объем воды и сразу выявятся все возможные протечки. Если конструкция герметична, то ее можно окрашивать, прокладывать теплоизоляцию и засыпать котлован землей. Стоит уточнить, что бункер загрузки и труба выгрузки могут быть на одном уровне, а вот труба отвода газа должны быть направлена вверх. После того, как все этапы работы завершены, можно начинать перерабатывать биологические отходы. Для начального этапа работы следует загрузить реактор примерно на 30%. Как не сложно догадаться, загрузка навоза или других отходов проводится в бункер загрузки. Так как наша биогазовая установка самая простая, и не имеет подогрева, то первые результаты будут в течение нескольких дней. Вообще, скорость брожения и распада отходов зависит от их консистенции и температуры, а максимальный срок распада – один месяц. Через несколько дней из трубы разгрузки пойдут биологические удобрения, намного более эффективные, чем обычный навоз. Первый биологический газ появится уже через несколько часов после загрузки первой партии отходов. Следующий этап работ не обязателен. Биохимическая установка уже собрана и готова к эксплуатации. Но если есть желание, то можно добавить к ней газгольдер, и заняться сбором биологического газа.

Подключение газгольдера. Газгольдер следует подключать к трубе, которая выводит газ из реактора. Благодаря газгольдеру можно не только собирать и аккумулировать биогаз, но и избавиться от неприятного запаха, который издает выделяющийся при брожении газ. Газгольдер можно сделать из обычной стальной бочки размером в 250 литров. Присоединение бака для сбора газа к трубе должно осуществляться с помощью полиэтиленовых труб и соединительной арматуры. Для того, чтобы узнавать количество газа в газгольдере можно использовать специальный сигнальный колокол (емкость, заполненная водой). Также обязателен манометр, измеряющий давление в бочке. Для того, чтобы обеспечить безопасность, лучше всего поместить газгольдер в отдельное помещение, с хорошим уровнем вентиляции. Не следует забывать о том, что это не профессиональный газгольдер, и в нем нет аварийных запальников, которые будут стравливать и сжигать излишки скопившегося газа. В случае с самодельным газгольдером, контролировать уровень биогаза необходимо самостоятельно, и делать это нужно ежедневно.

Реактор

От площади электродов и их материала зависит количество получаемого объёма газа Брауна. Если в качестве электродов брать медные или железные пластины, то реактор не сможет работать продолжительное время по причине быстрого разрушения пластин.

Идеальным выглядит применение титановых листов. Однако их использование повышает затраты на сборку агрегата в несколько раз. Оптимальным считается применение пластин из высоколегированной нержавеющей стали. Металл этот доступен, его не составит труда приобрести. Также можно использовать отработавший своё бак от стиральной машины. Сложность составит только вырезание пластин нужного размера.

Общие принципы

Биогаз — продукт, который получается при разложении органических веществ. В процессе гниения/брожения выделяются газы, собрав которые, можно обеспечить нужды собственного хозяйства. Оборудование, в котором происходит данный процесс называю «биогазовая установка».

В некоторых случаях выход газа чрезмерный, тогда его запасают в газгольдерах — для использования в период его недостаточного количества. При грамотной организации процесса газа может быть слишком много, тогда его излишки можно продавать. Еще один источник дохода — перебродившие остатки. Это высокоэффективное и безопасное удобрение — в процессе сбраживания погибает большинство микроорганизмов, семена растений теряют свою всхожесть, яйца паразитов становятся нежизнеспособными. Вывоз на поля таких удобрений положительно влияет на урожайность.

Условия для выработки газа

Процесс образования биогаза происходит за счет жизнедеятельности разного рода бактерий, которые содержатся в самих отходах. Но для того чтобы они активно «работали» необходимо им создать определенные условия: влажность и температуру. Для их создания строятся биогазовая установка. Это комплекс устройств, основа которого — биореактор, в котором и происходит разложение отходов, который сопровождается газообразованием.

Различают три режима переработки навоза в биогаз:

Психофильный режим. Температура в биогазовой установке от +5°C до +20°C. При таких условиях процесс разложения идет медленно,газа образуется намного, его качество низкое.
Мезофильный. На этот режим установка выходит при температуре от +30°C до +40°C. В этом случае активно размножаются мезофильные бактерии. Газа при этом образуется больше, процесс переработки занимает меньше времени — от 10 до 20 дней.
Термофильный. Эти бактерии размножаются при температуре от +50°C. Процесс идет быстрее всего (3-5 дней), выход газа — самый большой (при идеальных условиях с 1 кг завоза можно получить до 4,5 литров газа). Большинство справочных таблиц по выходу газа от переработки даны именно для этого режима, так что при использовании других режимов стоит делать корректировку в меньшую сторону.

Сложнее всего в биогазовых установках реализуется термофильный режим. Тут требуется качественная теплоизоляция биогазовой установки, подогрев и система контроля за температурой. Зато на выходе получаем максимальное количество биогаза. Еще одна особенность термофильной переработки — невозможность дозагрузки. Остальные два режима — психофильный и мезофильный — позволяют ежедневно добавлять свежую порцию подготовленного сырья. Но, при термофильном режиме, малый срок переработки позволяет разделить биореактор на зоны, в которых будет перерабатываться своя доля сырья с разными сроками загрузки.

5 типичных ошибок во время монтажа

Конечно же, выполняя монтаж системы отопления, можно допустить гораздо больше пяти огрехов, но мы выделим 5 наиболее вопиющих, могущих привести к плачевным последствиям. Вот они:

неправильный выбор источника тепла;
ошибки в обвязке теплогенератора;
неверно выбранная система отопления;
небрежный монтаж самих трубопроводов и арматуры;
неправильная установка и подключение приборов отопления.

Котел недостаточной мощности – одна из типичных ошибок. Она допускается при подборе агрегата, призванного не только обогревать помещения, но и готовить воду на нужды ГВС. Если не учесть дополнительную мощность, необходимую для нагрева воды, теплогенератор не будет справляться со своими функциями. В результате теплоноситель в батареях и вода в системе ГВС не нагреется до нужной температуры.

Детали обвязки котла играют не только функциональную роль, но и служат целям безопасности. Например, установка насоса рекомендуется на обратном трубопроводе перед самым теплогенератором, вдобавок на байпасной линии. Причем вал насоса должен находиться в горизонтальном положении. Другая ошибка – установка крана на участке между котлом и группой безопасности, это делать категорически недопустимо.

Расширительный бак берется объемом 10% от общего количества воды в системе. При открытой схеме он ставится в самой верхней точке, при закрытой – на обратном трубопроводе, перед насосом. Между ними должен располагаться грязевик, смонтированный в горизонтальном положении пробкой вниз. Настенный котел присоединяется к трубопроводам посредством американок.

Когда система отопления выбрана неверно, вы рискуете переплатить за материалы и монтаж, а потом понести дополнительные затраты, чтобы довести ее до ума. Чаще всего ошибки встречаются при устройстве однотрубных систем, когда на одну ветвь пытаются «навесить» более 5 радиаторов, которые потом не греют. К огрехам при монтаже системы относится несоблюдение уклонов, некачественные соединения и установка не той арматуры.

Например, на входе в радиатор ставится термостатический вентиль либо обычный шаровой кран, а на выходе – балансировочный вентиль для настройки системы отопления. Если же производится монтаж труб к радиаторам в полу или стенах, то их надо обязательно утеплить, чтобы теплоноситель не остывал по дороге. При стыковке полипропиленовых труб надо скрупулезно придерживаться времени нагрева паяльником, чтобы соединение вышло надежным.

Сырье для домашней биогазовой установки

Частный дом с подсобным хозяйством ежедневно производит большое количество биологических отходов. Такой объем органики образуется благодаря следующим источникам:

Навоз от крупного рогатого скота и мелких животных: коровы, свиньи, козы, кролики.
Урина (моча) животных.
Птичий помет кур, гусей, уток.
Растительный мусор с приусадебного участка: трава, ботва, порченые овощи и фрукты.
Органические остатки от домашнего производства: отходы виноделия, мусор от закаток овощей и фруктов.
Отходы кухни: очистки, остатки, испорченные продукты.

Биологические отходы от жизнедеятельности человека. Септик совмещают с биогазовой установкой с помощью приемника каловых масс.
Все вышеперечисленные источники органики домохозяйства разделяют на круглогодичные и сезонные. К примеру, растительный мусор на приусадебном участке в зимний период не образуется. Исключение составляют лишь южные районы России, где рост растений не прекращается с приходом календарной зимы. Постоянными же источниками органики являются отходы жизнедеятельности животных и человека.

Что такое биогаз, и как он образуется: получение и производство

Биогаз – это вещество, образующееся во время брожения органических отходов, которое содержит в себе метан в количестве достаточном, чтобы использовать его как топливо. При сгорании биогаз выделяет теплоту, которой хватает для отопления дома или заправки машины. Сырьем для получения энергоносителя выступает навоз, который легкодоступен и дешев или вовсе бесплатен, если речь идет о животноводческом предприятии или крупном частном хозяйстве.

Биогаз – это экологически чистое биотопливо, которое можно производить своими руками, биологический газ родственен с природным. Получается газ в результате переработки отходов анаэробными бактериями. Брожение протекает в безвоздушном пространстве емкости под названием биореактор. Скорость выработки биогаза зависит от количества отходов, загруженных в биогенератор. Под действием бактерий из сырья выделяется смесь метана и углекислого газа с некоторыми примесями иных газообразных веществ. Образовавшийся газ отводится из биореактора, очищается и используется для собственных нужд. Переработанное сырье по завершении процесса становится удобрением, которое используют, чтобы улучшить плодородность почв. Получение биогаза выгодно животноводческим предприятиям, у которых открыт доступ к бесплатному навозу и другим органическим отходам.

Механизм образования газа из органического сырья

Биогаз – это летучее вещество без цвета и какого-либо запаха, в котором содержится до 70% метана. По своим качественным показателям он приближается к традиционному виду топлива – природному газу. Отличается хорошей теплотворной способностью, 1м3 биогаза выделяет столько тепла, сколько получается при сгорании полутора килограмм угля.

Образованию биогаза мы обязаны анаэробным бактериям, которые активно трудятся над разложением органического сырья, в качестве которого используются навоз сельскохозяйственных животных, птичий помет, отходы любых растений.

В самостоятельном производстве биогаза может использоваться птичий помет и продукты жизнедеятельности мелкого и крупного домашнего скота. Сырье может применяться в чистом виде и в форме смеси с включением травы, листвы, старой бумаги (+)

Для активизации процесса необходимо создать благоприятные условия для жизнедеятельности бактерий. Они должны быть схожи с теми, в которых микроорганизмы развиваются в естественном резервуаре – в желудке животных, где тепло и отсутствует кислород.

Собственно, это и есть два основных условия, способствующих чудесному превращению гниющей навозной массы в экологически чистое топливо и ценные удобрения.

Для получения биогаза нужен герметичный реактор без доступа воздуха, где будет происходить процесс брожения навоза и разложения его на составляющие:

Метан (до 70%).
Углекислый газ (примерно 30%).
Другие газообразные вещества (1-2%).

Образовавшиеся газы поднимаются кверху емкости, откуда их затем выкачивают, а вниз оседает остаточный продукт – высококачественное органическое удобрение, сохранившее в результате обработки все ценные вещества, имеющиеся в навозе – азот и фосфор, и потерявшее значительную часть патогенных микроорганизмов.

Реактор для получения биогаза должен иметь полностью герметичную конструкцию, в которой отсутствует кислород, в противном случае процесс разложения навоза будет проходить крайне медленно

Второе важное условие для эффективного разложения навоза и образования биогаза – соблюдение температурного режима. Бактерии, принимающие участие в процессе, активизируются при температуре от +30 градусов. Причем в навозе содержится два вида бактерий:

Причем в навозе содержится два вида бактерий:

Мезофильные. Их жизнедеятельность происходит при температуре +30 – +40 градусов;
Термофильные. Для их размножения необходимо соблюсти температурный режим +50 (+60) градусов.

Время переработки сырья в установках первого типа зависит от состава смеси и составляет от 12 до 30 суток. При этом 1 литр полезной площади реактора дает 2 л биотоплива. При использовании установок второго типа время выработки конечного продукта сокращается до трех дней, а количество биогаза возрастает до 4,5 л.

Эффективность термофильных установок видна невооруженным глазом, однако и цена их обслуживания очень высока, поэтому прежде чем выбрать тот или иной способ получения биогаза, необходимо очень тщательно все просчитать (кликните для увеличения) (+)

Несмотря на то, что эффективность термофильных установок в десятки раз выше, применяются они гораздо реже, поскольку поддержание высоких температур в реакторе связано с большими расходами. Обслуживание и содержание установок мезофильного типа дешевле, поэтому большинство фермерских хозяйств для получения биогаза используют именно их.

Биогаз по критериям энергетического потенциала немногим уступает привычному газовому топливу. Однако в его составе есть сернокислые испарения, наличие которых следует учесть при выборе материалов для сооружения установки

Биореактор

К емкости для переработки навоза предъявляются довольно жесткие требования:

Она должна быть непроницаемой для воды и газов. Водонепроницаемость должна действовать в обе стороны: жидкость из биореактора не должна загрязнять почву, а подземные воды не должны изменять состояние сбраживаемой массы. Биореактор должен обладать высокой прочностью. Он должен выдерживать массу полужидкого субстрата, давление газа внутри емкости, действующее снаружи давление грунта

В общем, при строительстве биореактора необходимо уделить особое внимание его прочности

Удобство обслуживания. Более удобные в использовании цилиндрические емкости — горизонтальные или вертикальные. В них перемешивание можно организовать по всему объему, в них не образуется застойных зон. Прямоугольные емкости проще в реализации при строительстве своими руками, но в них в углах часто образуются трещины, там же застаивается субстрат. Перемешивать его по углам очень проблематично.

Все эти требования по строительству биогазовой установки должны выполняться, так как они обеспечивают безопасность и создают нормальные условия для переработки навоза в биогаз.

Из каких материалов можно сделать

Стойкость к агрессивных средам — это основное требование к материалам, из которых можно сделать емкость. Субстрат в биореакторе может иметь кислую или щелочную реакцию. Соответственно материал, из которого изготавливают емкость, должен хорошо переносить различные среды.

Этим запросам отвечают не так много материалов. Первое что приходит на ум — металл. Он прочен, из него можно сделать емкость любой формы. Что хорошо, что использовать можно готовую емкость — какую-то старую цистерну. В этом случае строительство биогазовой установки займет совсем немного времени. Недостаток металла — он вступает в реакцию с химически активными веществами и начинает разрушаться. Для нейтрализации данного минуса металл покрывается защитным покрытием.

Отличный вариант — емкость биореактора из полимера. Пластик химически нейтрален, не гниет, не ржавеет. Только надо выбирать из таких материалов, которые выносят заморозку и нагрев до достаточно высоких температур. Стенки реактора должны быть толстыми, желательно армированными стекловолокном. Такие емкости недешевы, зато они служат долго.

Более дешевый вариант — биогазовая установка с емкостью из кирпича, бетонных блоков, камня. Для того чтобы кладка выдерживала высокие нагрузки, необходимо армирование кладки ( в каждом 3-5 ряду в зависимости от толщины стены и материала). После завершения процесса возведения стен для обеспечения водо- и газо- непроницаемости необходима последующая многослойная обработка стен как изнутри, так и снаружи. Стены штукатурят цементно-песчаным составом с добавками (присадками), обеспечивающими требуемые свойства.

Определение размеров реактора

Объем реактора зависит от выбранной температуры переработки навоза в биогаз. Чаще всего выбирается мезофильная — ее легче поддерживать и она предполагает возможность ежедневной дозагрузки реактора. Выработка биогаза после выхода на нормальный режим (порядка 2 дней) идет стабильно, без всплесков и провалов (при создании нормальных условий). В этом случае имеет смысл рассчитать объем биогазовой установки в зависимости от количества навоза, образующегося в хозяйстве за сутки. Все легко подсчитывается, исходя из среднестатистических данных.

Порода животных	Объем экскрементов за сутки	Исходная влажность
КРС	55 кг	86%
Свинья	4,5 кг	86%
Куры	0,17 кг	75%

Разложение навоза при мезофильных температурах идет от 10 до 20 дней. Соответственно, объем рассчитывается умножением на 10 или 20. При расчете необходимо учитывать количество воды, которое необходимо для приведения субстрата к идеальному состоянию — его влажность должна быть 85-90%. Найденный объем увеличивают на 50%, так как максимальная загрузка не должна превышать 2/3 по объему резервуара — под потолком должен скапливаться газ.

Например, в хозяйстве 5 коров, 10 свиней и 40 кур. За сути образуется 5 * 55 кг + 10 * 4,5 кг + 40 * 0,17 кг = 275 кг + 45 кг + 6,8 кг = 326,8 кг. Чтобы привести куриный помет к влажности 85% необходимо добавить чуть больше 5 литров воды (это еще 5 кг). Итого общая масса получается 331,8 кг. Для переработки за 20 дней необходимо: 331,8 кг * 20 = 6636 кг — около 7 кубов только под субстрат. Найденную цифру умножаем на 1,5 (увеличиваем на 50%), получаем 10,5 куб. Это и будет расчетная величина объема реактора биогазовой установки.

Материалы и агрегаты, используемые для создания биогазовой установки.

Нужно сказать сразу, что не следует пытаться изготовить сложную установку. Также не стоит брать за образец установку, созданную профессионалами. Ничего хорошего из этого не выйдет. В лучшем случае, самодельная биогазовая установка получится через чур дорогой и громоздкой, а в худшем случае не будет закончена вовсе.

Все материалы, используемые для изготовления биогазовой установки своими руками, должны быть максимально простыми и дешевыми. Если есть желание удешевить конструкцию, то можно обойтись без газгольдера (емкости для хранилища газа). В этом случае накапливать биогаз не получится, зато можно будет легко и быстро избавляться от биологических отходов.

Итак, простейшая схема самодельной биогазовой установки выглядит следующим образом:

Биореактор
Бункер загрузки
Труба разгрузки
Трубы вывода газа

Для создания реактора (место, в котором будет происходит процесс брожения и распада) можно использовать большой металлический бак. Крайне желательно, если бак будет изготовлен из качественной (легированной) нержавеющей стали. Это существенно увеличит срок службы, так как внутри реактора происходят достаточно агрессивные химические процессы. Если большого металлического бака нет, то можно сварить его из листовой стали с обязательной проверкой на герметичность.

Бункер для загрузки и трубу разгрузки также можно сделать самостоятельно из металлических листов, с применением сварки. Не следует забывать о том, что процесс брожения быстрее всего проходит при высокой температуре. При недостаточной температуре, процесс брожения и распада проходит намного медленнее. Подобная конструкция не имеет подогрева, и не может похвастаться высокой эффективностью. Лучше всего использовать ее в теплое время года, либо в южных регионах страны. Но даже в средней полосе России она будет достаточно полезной и сможет перерабатывать до 50-60 килограммов пищевых отходов в сутки.

Дабы повысить эффективность биогазовой установки к ней можно добавить газгольдер. По большому счету – это большой герметичный бак, аналогичный баку для реактора, но наличие емкости для сбора газа, значительно усложнит всю конструкцию. В частности, будет необходимо добавить газопровод, запорную арматуру и позаботится о безопасности конструкции, так как чрезмерное давление газа может быть чревато взрывом.

Заключение

Биогаз представляет собой сравнительно новый источник энергии. Используя его, можно навсегда забыть о тарифах за электроэнергию и даже решить такой вопрос, как производство метана. Правильно разработанные чертежи и приложенные усилия при изготовлении установки существенно сэкономят средства не одного фермера, что особенно актуально в наши дни.

Конечно же, биогаз своими руками – это не для всех. Во-первых, надо быть владельцем частного дома. Самодельная установка имеет размеры и варианты установки, при которых условия квартиры категорически не подходят. Во-вторых, в домашних условиях возможно только при наличии органических отходов в большом количестве. И в-третьих, пожалуй, самое главное, нужны знания.

Придумывать установку нет смысла – все уже давным-давно придумано. Но чтобы реализовать уже готовую идею по готовым чертежам – это надо понимать

Инструмент, смекалка, понимание и осознание схемы устройства и еще и желание, которое позволит не отступиться от намеченной цели – это все очень важно.

Подытожим:

Место. Только частные дворы, где расположены свободные от застроек и деревьев участки площадью до 10 м2. Рассматривать также стоит такие варианты, когда над самой установкой в перспективе возможно сооружение здания хозяйственного или даже жилого типа.
Материал. Нержавеющая сталь, кирпич, бетон, трубы (металлические и/или пластиковые) – это самое основное. Добавим в этот список инструменты: сварочное оборудование, бетономешалки, металлорежущий инструмент.
Сырье. Основным источником биогаза может быть только органика – навоз, отходы растительного происхождения, отходы забойного цеха. Каждый вид сырья дает свое количество биогаза определенного качества. В любом случае, сырья должно быть достаточно, чтобы повысить рентабельность.
Понимание и осознание идеи. Можно и без этого: пригласил, заплатил, получил – зачем понимание? Но только даже самая примитивная и рассчитанная на малое производство биогаза установка стоит дорого, а вся суть – получить все необходимое, основываясь на собственные силы. Так что тут надо быть носителем негласного звания «народный умелец».

Многие европейские фермеры давно перешли на этот альтернативный вид топлива. Окупаемость биогенератора – 3-5 лет, все зависит от масштабов потребления. К примеру, датские владельцы миниферм, с поголовьем скота всего до 50-100 голов, ухитряются собственными установками получать биогаз, который полностью удовлетворяет потребности как жилого дома, так и самой фермы. Уют дома и на ферме благодаря биогазу собственного производства у них воспринимается как уже что-то обычное.

Строительство биогазовой установки для частного дома своими руками