Hoe maak je een bioreactor met je eigen handen

De constante stijging van de kosten van traditionele energie dwingt ambachtslieden om zelfgemaakte apparatuur te maken waarmee ze zelf biogas kunnen maken. Met deze benadering van het huishouden is het niet alleen mogelijk om goedkope energie te verkrijgen voor het verwarmen van een huis en andere behoeften, maar ook om het proces vast te stellen van het gebruik van organisch afval en het verkrijgen van gratis meststoffen voor latere toepassing op de grond.

Overtollige geproduceerde biogas, evenals meststoffen, kunnen voor geïnteresseerde consumenten tegen marktwaarde worden gerealiseerd, waardoor het geld letterlijk "onder uw voeten" terechtkomt. Grote boeren kunnen het zich veroorloven om kant-en-klare biogasinstallaties te kopen, geassembleerd in de fabriek. De kosten van dergelijke apparatuur zijn vrij hoog. Het rendement van de werking komt echter overeen met de gedane investeringen. Minder krachtige installaties die volgens hetzelfde principe werken, kunnen op zichzelf worden samengesteld uit beschikbare materialen en onderdelen.

Wat is biogas en hoe ontstaat het?

Biogas is geclassificeerd als een milieuvriendelijke brandstof. Door zijn kenmerken komen biogs grotendeels samen met aardgas dat op industriële schaal wordt geproduceerd. Stel je de technologie voor biogasproductie als volgt voor:

• in een speciale container, bioreactor genaamd, vindt een biomassaproces plaats met deelname van anaërobe bacteriën onder omstandigheden van airless fermentatie gedurende een bepaalde periode, waarvan de duur afhangt van het volume van geladen grondstoffen;
• als gevolg hiervan komt een mengsel van gassen vrij, bestaande uit 60% methaan, 35% - kooldioxide, 5% - uit andere gasvormige stoffen, waaronder een kleine hoeveelheid waterstofsulfide;
• het geproduceerde gas wordt constant afgevoerd uit de bioreactor en wordt na zuivering verzonden voor correct gebruik;
• Gerecycled afval, dat hoogwaardige kunstmest is geworden, wordt periodiek uit de bioreactor verwijderd en naar de velden gebracht.

Om thuis biogasproductie op een continue manier tot stand te brengen, moet men eigenaar zijn van of toegang hebben tot landbouw- en veeteeltbedrijven. Het is economisch levensvatbaar om biogas alleen te produceren als er een bron is voor gratis levering van mest en ander organisch afval uit de veehouderij.

Gasverwarming blijft de meest betrouwbare manier van verwarmen. U kunt meer leren over autonome vergassing in het volgende materiaal:https://neo.aquatechn.com/nl/gazosnabzhenie/avtonomnoe-gazosnabzhenie-chastnogo-doma.html

Soorten bioreactoren

Installaties voor de productie van biogas verschillen in het type belading van grondstoffen, de verkregen opvang van gas, de ligging van de reactor ten opzichte van het aardoppervlak, het fabricagemateriaal. Beton, baksteen en staal zijn de meest geschikte materialen voor de constructie van bioreactoren.

Afhankelijk van het type belading worden bio-installaties onderscheiden, waarin een bepaald deel van de grondstof wordt geladen en een verwerkingscyclus wordt uitgevoerd en vervolgens volledig wordt gelost. De gasproductie in deze fabrieken is onstabiel, maar elke soort grondstof kan erin worden geladen. Ze zijn in de regel verticaal en nemen weinig ruimte in beslag.

Dagelijks wordt een portie organisch afval in een systeem van het tweede type geladen en een portie kant-en-klare gefermenteerde meststoffen met een gelijk volume wordt gelost. Het werkmengsel blijft altijd in de reactor. De installatie van de zogenaamde continue belading levert stabiel meer biogas op en is erg populair bij boeren. Deze reactoren bevinden zich in principe horizontaal en zijn handig in de aanwezigheid van vrije ruimte op de site.

Het geselecteerde type biogascollectie bepaalt de ontwerpkenmerken van de reactor.

• ballonsystemen bestaan ​​uit een rubberen of kunststof hittebestendige ballon waarin een reactor en een gashouder zijn gecombineerd. De voordelen van dit type reactor zijn de eenvoud van constructie, laden en lossen van grondstoffen, gemakkelijke reiniging en transport, lage kosten. De nadelen zijn onder meer een korte levensduur, 2-5 jaar, de mogelijkheid van schade door invloeden van buitenaf. Tankreactoren omvatten ook kanaalinstallaties, die in Europa veel worden gebruikt voor de behandeling van vloeibaar afval en afvalwater. Zo'n rubberen top is effectief bij hoge omgevingstemperaturen en er is geen risico op cilinderschade. Het ontwerp met vaste koepel heeft een volledig gesloten reactor en een compenserend vermogen voor slibafvoer. Gas hoopt zich op in de koepel; wanneer het volgende portie grondstoffen wordt geladen, wordt de verwerkte massa in de compensatietank geduwd.
• Biosystemen met een drijvende koepel bestaan ​​uit een ondergrondse monolithische bioreactor en een beweegbare gastank die in een speciale waterzak of direct in de voeding drijft en stijgt onder invloed van gasdruk. Het voordeel van de zwevende koepel is gebruiksgemak en de mogelijkheid om de gasdruk te bepalen aan de hand van de hoogte van de koepel. Dit is een geweldige oplossing voor een grote boerderij.
• Bij het kiezen van een ondergrondse of installatielocatie boven het oppervlak, moet rekening worden gehouden met de helling van het reliëf, wat het laden en lossen van grondstoffen vergemakkelijkt, verbeterde thermische isolatie van ondergrondse constructies, die de biomassa beschermt tegen dagelijkse temperatuurschommelingen en het fermentatieproces stabieler maakt.

Het ontwerp kan worden uitgerust met extra apparaten voor het verwarmen en mengen van de grondstoffen.

Is het rendabel om een ​​reactor te maken en biogas te gebruiken

De bouw van een biogasinstallatie heeft de volgende doelstellingen:

• goedkope energieproductie;
• de productie van licht verteerbare meststoffen;
• besparing op aansluiting op dure rioleringen;
• verwerking van huishoudelijk afval;
• mogelijke winst uit de verkoop van gas;
• het verminderen van de intensiteit van onaangename geuren en het verbeteren van de milieusituatie op het grondgebied.

Om de voordelen van het bouwen van een bioreactor te evalueren, moet een slanke gastheer rekening houden met de volgende aspecten:

• biostatiekosten zijn een investering op lange termijn;
• zelfgemaakte biogasapparatuur en installatie van een reactor zonder tussenkomst van externe specialisten zullen veel goedkoper zijn, maar de efficiëntie is lager dan die van een dure fabrieksinstallatie;
• Om een ​​stabiele gasdruk te behouden, moet de boer in voldoende hoeveelheid en gedurende lange tijd toegang hebben tot afval van de dierlijke productie. Bij hoge prijzen voor elektriciteit en aardgas of het ontbreken van vergassing wordt het gebruik van de installatie niet alleen winstgevend, maar ook noodzakelijk;
• voor grote bedrijven met een eigen grondstofbasis zal het opnemen van een bioreactor in het systeem van kassen en veehouderijen een winstgevende oplossing zijn;
• voor kleine boerderijen kan de efficiëntie worden verbeterd door verschillende kleine reactoren te installeren en grondstoffen met verschillende tijdsintervallen te laden. Dit voorkomt gasonderbrekingen bij gebrek aan voeding.

Klik hier om te leren hoe u verwarming in een privéwoning zonder gas uitrust:https://neo.aquatechn.com/nl/otoplenie/alt_otoplenie/otoplenie-chastnogo-doma-bez-gaza.html

Hoe u zelf een bioreactor kunt bouwen

De beslissing over de constructie was genomen, nu moeten we de installatie ontwerpen en de benodigde materialen, gereedschappen en apparatuur berekenen.

Belangrijk! Weerstand tegen agressieve zure en alkalische omgevingen is de belangrijkste vereiste voor het bioreactormateriaal.

Als er een metalen tank beschikbaar is, kan deze worden gebruikt met een beschermende coating tegen corrosie. Let bij het kiezen van een metalen container op de aanwezigheid van lassen en hun sterkte.

Een duurzame en handige optie is een polymeertank. Dit materiaal vergaat niet en roest niet. Het vat met dikke stijve wanden of versterkt zal perfect bestand zijn tegen de belasting.

De goedkoopste manier is het neerzetten van containers van baksteen of steen, betonblokken. Om de sterkte te vergroten, zijn de wanden versterkt en van binnen en van buiten bedekt met een meerlaagse waterdichtheid en gasdichte coating. De pleister moet additieven bevatten die de gespecificeerde eigenschappen bieden. De beste vorm die alle drukbelastingen kan weerstaan, is ovaal of cilindrisch.

Aan de voet van deze tank is een gat voorzien waardoor gebruikte grondstoffen worden afgevoerd. Dit gat moet goed gesloten zijn, omdat het systeem alleen effectief werkt in gesloten omstandigheden.

Berekening van benodigde gereedschappen en materialen

Om de stenen container en het apparaat van het hele systeem uit te leggen, zijn de volgende gereedschappen en materialen nodig:

• tank voor het mengen van cementmortel of betonmixer;
• boren met mondstukmenger;
• steenslag en zand voor een drainagepad;
• schop, meetlint, troffel, plamuurmes;
• baksteen, cement, water, fijn zand, wapening, weekmaker en andere noodzakelijke toevoegingen;
• lasmachine en bevestigingsmiddelen voor de installatie van metalen buizen en accessoires;
• een waterfilter en een container met metalen chips voor gaszuivering;
• Bandcilinders of standaard propaancilinders voor gasopslag.

De grootte van de betonnen tank wordt bepaald aan de hand van de hoeveelheid organisch afval dat dagelijks in een privéboerderij of boerderij verschijnt. Volwaardige bioreactor-werking is mogelijk als deze voor tweederde van het beschikbare volume wordt gevuld.

Laten we het volume van de reactor bepalen voor een kleine particuliere economie: als er 5 koeien, 10 varkens en 40 kippen zijn, dan wordt een nest van 5 x 55 kg + 10 x 4,5 kg + 40 x 0,17 kg = 275 kg + gevormd gedurende de dag van hun levensactiviteit 45 kg + 6,8 kg = 326,8 kg. Voeg 5 liter water toe om de kippenkeutels op de vereiste vochtigheid van 85% te brengen. Totaal gewicht = 331,8 kg. Voor verwerking in 20 dagen is het noodzakelijk: 331,8 kg x 20 = 6636 kg - ongeveer 7 kubieke meter alleen voor het substraat. Dit is tweederde van het benodigde volume. Om het resultaat te krijgen, heb je 7x1,5 = 10,5 kubieke meter nodig. De verkregen waarde is het benodigde volume van de bioreactor.

Onthoud dat het niet werkt om een ​​grote hoeveelheid biogas in kleine containers te krijgen. De output is direct afhankelijk van de massa organisch afval dat in de reactor wordt verwerkt. Om 100 kuub biogas te krijgen, is het dus nodig om een ​​ton organisch afval te verwerken.

Plaatsvoorbereiding voor bioreactorapparaat

Gratis biobrandstof op de site moet u een plaats kiezen voor de constructie van een tank van gewapend beton, die zal dienen als bioreactor.

De optimale locatie wordt gekozen weg van woonvertrekken, plaatsen voor dieren. Een magazijn voor de opslag van grondstoffen kan dichtbij zijn. Hierbij moet rekening worden gehouden met het grondwaterpeil en het gemak van het laden en lossen van biomassa. Bij voorkeur een plek voor het transport van grondstoffen.

De economische locatie van het reactorvat is om het onder het maaiveld te bouwen. Ook de helling van het terrein is erg handig. Dit verlaagt de kosten van thermische isolatie en vergemakkelijkt het laden van organisch substraat.

Betrouwbaarheid van het ontwerp en duurzaamheid van de reactor hangt af van de voorbereiding van de bodem en wanden van de put voor de tank. De muren zijn versterkt en afgedicht met plastic, beton en polymeerringen. Belangrijke en grondige opwarming. Gebruik als goedkope isolatie stro, klei, droge mest en slakken, geïmproviseerde materialen.

Montage en installatie

Om het budget te besparen, is het optimaal om een ​​eenvoudig en betrouwbaar ontwerp te monteren zonder toeters en bellen, en vervolgens, tijdens de werking en wanneer er financiële kansen verschijnen, extra elementen toe te voegen voor verwarming, automatisering en controle.

Stapsgewijze instructies voor het monteren en installeren van een bioreactor helpen om de installatie zelf te monteren.

1. Graaf een put, giet een egalisatielaag zand onderaan, leg de hele put met PVC-film, giet dan een warmte-isolerende laag van geëxpandeerde klei, stro, lijn het uit met de horizon. Monteer buizen voor het laden en lossen van de ondergrond. De diameter van de buizen voor grondstoffen moet een diameter hebben van minimaal 300 mm, anders verstoppen ze.
2. Leg een stenen container neer of installeer een voltooide container. Isoleer de zijwanden van de reactor door deze in meerdere lagen te bekleden met klei en stro of door moderne kachels te gebruiken, bijvoorbeeld polystyreenschuim, geschuimd polyurethaanschuim.
3. Om een ​​gasafvoersysteem te maken dat bestaat uit verticale leidingen met talrijke gaten in het lichaam. Een dergelijk systeem zal de mixers vervangen.
4. Bedek de buitenste laag van het geladen biomateriaal met een speciale film om een ​​lichte overdruk te creëren en biogas onder de koepel te verzamelen. Installeer een koepel, die luchtdicht moet zijn en bovenaan een gasuitlaatpijp, filters voor het reinigen van een luchtdicht luik, een waterslot. Gas wordt verzameld en opgeslagen in speciale gaszakken.

Lancering van Bioreactor

1. Om de bioreactor effectief te laten werken, moet hij worden gevuld met grondstoffen tot 2/3 van het volume, de temperatuur die nodig is om de bacteriën te laten werken, dus de biomassa-invoertrechter moet aan de zonnige kant worden geplaatst zodat deze opwarmt.
2. Het laden van een nieuwe en het uitnemen van verbruikt organisch substraat is goedkoper en gemakkelijker uit te voeren volgens het overloopprincipe, d.w.z. het verhogen van het niveau van organische stof in de reactor bij het inbrengen van een nieuw deel zal het substraat door de afvoerpijp verwijderen in een volume dat gelijk is aan het volume van het ingebrachte materiaal.
3. Download een batch bacteriën. Verwarm indien nodig opnieuw.

Correcte gasverwijdering uit de bioreactor

Het gas dat wordt verkregen tijdens de fermentatie van organische stoffen, wordt verwijderd via een speciaal gat in het ontwerp van het bovenste deel van het deksel, dat de tank goed sluit. Om de mogelijkheid van vermenging van biogas met lucht uit te sluiten, is het noodzakelijk ervoor te zorgen dat het via een watersluis (watersluis) wordt verwijderd.

Het is mogelijk om de druk van het gasmengsel in de bioreactor te regelen met behulp van een dop, die zou moeten stijgen met overtollig gas, dat wil zeggen de rol van een ontlastklep. Als tegengewicht kunt u een normaal gewicht gebruiken. Als de druk normaal is, stroomt het gegenereerde gas door de uitlaatpijp in de gastank en wordt onderweg onderworpen aan waterzuivering.

Werkingsregels en veiligheid

Het constant laden van reguliere batches en het lossen van afgewerkte meststoffen, controle van de fermentatiecondities zorgt voor een goede werking van de biogasinstallatie.

Gespecialiseerde bedrijven verkopen partijen organisch fermenterende bacteriën om biogas te produceren.

Er zijn mesofiele, thermofiele en psychrofiele bacteriën. Volledige fermentatie van organische stoffen met deelname van thermofiele bacteriën zal binnen 12 dagen plaatsvinden. Mesofiele bacteriën werken langzamer, ze verwerken grondstoffen in 20 dagen.

De biomassa in de reactor moet minimaal twee keer per dag worden gemengd, anders vormt zich een korst op het oppervlak, wat het vrij uitstromen van biogas verhindert. In het koude seizoen moet de reactor worden verwarmd, waarbij de optimale temperatuur wordt gehandhaafd voor de grootste productie van het product.

Het is niet moeilijk om een ​​open haard voor een appartement op milieuvriendelijke brandstof te maken als u de juiste wens en relevante instructies heeft. Details:https://neo.aquatechn.com/nl/otoplenie/biokamin-svoimi-rukami.html

Het in de reactor geladen organische mengsel mag geen antiseptica, detergenten, chemicaliën bevatten die schadelijk zijn voor de levensduur van bacteriën en de productie van biogas vertragen.

Belangrijk! Biogas is brandbaar en explosief.

Om de bioreactor goed te laten werken, moeten dezelfde regels worden gevolgd als voor elke gasinstallatie. Als de apparatuur krap is, wordt biogas tijdig naar de gastank geleid, dan zullen er geen problemen zijn.

Als de gasdruk de norm overschrijdt of gaat vergiftigen bij lekkage, bestaat er explosiegevaar, daarom wordt aanbevolen om temperatuur- en druksensoren in de reactor te plaatsen. Het inademen van biogas is ook schadelijk voor de menselijke gezondheid.

Hoe biomassa-activiteit te garanderen

Je kunt het proces van vergisting van biomassa versnellen door het te verwarmen. In de zuidelijke regio's doet dit probleem zich in de regel niet voor. De omgevingstemperatuur is voldoende voor de natuurlijke activering van fermentatieprocessen. In regio's met strenge klimatologische omstandigheden in de winter, zonder verwarming, is het over het algemeen onmogelijk om een ​​biogasinstallatie te exploiteren. Het fermentatieproces begint immers bij een temperatuur boven de grens van 38 graden Celsius.

Er zijn verschillende manieren om de verwarming van een biomassatank te organiseren:

• sluit een spoel onder de reactor aan op het verwarmingssysteem;
• installeer elektrische verwarmingselementen in de bodem van de tank;
• zorgen voor directe verwarming van de tank door middel van elektrische kachels.

Bacteriën die de methaanproductie beïnvloeden, bevinden zich in een slapende toestand in het voer zelf. Hun activiteit stijgt op een bepaald temperatuurniveau. Het installeren van een geautomatiseerd verwarmingssysteem zorgt voor een normale stroom van het proces. Automatisering zal de verwarmingsapparatuur inschakelen wanneer het volgende koude feest de bioreactor binnenkomt en vervolgens uitschakelen wanneer de biomassa opwarmt tot een vooraf bepaald temperatuurniveau.

Dergelijke temperatuurregelsystemen zijn geïnstalleerd in ketels, zodat ze kunnen worden gekocht in winkels die gespecialiseerd zijn in de verkoop van gasapparatuur.

Het is belangrijk op te merken dat het mogelijk is om de productie van biogas thuis te activeren door de biomassa in de reactor te mengen. Hiervoor wordt een apparaat gemaakt dat structureel vergelijkbaar is met een huishoudelijke mixer. Het apparaat kan worden aangedreven door een as die naar buiten wordt geleid door een opening in het deksel of de wanden van de tank.

Welke speciale toestemmingen zijn vereist voor de installatie en het gebruik van biogas

Om een ​​bioreactor te bouwen en te exploiteren en om het verkregen gas te gebruiken, is het in de ontwerpfase noodzakelijk om de benodigde vergunningen te verkrijgen. Goedkeuring moet gebeuren met de gasdienst, brandweerlieden en Rostekhnadzor.Over het algemeen zijn de regels voor installatie en bediening vergelijkbaar met de regels voor het gebruik van conventionele gasapparatuur. De constructie moet strikt volgens SNIP's worden uitgevoerd, alle pijpleidingen moeten geel zijn en de juiste markeringen hebben. Kant-en-klare systemen die in de fabriek worden vervaardigd, zijn vele malen duurder, maar ze hebben alle ondersteunende documenten die aan alle technische vereisten voldoen. Fabrikanten geven garantie op de apparatuur en voeren onderhoud en reparatie van hun producten uit.

Een zelfgemaakte biogasinstallatie kan besparen op energiekosten, die een groot aandeel hebben in het bepalen van de kostprijs van landbouwproducten. Het verlagen van de productiekosten heeft invloed op de toename van de winstgevendheid van de boerderij of de particuliere boerderij. Nu u weet hoe u biogas uit bestaand afval kunt halen, hoeft u het idee alleen nog maar in de praktijk te brengen. Veel boeren hebben al lang geleerd hoe ze met mest geld kunnen verdienen.