Самостоятельное производство биогаза. Бесплатный биогаз

В животноводческих хозяйствах, занимающихся разведением крупного рогатого скота, свиней, домашней птицы и прочей живности, собирается много продуктов их жизнедеятельности – навоза. 70-75% всех урожаев, собираемых с огородов и полей, перерабатывается в навоз. По статистике до 90% злаковых и овощных культур идет на корм животным.

Чем крупнее животноводческое хозяйство, тем больше накапливается навоза. Этому ценному биоресурсу находят различное применение. Его часто используют непосредственно как удобрение. Развитие науки сделало применение навоза, прошедшего переработку, гораздо более широким.

1 Отдельные способы переработки навоза

Технологии переработки этого биоресурса весьма разнообразны.

1. Вермикомпостный способ. Заключается в получении перегноя из навоза с помощью червей.
2. Утилизация и переработка навоза с помощью насекомых и мух.
3. Сушка биоресурса горячим воздухом, делает его легким и транспортабельным удобрением. Недостаток способа в энергозатратности.
4. Способ гранулирования биоресурса. Он распространен в США и в Европе, но также энергозатратен. На получение тонны гранулированных удобрений расходуется полтонны топлива.
5. Способ переработки навоза в биогаз, актуален для крупных предприятий в современной действительности. Устанавливается специальный биореактор в котором происходит переработка навозного сырья в газ для отопления и прочих нужд предприятия.

1.2 Бактерии для переработки навоза

Перерабатывать продукт жизнедеятельности животных помогают бактерии, содержащиеся в нем. На современных фермах крупный рогатый скот, птицы и свиньи выращиваются на несменяемой подстилке в легких некапитальных строениях. Это дает ряд существенных преимуществ.

1. Помет и навоз не нужно убирать, попадая в подстилку, они перерабатываются внутри нее бактериями.
2. Отопление не требуется. Тепло образуется в результате переработки органики внутри подстилки бактериями, вследствие микробиологических процессов и достигает 40-50 градусов.
3. Микроорганизмы бактерий утилизируют навоз и помет без выделения неприятного запаха аммиака и метана. Поддерживается свежесть среды обитания животных и птиц, сохраняется их чистота.
4. Сокращаются до минимума расходы на обслуживающий персонал. Бактерии для переработки свиного навоза делают возможным одному рабочему справляться с тремя сотнями голов свиней. Ручной труд по уборке продуктов жизнедеятельности исключен, его заместили бактерии.
5. Условия содержания животных приближены к естественным условиям обитания. Животные меньше подвержены заболеваниям, быстрее набирают вес.

Биохлев — переработка навоза бактериями

Многослойная несменная ферментационная подстилка устраивается по специальной технологии. Один раз в месяц такую подстилку обрабатывают опрыскиванием раствора биопрепарата с содержанием бактерий. Такая технология и переработка навоза КРС и других животных посредством бактерий увеличивает прибыльность от 40 до 70%. Биопрепараты разных производителей сейчас широко представлены в продаже. Их популярность постоянно растет.

1.3 Аэробные биоустановки по переработке навоза и помета

Фермерскими хозяйствами, занимающимися разведением животных, стали широко применяться автоматизированные биоустановки типа Биоэкомодуль. В таких установках происходит преобразование отходов органического происхождения, посредством аэробной ферментации, в ценные органические удобрения. Процесс протекает в искусственно созданной среде с постоянными характеристиками за счет кислорододышащих (аэробных) бактерий группы азотобактеров. Такие бактерии живут в кишечнике птиц и животных и выходят из него вместе с отходами.

Бактерии расщепляют органические остатки и вредные химические соединения. В итоге получаются хеллаты (стабильные формы безопасных соединений), используемые в сельском хозяйстве. Применяется продукция, полученная в биоустановках аэробного типа как:

• сыпучие удобрения для садоводства, увеличивающие рост и урожайность;
• компосты богатые органикой с оптимальным сочетанием большого количества полезных бактерий и NPK показателей;
• биоминеральные кормовые добавки, улучшающие продуктивные показатели животных и птиц до 23%;
• сырье органического происхождения для производства гранулированного и брикетированного твердого топлива с высокими показателями теплотворности;
• органические экологически безопасные почвогрунты;
• жидкие подкормки органического происхождения для растений.

Преимущества применения биоаэробной технологии и оборудования заключаются в следующем:

• полный контроль и прогнозируемость процесса переработки;
• сохранение азота с переводом его в стабильное состояние;
• в процессе переработки отходов сохраняются полезные вещества, разлагается болезнетворная микрофлора;
• отсутствуют вредные стоки и выбросы;
• не требуются затраты на капстроительство и коммуникации;
• простота, надежность и мобильность конструкции;
• продолжительный срок эксплуатации;
• низкое энергопотребление.

2 Биореактор для переработки органических отходов

Для утилизации биологических отходов с получением из них органических удобрений и одновременно биогаза используют биореактор. Широкое распространение получила установка БУГ, имеющая несколько модификаций. Отличаются они своей производительностью.

В состав, получаемого в процессе переработки отходов биогаза входит 50-60% метана и 40-50% углекислого газа. На биогазе могут работать бытовые газовые приборы – водонагреватели, газогенераторы, обогреватели воздуха.

Стандартная биогазовая установка включает в себя следующее оборудование для переработки навоза и других органических отходов:

• емкость для гомогенизации;
• загрузчики жидкого и твердого сырья;
• систему безопасности;
• контрольно измерительные приборы и автоматику с визуализацией;
• биореактор с газгольдером;
• мешалки и сепараторы ;
• насосную станцию;
• системы отопления и смешивания воды;
• газовую систему.

2.1 Процессы, протекающие в биореакторе

Биореактор состоит из трех разделенных секций:

• загрузочной;
• рабочей;
• выгрузочной.

Внутренняя поверхностная часть реактора не ровная, а сделана в виде трубчатой емкости. Это способствует ускорению и более полному протеканию процесса переработки. Из приемной секции переработанный в однородную биомассу и смешанный с водой субстрат через технологический люк попадает в биореактор.

Верхняя средняя часть рабочей секции, также оборудована герметичным люком, на котором располагаются приборы контроля уровня биомассы, отбора биогаза и его давления. При увеличении давления внутри реактора происходит автоматическое включение компрессора, что предотвращает разрыв резервуара. Компрессор откачивает биогаз из реактора в газгольдер. В биореакторе установлен нагревательный элемент, поддерживающий температуру необходимую для брожения биомассы.

В рабочей секции реактора температура всегда выше, чем в двух других секциях. Это обеспечивает полноту цикла химического процесса и увеличивает продуктивность. В этой части реактора биомасса непрерывно перемешивается, что предотвращает появление плавающей корки, препятствующей выходу биогаза.

Полностью переработанный субстрат поступает в выгрузочную секцию биореактора. Здесь происходит окончательное разделение остатков газа и жидких удобрений.

Установки, перерабатывающие навоз, птичий помет и прочие органические отходы любого вида действия широко востребованы и применяются в сельском хозяйстве. Биогазовые установки находят применение в городском коммунальном хозяйстве при утилизации органического мусора и получения биогаза для теплоэнергетики.

2.2 Эффективные технологии переработки и утилизации навоза (видео)

Практически на любой животноводческой ферме сталкиваются с проблемой накопления большого количества навоза, продукта жизнедеятельности животных. Особенно ярко проявляется это в тех хозяйствах, где количество скота на единицу площади гораздо больше нормы. Не стоит забывать, что навоз - это ценное органическое удобрение, в котором содержится большое количество питательных для почвы и растений веществ. Однако, использование органических удобрений в некоторых странах регулируется законодательными нормами. Там же, где есть связь животноводства и земледелия практически не происходит загрязнения почвы отходами животных. Иначе говоря, переработка навоза часто является необходимостью в сельском хозяйстве.

В ряде случаев использование экскрементов животных в чистом виде не желательно, может нанести вред возделываемым растениям, окружающей среде, качеству грунтовых вод, да и сам процесс внесения трудоемок. Исправить все это можно, если делается переработка навоза в удобрение приемлемое для дальнейшего использования, тем более что в настоящее время для этого используются новые возможности и есть современные технологии.

Переработка свиного навоза

В чистом виде свиной навоз малоэффективен в качестве удобрения. Связано это с тем, что питательные вещества в нем находятся в неблагоприятной для сельскохозяйственных культур форме. Жидкая консистенция содержит небольшое количество растительных остатков, в результате чего она не содействует улучшению структуры почвы. Кроме того, свиной навоз содержит немного микроорганизмов, способствующих перегниванию остатков пищи с выделением такого вещества, как азот.

Все это говорит о том, что экскременты свиней во избежание закисания не рекомендуется использовать на тяжелых суглинистых почвах, так как процесс их разложения может затянуться. Однако, на супесчаных почвах возможно применение навоза животных, при условии, что среди них не было выявлено заболеваний, которые могут быть опасны для здоровья человека.

На сегодняшний день используется несколько технологий, по которым производится переработка свиного навоза:

Компостирование и вермикомпостирование;
- биотермическое обеззараживание;
- ускоренная ферментация;
- гранулирование навоза и получение гранулированных органоминеральных удобрений;
- разделение на жидкую и твердую фракции;
- анаэробная переработка отходов и т. д.

Переработка навоза крс и птичьего помета

Фермы, на которых содержится большое количество крупного рогатого скота, с проблемой переработки навоза встречаются наиболее часто. Продукт жизнедеятельности животных может быть нескольких видов: твердый, жидкий, полужидкий и подстилочный. В любом случае переработка навоза крс, а в особенности излишков необходима, для этого процесса могут применяться различные технологии, от компостирования до анаэробной переработки и гранулирования.

Особого внимания заслуживает переработка птичьего помета. Без переработки его не рекомендуется использовать в качестве удобрения. При этом количество отходов достаточно большое. Так, за год курица-несушка поставляет до 300 яиц (до 18 кг), а помета приходится до 73 кг.

Продукт жизнедеятельности, который выделяют птицы представляет собой вещество вязкой консистенции с влажностью 60-80%, которая зависит от вида, возраста и условий содержания. В свежих экскрементах есть органические и неорганические соединения. В первом случае это азотистые, сернистые и углеродные вещества. Кроме того, здесь могут содержаться остатки пестицидов, соли тяжелых металлов, нуклиды и т. п.

Хотя есть ряд способов, как переработать птичий помет, наибольшее распространение получили следующие технологии:

Компостирование;
- вермикомпостирование;
- высокотемпературная сушка;
- биоэнергетические методы.

Компостирование навоза

Является одним из самых известных способов, с помощью которых перерабатывается помет птиц и навоз крс. Если описывать классическую версию, то компостирование отходов, происходит примерно следующим образом. Продукты жизнедеятельности животных складываются и хранятся в буртах, высотой 2-4 метра. Благодаря воздействию специальных микроорганизмов, органические элементы, содержащиеся в нем, постепенно разлагаются. В процессе температура достигает до 60 градусов, что приводит к гибели вредных микроорганизмов и потере всхожести семян сорных растений (если они имеются).

В навоз могут добавляться различные добавочные органические материалы (стружка, кора деревьев, солома, торф и др.). Длительность процесса такой переработки составляет несколько месяцев. Для компостирования желательно использовать помет, влажность которого варьируется в пределах 50-80%. Существенным недостатком данного метода является необходимость различных добавок для получения действительно эффективного удобрения.

Вермикомпостирование

Переработка навоза в удобрения может быть проведена с помощью такого метода, как вермикомпостирование. Его главное отличие от предыдущего в том, что для обработки сырья используются специальные дождевые черви. Этот способ помогает получить органические удобрения, богатые ценными бактериями. Оптимальной температурой для развития и размножения червей является 20-24 градуса, поэтому метод используется преимущественно в теплое время года. Преимуществом технологии являются небольшие финансовые затраты и относительная простота способа.

Высокотемпературная сушка

Этот способ является одним из самых надежных для того, чтобы обезвредить навоз или помет от вредных факторов (болезнетворных микроорганизмов или семян сорняков) и сохранить полезные элементы. Причем, продукт который дает данная технология может быть использован не только как удобрение, но и как добавка в корм для жвачных животных.

Недостатками высокотемпературной сушки являются необходимость наличия дорогостоящего оборудования и затраты на термическую обработку (понадобится до 100 кг топлива на 1 тонну испаряемой жидкости). Этот метод является целесообразным при использовании в качестве сырья навоза низкой влажности (менее 50%).

Бактерии для переработки навоза

Для того чтобы сохранить ценность навоза как удобрения (а именно содержание в нем азота), необходима его правильная переработка. Одним из современных способов, получающих все большее распространение, является переработка бактериями. Для этого производители создают эффективные биологические соединения, в которых содержатся селекционированные микроорганизмы и энзимы. Данный способ подходит как для птичьего помета, так и для навоза крупного рогатого скота и свиней.

Использовать метод могут как хозяйства, применяемые гидросмыв, так и те, кто предпочитает обработку в буртах. В первом случае отходы жизнедеятельности животных и птиц обычно отстаиваются. В результате на поверхности появляется корка, жидкость остается в центре, а осадок выпадает на дно. Осадок затвердевает, и его становится трудно откачивать. В таком случае бактерии для переработки навоза предотвратят разделение на жидкую и твердую фракцию (осадок), сохранив отходы в первоначальном виде длительное время, к тому же они помогут удержать азот.

В буртах навоз перемешивается с соломой или другой органикой. В данном случае для обработки потребуются микроорганизмы, способствующие разложению лигнина и целлюлозы. Опять же виды бактерий для переработки навоза будут оптимальным вариантом. К тому же препараты эффективны даже при высоком уровне влажности навоза, помогают снизить неприятный запах и уменьшить количество мух в стойлах.

Гранулирование навоза и птичьего помета

Среди современных методов переработки продуктов жизнедеятельности животных и птицы можно отметить гранулирование навоза и помета птиц. В результате применения этого способа получаются спрессованные гранулы, в которых макро и микроэлементы содержатся в оптимальном количестве и нормальной влажности. Этот вид органического удобрения может быть эффективно использован для любого вида растения и типа почвы.

Наиболее ценным продуктом гранулирования являются гранулы, изготовленные из птичьего помета. Они легкорастворимые и содержат питательные вещества, хорошо усваиваемые растениями. Преимуществом данного способа обработки экскрементов является уменьшение объема исходного сырья практически в 10 раз. Питательные элементы, которые содержатся в экскрементах животных и птиц, могут конкурировать с минеральными удобрениями по эффективности использования. А с учетом того, что на фермах по выращиванию крупного рогатого скота, часто возникает проблема хранения и утилизации навоза крс и помета птиц, установки, которые позволяют получить гранулированный навоз, могут значительно облегчить жизнь владельцев хозяйств.

Удобрения, полученные технологией гранулирования, имеют такие преимущества:

1) в них гарантированно отсутствуют вредные микроорганизмы;

3) они могут вноситься в почву сельскохозяйственной техникой;

4) длительный срок хранения гранулированного помета и навоза;

5) экологически чистый, абсолютно нетоксичный для человека продукт.

Процесс выпуска гранулированного удобрения состоит из нескольких этапов. Во-первых, необходимо подготовить сырье. Для этого помет или навоз просушивается (до 10-12%) и измельчается. С данной целью могут использоваться аэродинамические сушки, данное оборудование имеет небольшое электропотребление.

На следующем этапе потребуются измельчители. Они помогут получить сырье необходимого размера. После этого происходит гранулирование навоза на специальном грануляторе. И последний этап - охлаждение полученных органических гранул.

Переработка навоза в биогаз

Еще одним эффективным способом получения органического удобрения является переработка навоза и помета в биогаз, данная технология дает на выходе смесь газов, среди которых есть метан, углекислый газ, сероводород. Количество вырабатываемого газа зависит от условий окружающей среды, в том числе от температуры. Можно выделить три режима биоконверсии:

Псирофильный;
- мезофильный;
- термофильный.

Самым оптимальным из них является термофильный.

Анаэробная ферментация может использоваться как для твердых органических отходов, так и для жидкого помета птиц. Желательно, чтобы она длилась не меньше 12 суток. При этом азот и фосфор в исходном сырье сохраняются практически в полном объеме.

Общая масса отходов практически не изменяется, за исключением влаги, которая преобразуется в биогаз. В итоге получается органическое удобрение с щелочной реакцией, благодаря чему оно идеально подходит для использования в кислых почвах. Отмечается увеличение эффективности данного вещества, в сравнении с навозом, обработанным методом компостирования. Так, отзывы говорят о том, что в среднем урожайность культур увеличивается на 10-15%.

В комплекс, представляющий собой оборудование для переработки навоза в биогаз, входит герметично закрытая емкость с теплообменником (обычно в качестве теплоносителя используется обычная вода температурой 50-60 градусов), приспособления для ввода и вывода сырья, отвода газа. В настоящее время существуют автоматизированные линии, разработанные крупными европейскими производителями, оборудование, цель которого максимально облегчить процесс изготовления удобрений из отходов.

Нужно отметить, что технология переработки навоза в газ на сегодняшний день является довольно затратным способом изготовления удобрений из продуктов жизнедеятельности домашних животных и птиц. Однако, это экологически безопасный и эффективный метод который уже взяли на вооружение в некоторых странах.

Переработка навоза является необходимым условием для полноценного функционирования животноводческой фермы. Тем более, что данный процесс можно сделать экономически выгодным.

Фермерские хозяйства ежегодно сталкиваются с проблемой утилизации навоза. В никуда уходят немалые средства, которые требуются для организации его вывоза и захоронения. Но есть способ, позволяющий не только сэкономить свои деньги, но и заставить служить себе во благо этот природный продукт. Рачительные хозяева уже давно применяют на практике экотехнологию, позволяющую получить биогаз из навоза и использовать результат в качестве топлива.

Технология получения биогаза из различных природных источников не нова. Исследования в этой области начались еще в конце 18 века и успешно развивались в 19 столетии. В Советском Союзе первая биоэнергетическая установка была создана в сороковых годах прошлого века.

Биотехнологии давно применяются во многих странах, но именно сегодня они приобретают особое значение. Вследствие ухудшения экологической обстановки на планете и высокой стоимости энергоносителей, многие устремляют свои взоры в сторону альтернативных источников энергии и тепла.

Технология переработки навоза в биогаз позволяет уменьшить количество вредных выбросов метана в атмосферу и получить дополнительный источник тепловой энергии

Безусловно, навоз является очень ценным удобрением, и если в хозяйстве имеется две коровы, то и проблем с его применением не возникает. Другое дело, когда речь идет о фермерских хозяйствах с большим и средним поголовьем, где в год образуются тонны зловонного и гниющего биологического материала.

Чтобы навоз превратился в качественное удобрение, нужны площади с определенным температурным режимом, а это лишние расходы. Поэтому многие фермеры складируют его, где придется, а затем вывозят на поля.

В зависимости от объема сырья, образующегося в сутки, следует подбирать габариты установки и степень ее автоматизации

При несоблюдении условий хранения из навоза улетучиваются до 40% азота и основная часть фосфора, что значительно ухудшает его качественные показатели. Кроме того, в атмосферу выделяется газ метан, оказывающий негативное влияние на экологическую обстановку планеты.

Современные биотехнологии позволяют не только нейтрализовать вредное воздействие метана на экологию, но и заставить его служить на благо человека, извлекая при этом немалую экономическую выгоду. В результате переработки навоза образуется биогаз, из которого затем можно получить тысячи кВт энергии, а отходы производства представляют собой очень ценное анаэробное удобрение.

Галерея изображений

Что представляет собой биогаз

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, 1м 3 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.

Механизм образования газа из органического сырья

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:

• 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

Расчеты эффективности применения биогаза

Оценить все преимущества использования альтернативного биотоплива, помогут несложные расчеты. Одна корова весом 500 кг производит в сутки примерно 35-40 кг навоза. Этого количества хватит для получения около 1.5 м 3 биогаза, из которого в свою очередь можно выработать 3 кВт/ч электроэнергии.

Используя данные из таблицы, нетрудно рассчитать, сколько м3 биогаза можно получить на выходе в соответствии с имеющимся в фермерском хозяйстве поголовьем скота

Для получения биотоплива можно использовать как один вид органического сырья, так и смеси из нескольких компонентов, имеющих влажность 85-90%. Важно, чтобы они не содержали посторонние химические примеси, отрицательно влияющие на процесс переработки.

Самый простой рецепт смеси придумал еще в 2000 году один русский мужик из Липецкой области, который построил своими руками простейшую установку для получения биогаза. Он смешивал 1500 кг коровьего навоза с 3500 кг отходов различных растений, добавлял воду (примерно 65% от веса всех ингредиентов) и разогревал смесь до 35 градусов.

Через две недели бесплатное топливо готово. Эта небольшая установка вырабатывала 40 м3 газа в день, что вполне хватало для обогрева дома и хозпостроек в течение полугода.

Варианты установок для получения биотоплива

После проведения расчетов необходимо определиться, как изготовить установку, чтобы получить биогаз в соответствии с потребностями своего хозяйства. Если поголовье скота небольшое, то подойдет простейшая установка, которую нетрудно изготовить из подручных средств своими руками.

Крупным фермерским хозяйствам, у которых есть постоянный источник большого количества сырья, целесообразно построить промышленную автоматизированную биогазовую систему. В этом случае вряд ли получится обойтись без привлечения специалистов, которые разработают проект и смонтируют установку на профессиональном уровне.

На схеме наглядно показано, как работает промышленный автоматизированный комплекс по получению биогаза. Строительство таких масштабов можно организовать сразу нескольким фермерским хозяйствам, расположенным поблизости (+)

Сегодня существуют десятки компаний, которые могут предложить множество вариантов: от готовых решений, до разработки индивидуального проекта. Для удешевления строительства можно скооперироваться с соседними хозяйствами (если такие имеются поблизости) и построить одну на всех установку для получения биогаза.

Следует учесть, что для постройки даже небольшой установки необходимо оформить соответствующие документы, сделать технологическую схему, план размещения оборудования и вентиляции (если оборудование устанавливается в помещении), пройти процедуры согласования с СЭС, пожарной и газовой инспекцией.

Мини-завод по производству газа на покрытие нужд небольшого частного хозяйства можно сделать собственноручно, ориентируясь на конструкцию и специфику устройства установок, выпускаемых в промышленном масштабе.

Конструкции установок для переработки навоза и растительной органики в биогаз не отличаются сложностью. Выпущенный промышленностью оригинал вполне подойдет в качестве шаблона для сооружения собственного мини-завода

Самостоятельным мастерам, решившим заняться сооружением собственной установки, надо запастись емкостью для воды, водопроводными или канализационными пластиковыми трубами, угловыми отводами, уплотнителями и баллоном для хранения полученного в установке газа.

Галерея изображений

Конструктивные особенности биогазовой системы

Полноценная биогазовая установка представляет собой сложную систему, состоящую из:

1. Биореактора, где протекает процесс разложения навоза;
2. Автоматизированной системы подачи органических отходов;
3. Устройства для перемешивания биомассы;
4. Оборудования для поддержания оптимального температурного режима;
5. Газгольдера – емкости для хранения газа;
6. Приемника отработанных твердых отходов.

Все вышеперечисленные элементы устанавливаются в промышленные установки, работающие в автоматическом режиме. Бытовые реакторы, как правило, имеют более упрощенную конструкцию.

На схеме представлены основные составляющие автоматизированной биогазовой системы. Объем реактора зависит от суточного поступления органического сырья. Для полноценного функционирования установки реактор должен быть заполнен на две трети объема

Принцип работы установки для производства биогаза

Основным элементом системы является биореактор. Существует несколько вариантов его исполнения, главное – обеспечить герметичность конструкции и исключить попадание кислорода. Он может быть выполнен в виде металлической емкости различной формы (чаще цилиндрической), расположенной на поверхности. Нередко для этих целей используются 50-ти кубовые пустые топливные цистерны.

Можно приобрести готовые емкости разборной конструкции. Их преимущество – возможность быстрой разборки, и при необходимости – перевозки в другое место. Промышленные поверхностные установки целесообразно применять в крупных хозяйствах, где есть постоянный приток большого количества органического сырья.

Для небольших подворий больше подходит вариант подземного размещения резервуара. Поземный бункер строится из кирпича или бетона. Можно закопать в землю готовые емкости, например, бочки из металла, нержавеющей стали или ПВХ. Возможно также их поверхностное размещение на улице или в специально отведенном помещении с хорошей вентиляцией.

Для изготовления установки по производству биогаза можно приобрести готовые емкости из ПВХ и установить их в помещении, оборудованном системой вентиляции

Независимо от того, где и как размещается реактор, он снабжается бункером для загрузки навоза. Прежде чем загрузить сырье, оно должно пройти предварительную подготовку: его измельчают на фракции не больше 0,7 мм и разбавляют водой. В идеале влажность субстрата должна быть около 90%.

Автоматизированные установки промышленного типа оснащаются системой подачи сырья, включающей приемник, в котором смесь доводится до необходимого увлажнения, трубопровод для подачи воды и насосную установку для перекачки массы в биореактор.

В домашних установках для подготовки субстрата используются отдельные емкости, где отходы измельчаются и перемешиваются с водой. Затем масса загружается в приемный отсек. В реакторах, расположенных под землей, бункер для приема субстрата выводится наружу, подготовленная смесь самотеком по трубопроводу поступает в камеру для брожения.

Если реактор размещен на земле или в помещении, входная труба с приемным устройством могут располагаться в нижней боковой части емкости. Возможно также трубу вывести в верхнюю часть, а на ее горловину надеть раструб. В этом случае биомассу придется подавать при помощи насоса.

В биореакторе также необходимо предусмотреть выходное отверстие, которое делают практически на дне емкости с противоположной стороны от входного бункера. При подземном размещении выходная труба устанавливается косо вверх и ведет в приемник для отходов, по форме напоминающий ящик прямоугольной формы. Его верхний край дожжен находиться ниже уровня входного отверстия.

Входная и выходные трубы располагаются косо вверх на разных сторонах емкости, при этом компенсирующая емкость, в которую поступают отходы, должна быть ниже приемного бункера

Процесс протекает следующим образом: входной бункер принимает новую партию субстрата, которая стекает в реактор, одновременно такое же количество отработанного шлама по трубе поднимается в приемник для отходов, откуда он в дальнейшем вычерпывается и используется в качестве высококачественного биоудобрения.

Хранение биогаза осуществляется в газгольдере. Чаще всего он находится прямо на крыше реактора и имеет форму купола или конуса. Он изготавливается из кровельного железа, а затем, чтобы предотвратить коррозийные процессы, окрашивается несколькими слоями масляной краски. В промышленных установках, рассчитанных на получение большого количества газа, газгольдер нередко выполняется в виде отдельно стоящего резервуара, соединенного с реактором трубопроводом.

Газ, полученный в результате брожения, не подходит для использования, поскольку в нем содержится большое количество водяных паров, и в таком виде он не будет гореть. Чтобы очистить его от фракций воды, газ пропускают через гидрозатвор. Для этого из газгольдера выводится труба, по которой биогаз поступает в емкость с водой, а уже оттуда он по пластиковой или металлической трубе подается потребителям.

Схема установки, расположенной под землей. Входное и выходное отверстия должны располагаться на противоположных сторонах емкости. Над реактором находится водяной затвор, через который для осушения пропускается полученный газ

В некоторых случаях для хранения газа используются специальные мешки-газгольдеры, изготовленные из поливинилхлорида. Мешки помещаются рядом с установкой и постепенно заполняются газом. По мере наполнения, эластичный материал раздувается, и объем мешков увеличивается, позволяя при необходимости временно сохранить большее количество конечного продукта.

Условия эффективной работы биореактора

Для эффективной работы установки и интенсивного выделения биогаза необходимо равномерное брожение органического субстрата. Смесь должна находиться в постоянном движении. В противном случае на ней образуется корка, процесс разложения замедляется, в итоге газа получается меньше, чем изначально рассчитано.

Чтобы обеспечить активное перемешивание биомассы, в верхней или боковой части типового реактора устанавливаются мешалки погружного или наклонного вида, оборудованные электроприводом. В установках кустарного вида перемешивание производится механическим способом при помощи устройства, напоминающего бытовой миксер. Им можно управлять вручную или снабдить электроприводом.

При вертикальном расположении реактора рукоятка мешалки выводится в верхнюю часть установки. Если емкость установлена горизонтально, шнек также располагается в горизонтальной плоскости, и ручка находится сбоку биореактора (+)

Одним из самых главных условий для получения биогаза является поддержание в реакторе необходимого температурного режима. Обогрев может осуществляться несколькими способами. В стационарных установках применяются автоматизированные системы подогрева, которые включаются в работу при падении температуры ниже заданного уровня, и отключаются при наборе необходимого температурного режима.

Для обогрева можно использовать газовые котлы, осуществлять прямой нагрев электрическими отопительными приборами, или встроить в основание емкости нагревательный элемент. Чтобы уменьшить потери тепла рекомендуется вокруг реактора соорудить небольшой каркас со слоем стекловаты или укрыть установку теплоизоляцией. Хорошими теплоизоляционными свойствами обладает пенополистирол.

Чтобы обустроить систему обогрева биомассы, можно провести трубопровод от домового отопления, которое питается от реактора

Как определить нужный объем реактора

Объем реактора определяется исходя из суточного количества навоза, производимого в хозяйстве. Также необходимо учитывать тип сырья, температурный режим и время брожения. Чтобы установка полноценно работала, емкость заполняется на 85-90% объема, как минимум 10% должно оставаться свободным для выхода газа.

Процесс разложения органики в мезофильной установке при средней температуре 35 градусов длится от 12 суток, после чего ферментированные остатки извлекаются, и реактор заполняется новой порцией субстрата. Поскольку перед отправкой в реактор отходы разбавляются водой до 90%, то количество жидкости также нужно учитывать при определении суточной загрузки.

Исходя из приведенных показателей, объем реактора будет равен суточному количеству подготовленного субстрата (навоза с водой) умноженному на 12 (время необходимое для разложения биомассы) и увеличенному на 10% (свободный объем емкости).

Строительство подземного сооружения

Теперь поговорим о простейшей установке, позволяющей получить биогаз в домашних условиях с наименьшими затратами. Рассмотрим строительство подземной установки. Чтобы ее изготовить нужно вырыть яму, ее основание и стены заливаются армированным керамзитобетоном. С противоположных сторон камеры выводятся входное и выходное отверстия, куда монтируются наклонные трубы для подачи субстрата и откачки отработанного шлама.

Выходная труба диаметром примерно 7 см должна находиться практически у самого дна бункера, другой ее конец монтируется в компенсирующую емкость прямоугольной формы, в которую будут откачиваться отходы. Трубопровод для подачи субстрата располагается приблизительно на расстоянии 50 см от дна и имеет диаметр 25-35 см. Верхняя часть трубы входит в отсек для приема сырья.

Реактор должен быть полностью герметичным. Чтобы исключить возможность попадания воздуха, емкость необходимо покрыть слоем битумной гидроизоляции

Верхняя часть бункера – газгольдер имеет купольную или конусную форму. Она изготавливается из металлических листов или кровельного железа. Можно также конструкцию завершить кирпичной кладкой, которая затем оббивается стальной сеткой и штукатурится. Сверху газгольдера нужно сделать герметичный люк, вывести газовую трубу, проходящую через гидрозатвор и установить клапан для сброса давления газа.

Для перемешивания субстрата можно оборудовать установку дренажной системой, действующей по принципу барботажа. Для этого внутри конструкции вертикально закрепите пластиковые трубы, чтобы их верхний край был выше слоя субстрата. Проделайте в них множество отверстий. Газ под давлением будет опускаться вниз, а поднимаясь вверх, пузырьки газа будут перемешивать находящуюся в емкости биомассу.

Если вы не желаете заниматься строительством бетонного бункера, можно купить готовую емкость из ПВХ. Для сохранения тепла ее нужно обложить вокруг слоем теплоизоляции – пенополистиролом. Дно ямы заливается армированным бетоном слоем 10 см. Резервуары из поливинилхлорида допускается использовать, если объем реактора не превышает 3 м3.

Видео о получении биогаза из навоза

Как сделать самую простейшую установку из обычной бочки, вы узнаете, если посмотрите видео:

Как происходит строительство подземного реактора, вы можете посмотреть в видеосюжете:

Установка по получению биогаза из навоза позволит существенно сэкономить на оплате тепла и электроэнергии, и пустить на благое дело органический материал, который в избытке имеется в каждом фермерском хозяйстве. Прежде чем начать строительство, необходимо все тщательно просчитать и подготовить.

Простейший реактор можно сделать за несколько дней своими руками, используя подручные средства. Если хозяйство крупное, то лучше всего купить готовую установку или обратиться к специалистам.

Издавна считается самым известным и доступным методом получения натурального удобрения в земледелии. Сторонники его применения говорят о богатейшем наборе естественных микроэлементов, входящих в состав, о формировании плодородного слоя, о постепенном трансформировании в перегной.

Противники отмечают недостатки : несбалансированный состав, неудобство работы с ним, неприятный и резкий запах. Давайте разберёмся, кто же прав?

Прежде всего, определимся, какие виды навоза различают:

• Коровий – самый распространённый.
• Свиной – самый «едкий» из-за большого содержания азота.
• Конский – по содержанию питательных элементов опережает коровий.
• Кроличий – более удобный в работе из-за сухой консистенции.

В дальнейшем остановимся на более распространённых – коровьем и свином навозе. И на самом сложном и трудоёмком процессе в животноводческих помещениях – уборке отходов для дальнейшей переработки навоза.

Системы уборки

Различают подстилочный – кал и моча животных вместе с подстилкой, и бесподстилочный навоз. При выборе вида уборки навоза руководствуются следующим моментом – обеспечение максимально эффективного удаления отходов при минимальном использовании воды.

Существуют следующие основные системы:

Уважаемые посетители, сохраните эту статью в социальных сетях. Мы публикуем очень полезные статьи, которые помогут Вам в вашем деле. Поделитесь! Жмите!

• Механическая уборка навоза с использованием цепочно-скребковых и штанговых конвейеров. Суть метода заключается в том, что скребки, прикреплённые к цепи или штанге, находятся сточном лотке и перемещают отходы. Механизм приводит в движение электродвигатель.
• Уборка навоза с применением гидросмыва . По всей длине лотка располагаются трубы, в них периодически подают сильный напор воды, который смывает отходы. Жидкий навоз сливается в специальные резервуары и в дальнейшем отстаивается. Твердые фракции в дальнейшем используют в сельском хозяйстве, а жидкие очищают и обеззараживают. Данный метод уборки навоза требует больших затрат водных ресурсов.
• Уборка навоза самотечным методом самая малозатратная, но она эффективна только для бесподстилочного навоза. Основана на принципе самостоятельного продвижения навозной массы по слою навозной жижи.

Навоз является ценным органическим удобрением, но применять его свежим не рекомендуется. Дело в том, что он содержит бактерии – возбудители болезней, яйца гельминтов, семена сорняков. Поэтому необходимо обеспечить хранение навоза для его обеззараживания на срок от 2 до 6 месяцев, а затем уже использовать для удобрения почвы.

Способы хранения

• Холодный способ : отходы складываются в штабеля размером 2х2х15 м. В таком виде они теряют излишки кислорода, что угнетает жизнедеятельность бактерий.
• Хранение навоза при помощи аэробно-анаэробного способа: субстанцию складывают рыхлым слоем, а когда температура достигает 70 градусов, уплотняют старый и докладывают новый пласт, так продолжают до высоты кучи — 2 м.
• Для биотермического обеззараживания подготавливают канаву шириной около 2 м, произвольной длины и глубиной 250 см. Дно и стены укрепляют глиной. Нижний слой – незараженные отходы, средний – навоз, подлежащий обеззараживанию, верхний – солома и земля. При такой комплектации в куче поднимается высокая температура, губительная для микроорганизмов и бактерий.

Фермы в обязательном порядке должны обеспечить хранение навоза в навозохранилищах. Так как хаотично разбросанные отходы жизнедеятельности животных могут привести к загрязнению окружающей среды и послужить источником инфекций для людей и животных. Навозохранилища бывают наземные и котлованные, в районах с холодным климатом чаще закрытые. Дальность расположения от фермы не должна быть менее 50 м.

При способах хранения, описанных выше, образуется перегной. Но если ваша цель – полноценная утилизация навоза с получением универсального органического удобрения, тогда вам помогут следующие методы:

Компостирование

Компостная куча напоминает «слоёный пирог», который состоит из множества слоёв. На дно закладывают прошлогодний субстрат, содержащий необходимое количество бактерий для ферментации. Затем формируют пласт из органических отходов (ботва, трава, подгнившие овощи и фрукты) и присыпают его навозом. Так проделывают несколько раз до достижения высоты 1 м или немного больше. Готовую кучу поливают водой и оставляют перепревать. Переработка навоза в компост занимает несколько месяцев, но всё-таки оптимально выдержать период равный одному году.

Так называется переработка навоза с использованием червей. Вы можете получить не только удобрение, а и постоянно обновляемый источник питания для почв. Черви вместе с субстратом попадают на грядки, где продолжают вести свой образ жизнедеятельности, попутно перерабатывая землю вокруг себя.

Для районов средней полосы специалистами рекомендуется переработка навоза с помощью гибрида красного калифорнийского червя с кубанской особью природной популяции. Но перед тем как подселять червей в навоз, необходимо создать для них кислую среду до 8 рН. Для этого используют золу, гашеную известь или костную муку.

В последнее время в сельском хозяйстве утилизация навоза становится предпочтительным методом в противовес удобрению минеральными веществами. Ведь органика возобновляет плодородие почв.

И немного о секретах...

Вы когда-нибудь испытывали невыносимые боли в суставах? И Вы не понаслышке знаете, что такое:

• невозможность легко и комфортно передвигаться;
• дискомфорт при подъемах и спусках по лестнице;
• неприятный хруст, щелканье не по собственному желанию;
• боль во время или после физических упражнений;
• воспаление в области суставов и припухлости;
• беспричинные и порой невыносимые ноющие боли в суставах...

А теперь ответьте на вопрос: вас это устраивает? Разве такую боль можно терпеть? А сколько денег вы уже "слили" на неэффективное лечение? Правильно - пора с этим кончать! Согласны? Именно поэтому мы решили опубликовать эксклюзивное интервью с профессором Дикулем , в котором он раскрыл секреты избавления от болей в суставах, артритов и артрозов.

Видео — Эффективные технологии переработки и утилизации навоза

Три четверти всех урожаев перерабатывается в навоз. Ведь до 90% всех овощей, злаков и трав скармливается скоту и птице, и только 10% потребляется человеком.

Так устроен мир — мир навоза и помета.

Например, при выращивании крупного рогатого скота в хозяйствах скапливается огромное количество навоза. В советское время весь этот навоз просто складывался в бурты, после того, как перегниёт – частично вывозился на поля. И по сей день хозяйства тратят огромные средства на утилизацию навоза, т.к. это вещество 2 класса опасности. А ведь коровий навоз – ценнейшее удобрение.

Навозы и помет - это сложный концентрат углеводов, азотистой органики, ферментов и витаминов. Фекалии - не просто корм, но ещё и биологическая закваска, стартер и ускоритель почвенной биологии. Без них полноценное плодородие невозможно.

Однако, навоз имеет и ряд недостатков: часто он бывает заражён гельминтами, патогенной флорой кишечника животных и прочими личинками насекомых, он имеет большую массу, и далее 4-5 километров вывозить его на поля нерентабельно.

В.И. Корнилов — Заслуженный агроном Республики Башкортостан приводит следующие расчеты по навозу:

• 1. Тонна свежего навоза «из-под хвоста» - это 180 кг сухого вещества (остальное - вода), в котором 18 кг NPK и 162 кг сухой органики.
• 2. ПЕРЕГНОЙ. При стандартном компостировании до состояния перегноя-сыпца от тонны навоза остаётся всего около 50 кг сухой органики. Чтобы получить 1 тонну такого сыпца, нужно «сжечь» в буртах 9,3 тонны свежего навоза.
• 3. Минимальная норма внесения сыпца - 10 т/га (а максимальная может достигать 120 т/га). И только на 10 тонн на них уйдёт 93 тонны навоза.
• 4. Гранулированный навоз в виде ОМУ. В 1 тонне - 800 кг органики и она более активная, чем в перегное сыпце. На неё ушло около 4 т свежего навоза.

Таким образом нормы внесения гранулированного навоза должны быть ниже, чем нормы внесения перегноя сыпца, что в конечном итоге существенно снижает затраты на ГСМ в любом хозяйстве.

Минеральные удобрения вдвое-втрое дороже ОМУ, а их эффект - недоимки, засоление и разрушение естественного плодородия со всеми вытекающими наперёд убытками. Другая сторона минералки - завалы сгорающих «без нужды» навозов.

Навоз нуждается в переработке, потому что, когда он гниёт в буртах – в атмосферу улетают 80% азота, так необходимого растениям в почве. А в почву вносят азотные удобрения, которые специально производят и затрачивают на это массу энергии, материалов и денежных ресурсов. С другой стороны, если бы в почву на полях вносилась вся та органика, которая гниёт сейчас в буртах, или стекает в реки, ухудшая экологию, урожаи росли бы год от года.

Технологии переработки навоза

Линии по переработке свежего навоза Яваджра в гранулированный навоз ОМУ позволяет без ущерба для окружающей среды перерабатывать большие объемы навоза с высокой эффективностью. Большим плюсом технологии АСКТ является кратковременное воздействие температур ниже 90 градусов Цельсия, что позволяет сохранить летучий азот и как бы запечатать ее в грануле. Навозная гранула не содержит никаких микроорганизмов, включая яйца глист и полностью стерильна.