Cara menghasilkan gas di rumah. Instalasi produksi biogas dengan pemuatan bahan baku secara manual

Meningkatnya harga energi membuat kita berpikir tentang kemungkinan menyediakan energi bagi diri kita sendiri. Salah satu pilihannya adalah pembangkit listrik tenaga biogas. Dengan bantuannya, biogas diperoleh dari kotoran, kotoran dan sisa tanaman, yang setelah dimurnikan dapat digunakan untuk peralatan gas (kompor, boiler), dipompa ke dalam silinder dan digunakan sebagai bahan bakar mobil atau generator listrik. Secara umum, pengolahan kotoran ternak menjadi biogas dapat memenuhi seluruh kebutuhan energi rumah atau peternakan.

Pembangunan pembangkit biogas merupakan salah satu cara untuk menyediakan sumber energi secara mandiri

Prinsip-prinsip umum

Biogas merupakan produk yang diperoleh dari penguraian zat organik. Selama proses pembusukan/fermentasi, gas-gas dilepaskan, yang dikumpulkan dapat memenuhi kebutuhan rumah tangga Anda sendiri. Peralatan di mana hal itu terjadi proses ini Saya menyebutnya “pembangkit biogas”.

Proses terbentuknya biogas terjadi karena adanya aktivitas vital berbagai macam bakteri yang terkandung dalam sampah itu sendiri. Namun agar mereka dapat “bekerja” secara aktif, mereka perlu menciptakan kondisi tertentu: kelembapan dan suhu. Untuk membuatnya, sedang dibangun pabrik biogas. Ini adalah perangkat yang kompleks, yang didasarkan pada bioreaktor, di mana terjadi penguraian limbah, yang disertai dengan pembentukan gas.

Ada tiga cara untuk mengolah kotoran menjadi biogas:

• Modus psikofilik. Suhu di instalasi biogas berkisar antara +5°C hingga +20°C. Dalam kondisi seperti itu, proses dekomposisi menjadi lambat, banyak gas yang terbentuk, dan kualitasnya rendah.
• Mesofilik. Unit memasuki mode ini pada suhu dari +30°C hingga +40°C. Dalam hal ini, bakteri mesofilik berkembang biak secara aktif. Dalam hal ini, lebih banyak gas yang terbentuk, proses pemrosesan memakan waktu lebih sedikit - dari 10 hingga 20 hari.
• Termofilik. Bakteri ini berkembang biak pada suhu +50°C. Proses paling cepat (3-5 hari), keluaran gas paling besar (dengan kondisi ideal dari 1 kg pengiriman bisa mendapatkan bensin hingga 4,5 liter). Sebagian besar tabel referensi untuk hasil gas dari pemrosesan diberikan khusus untuk mode ini, jadi ketika menggunakan mode lain, ada baiknya melakukan sedikit penyesuaian.

Hal yang paling sulit diterapkan pada pembangkit biogas adalah mode termofilik. Hal ini memerlukan isolasi termal berkualitas tinggi pada pembangkit listrik tenaga biogas, pemanas, dan sistem pengatur suhu. Tapi pada output yang kita dapatkan jumlah maksimum biogas. Fitur lain dari pemrosesan termofilik adalah ketidakmungkinan pembebanan tambahan. Dua mode lainnya - psikofilik dan mesofilik - memungkinkan Anda menambahkan porsi segar bahan mentah yang disiapkan setiap hari. Namun, dalam mode termofilik, waktu pemrosesan yang singkat memungkinkan bioreaktor dibagi menjadi beberapa zona di mana bagian bahan mentahnya akan diproses. istilah yang berbeda unduhan.

Diagram pembangkit listrik tenaga biogas

Dasar dari pembangkit biogas adalah bioreaktor atau bunker. Proses fermentasi terjadi di dalamnya, dan gas yang dihasilkan terakumulasi di dalamnya. Ada juga hopper bongkar muat, gas yang dihasilkan dibuang melalui pipa yang dimasukkan ke bagian atas. Berikutnya adalah sistem pengolahan gas - membersihkannya dan meningkatkan tekanan dalam pipa gas ke tekanan kerja.

Untuk mode mesofilik dan termofilik, sistem pemanas bioreaktor juga diperlukan untuk mencapai mode yang diperlukan. Untuk tujuan ini, boiler gas yang menggunakan bahan bakar yang diproduksi biasanya digunakan. Dari sana, sistem perpipaan menuju ke bioreaktor. Biasanya ini pipa polimer, karena mereka paling tahan berada di lingkungan yang agresif.

Sebuah pembangkit listrik tenaga biogas juga memerlukan sistem pencampuran bahannya. Selama fermentasi, kerak keras terbentuk di bagian atas, dan partikel-partikel berat mengendap. Semua ini bersama-sama memperburuk proses pembentukan gas. Mixer diperlukan untuk menjaga keadaan homogen dari massa yang diproses. Mereka bisa bersifat mekanis atau bahkan manual. Mereka dapat dimulai dengan pengatur waktu atau secara manual. Itu semua tergantung bagaimana pembangkit biogas itu dibuat. Sistem otomatis lebih mahal untuk dipasang, tetapi memerlukan sedikit perhatian selama pengoperasian.

Menurut jenis lokasinya, pembangkit listrik tenaga biogas dapat berupa:

• Di atas tanah.
• Setengah tersembunyi.
• Tersembunyi.

Yang tersembunyi lebih mahal untuk dipasang - diperlukan banyak pekerjaan penggalian. Tetapi bila digunakan dalam kondisi kami, mereka lebih baik - lebih mudah mengatur insulasi, dan biaya pemanasan lebih rendah.

Apa yang bisa didaur ulang

Pabrik biogas pada dasarnya adalah hewan omnivora - bahan organik apa pun dapat diolah. Kotoran, urin, atau sisa tanaman apa pun bisa digunakan. Deterjen, antibiotik, dan bahan kimia berdampak negatif terhadap proses tersebut. Dianjurkan untuk meminimalkan asupannya, karena dapat membunuh flora yang memprosesnya.

Kotoran sapi dianggap ideal karena mengandung mikroorganisme dalam jumlah besar. Jika tidak ada sapi di peternakan, saat memuat bioreaktor, disarankan untuk menambahkan sebagian pupuk kandang untuk mengisi substrat dengan mikroflora yang dibutuhkan. Residu tanaman dihancurkan terlebih dahulu dan diencerkan dengan air. Bahan tanaman dan kotoran dicampur dalam bioreaktor. Proses “pengisian” ini membutuhkan waktu lebih lama, namun pada akhirnya, dengan mode yang benar, kami mendapatkan hasil produk tertinggi.

Penentuan lokasi

Untuk meminimalkan biaya pengorganisasian proses, masuk akal untuk menempatkan pabrik biogas dekat dengan sumber limbah - dekat bangunan tempat unggas atau hewan dipelihara. Dianjurkan untuk mengembangkan desain sedemikian rupa sehingga pembebanan terjadi secara gravitasi. Dari gudang atau kandang babi, Anda dapat memasang pipa dengan kemiringan yang melaluinya kotoran akan mengalir secara gravitasi ke dalam bunker. Hal ini sangat menyederhanakan tugas pemeliharaan reaktor, dan juga pembuangan kotoran.

Sangat disarankan untuk menempatkan instalasi biogas sehingga limbah dari peternakan dapat mengalir secara gravitasi

Biasanya bangunan dengan hewan terletak agak jauh dari bangunan tempat tinggal. Oleh karena itu, gas yang dihasilkan perlu disalurkan ke konsumen. Namun memasang satu pipa gas lebih murah dan mudah daripada mengatur jalur pengangkutan dan pemuatan kotoran.

Bioreaktor

Ada persyaratan yang cukup ketat untuk tangki pengolahan kotoran:

Semua persyaratan untuk pembangunan pembangkit listrik tenaga biogas ini harus dipenuhi karena menjamin keselamatan dan menciptakan kondisi normal untuk pengolahan kotoran menjadi biogas.

Bahannya bisa dibuat dari apa?

Ketahanan terhadap lingkungan agresif merupakan syarat utama bahan pembuat wadah. Substrat dalam bioreaktor dapat bersifat asam atau basa. Oleh karena itu, bahan pembuat wadah harus tahan terhadap berbagai lingkungan dengan baik.

Tidak banyak bahan yang memenuhi permintaan ini. Hal pertama yang terlintas dalam pikiran adalah logam. Ini tahan lama dan dapat digunakan untuk membuat wadah dalam bentuk apa pun. Hal baiknya adalah Anda bisa menggunakan wadah yang sudah jadi - tangki tua. Dalam hal ini, pembangunan pembangkit listrik tenaga biogas akan memakan waktu yang sangat singkat. Kerugian dari logam adalah bereaksi dengan bahan kimia zat aktif dan mulai runtuh. Untuk menetralisir kelemahan ini, logam dilapisi dengan lapisan pelindung.

Pilihan terbaik adalah wadah bioreaktor yang terbuat dari polimer. Plastik netral secara kimia, tidak membusuk, tidak berkarat. Anda hanya perlu memilih bahan yang tahan terhadap pembekuan dan pemanasan hingga suhu yang cukup. suhu tinggi. Dinding reaktor harus tebal, sebaiknya diperkuat dengan serat kaca. Wadah seperti itu tidak murah, tapi tahan lama.

Pilihan yang lebih murah adalah pembangkit listrik tenaga biogas dengan wadah yang terbuat dari batu bata, balok beton, atau batu. Agar pasangan bata dapat menahan beban tinggi, pasangan bata perlu diperkuat (setiap 3-5 baris, tergantung pada ketebalan dinding dan material). Setelah menyelesaikan proses konstruksi dinding, untuk memastikan kedap air dan gas, diperlukan perawatan dinding berlapis-lapis baik di dalam maupun di luar. Dindingnya diplester dengan komposisi semen-pasir dengan bahan tambahan (aditif) yang memberikan sifat yang dibutuhkan.

Ukuran reaktor

Volume reaktor tergantung pada suhu yang dipilih untuk mengolah kotoran menjadi biogas. Paling sering, mesofilik dipilih - lebih mudah perawatannya dan memungkinkan kemungkinan pengisian ulang reaktor setiap hari. Produksi biogas setelah mencapai mode normal (sekitar 2 hari) stabil, tanpa lonjakan atau penurunan (bila kondisi normal tercipta). Dalam hal ini, masuk akal untuk menghitung volume pembangkit biogas tergantung pada jumlah kotoran yang dihasilkan di lahan pertanian per hari. Semuanya mudah dihitung berdasarkan data statistik rata-rata.

Penguraian kotoran pada suhu mesofilik memakan waktu 10 hingga 20 hari. Oleh karena itu, volume dihitung dengan mengalikan dengan 10 atau 20. Saat menghitung, perlu memperhitungkan jumlah air yang diperlukan untuk membawa substrat ke kondisi ideal - kelembapannya harus 85-90%. Volume yang ditemukan meningkat sebesar 50%, karena beban maksimum tidak boleh melebihi 2/3 volume tangki - gas harus menumpuk di bawah langit-langit.

Misalnya, ada 5 ekor sapi, 10 ekor babi, dan 40 ekor ayam dalam sebuah peternakan. Hasilnya adalah 5*55 kg + 10*4,5 kg + 40*0,17 kg = 275 kg + 45 kg + 6,8 kg = 326,8 kg. Untuk membawa kotoran ayam untuk kelembapan 85% Anda perlu menambahkan sedikit lebih dari 5 liter air (itu berarti 5 kg lagi). Berat totalnya adalah 331,8 kg. Untuk pemrosesan dalam 20 hari Anda membutuhkan: 331,8 kg * 20 = 6636 kg - sekitar 7 meter kubik hanya untuk substrat. Kami mengalikan angka yang ditemukan dengan 1,5 (meningkat 50%), kami mendapatkan 10,5 meter kubik. Ini akan menjadi nilai perhitungan volume reaktor pembangkit biogas.

Lubang bongkar muat mengarah langsung ke tangki bioreaktor. Agar substrat dapat didistribusikan secara merata ke seluruh area, substrat dibuat di ujung wadah yang berlawanan.

Saat memasang pembangkit listrik tenaga biogas secara mendalam, pipa bongkar muat mendekati tubuh dengan sudut yang tajam. Selain itu, ujung bawah pipa harus berada di bawah permukaan cairan dalam reaktor. Ini mencegah udara masuk ke dalam wadah. Juga, katup putar atau penutup dipasang pada pipa, yang ditutup pada posisi normal. Mereka terbuka hanya saat memuat atau membongkar.

Karena kotoran mungkin mengandung pecahan besar (elemen serasah, batang rumput, dll.), pipa berdiameter kecil sering kali tersumbat. Oleh karena itu, untuk bongkar muat harus berdiameter 20-30 cm, dipasang sebelum pekerjaan isolasi instalasi biogas dimulai, tetapi setelah wadah dipasang pada tempatnya.

Cara pengoperasian pembangkit listrik tenaga biogas yang paling nyaman adalah dengan memuat dan membongkar substrat secara teratur. Operasi ini dapat dilakukan sehari sekali atau dua hari sekali. Kotoran dan komponen lainnya dikumpulkan terlebih dahulu di tangki penyimpanan, di mana mereka dibawa ke kondisi yang diperlukan - dihancurkan, jika perlu, dibasahi dan dicampur. Untuk kenyamanan, wadah ini mungkin dilengkapi pengaduk mekanis. Substrat yang sudah disiapkan dituangkan ke dalam lubang penerima. Jika Anda meletakkan wadah penerima di bawah sinar matahari, media akan dipanaskan terlebih dahulu, yang akan mengurangi biaya pemeliharaan suhu yang diperlukan.

Dianjurkan untuk menghitung kedalaman pemasangan hopper penerima sehingga limbah mengalir ke dalamnya secara gravitasi. Hal yang sama berlaku untuk pembongkaran ke dalam bioreaktor. Kasus terbaik adalah jika media yang disiapkan bergerak secara gravitasi. Dan penutup akan memagarinya selama persiapan.

Untuk memastikan kekencangan instalasi biogas, lubang palka pada hopper penerima dan area pembongkaran harus memiliki segel karet penyegel. Semakin sedikit udara di dalam wadah, semakin bersih gas yang keluar.

Pengumpulan dan pembuangan biogas

Biogas dikeluarkan dari reaktor melalui pipa yang salah satu ujungnya berada di bawah atap, ujung lainnya biasanya diturunkan ke dalam segel air. Ini adalah wadah berisi air tempat biogas yang dihasilkan dibuang. Ada pipa kedua di segel air - terletak di atas permukaan cairan. Biogas yang lebih bersih keluar ke dalamnya. Katup penutup gas dipasang di outlet bioreaktornya. Pilihan terbaik- bulat.

Bahan apa saja yang bisa digunakan untuk sistem transmisi gas? Pipa logam galvanis dan pipa gas dari HDPE atau PPR. Mereka harus memastikan kekencangannya, jahitan dan sambungan diperiksa menggunakan busa sabun. Seluruh pipa dirakit dari pipa dan alat kelengkapan dengan diameter yang sama. Tidak ada kontraksi atau ekspansi.

Membersihkan dari kotoran

Perkiraan komposisi biogas yang dihasilkan adalah:

• metana - hingga 60%;
• karbon dioksida - 35%;
• zat gas lainnya (termasuk hidrogen sulfida, yang memberikan bau tidak sedap pada gas) - 5%.

Agar biogas tidak berbau dan terbakar dengan baik, karbon dioksida, hidrogen sulfida, dan uap air harus dihilangkan dari dalamnya. Karbon dioksida dihilangkan dalam segel air jika kapur ditambahkan ke bagian bawah instalasi. Penanda seperti itu harus diubah secara berkala (segera setelah gas mulai terbakar lebih parah, sekarang saatnya untuk menggantinya).

Pengeringan gas dapat dilakukan dengan dua cara - dengan membuat segel air pada pipa gas - dengan memasukkan bagian melengkung ke dalam pipa di bawah segel air, di mana kondensat akan terakumulasi. Kerugian dari metode ini adalah perlunya mengosongkan segel air secara teratur - jika ada banyak air yang terkumpul, dapat menghalangi aliran gas.

Cara kedua adalah dengan memasang filter dengan silika gel. Prinsipnya sama dengan segel air - gas disuplai ke silika gel, dan dikeringkan dari bawah tutupnya. Dengan metode pengeringan biogas ini, silika gel harus dikeringkan secara berkala. Untuk melakukan ini, Anda perlu menghangatkannya di microwave selama beberapa waktu. Ini memanas dan kelembapannya menguap. Anda dapat mengisinya dan menggunakannya kembali.

Untuk menghilangkan hidrogen sulfida, digunakan filter yang diisi dengan serutan logam. Anda dapat memasukkan penggosok logam tua ke dalam wadah. Pemurnian terjadi dengan cara yang persis sama: gas disuplai ke bagian bawah wadah berisi logam. Saat melewatinya, ia dibersihkan dari hidrogen sulfida, dikumpulkan di bagian bebas atas filter, kemudian dibuang melalui pipa/selang lain.

Tangki bensin dan kompresor

Biogas yang dimurnikan memasuki tangki penyimpanan - penampung gas. Ini bisa berupa kantong plastik tertutup atau wadah plastik. Syarat utamanya adalah kedap gas, bentuk dan bahan tidak menjadi masalah. Pemegang gas menyimpan pasokan biogas. Dari situ, dengan bantuan kompresor, gas di bawah tekanan tertentu (diatur oleh kompresor) disuplai ke konsumen - ke kompor gas atau boiler. Gas ini juga dapat digunakan untuk menghasilkan listrik dengan menggunakan generator.

Untuk menciptakan tekanan yang stabil dalam sistem setelah kompresor, disarankan untuk memasang penerima - perangkat kecil untuk meratakan lonjakan tekanan.

Perangkat pencampur

Agar pembangkit biogas dapat beroperasi secara normal, maka perlu dilakukan pencampuran cairan di dalam bioreaktor secara berkala. Proses sederhana ini memecahkan banyak masalah:

• mencampurkan sebagian makanan segar dengan koloni bakteri;
• mendorong pelepasan gas yang dihasilkan;
• menyamakan suhu cairan, tidak termasuk daerah hangat dan dingin;
• menjaga homogenitas substrat, mencegah pengendapan atau pengapungan beberapa komponen.

Biasanya, pabrik biogas kecil buatan sendiri memiliki pengaduk mekanis yang digerakkan oleh tenaga otot. Dalam sistem bervolume besar, agitator dapat digerakkan oleh motor yang diaktifkan oleh pengatur waktu.

Metode kedua adalah mengaduk cairan dengan melewatkan sebagian gas yang dihasilkan ke dalamnya. Untuk melakukan ini, setelah keluar dari metatank, tee dipasang dan sebagian gas mengalir ke bagian bawah reaktor, kemudian keluar melalui tabung berlubang. Bagian gas ini tidak dapat dianggap sebagai konsumsi, karena masih masuk ke sistem lagi dan akibatnya berakhir di tangki bensin.

Cara pencampuran yang ketiga adalah dengan menggunakan pompa tinja untuk memompa substrat dari bagian bawah dan menuangkannya ke atas. Kerugian dari cara ini adalah ketergantungannya pada ketersediaan listrik.

Sistem pemanas dan isolasi termal

Tanpa memanaskan cairan olahan, bakteri psikofilik akan berkembang biak. Proses pengolahan dalam hal ini akan memakan waktu 30 hari, dan keluaran gasnya sedikit. Di musim panas, jika ada isolasi termal dan pemanasan awal beban, dimungkinkan untuk mencapai suhu hingga 40 derajat, ketika perkembangan bakteri mesofilik dimulai, tetapi di musim dingin instalasi seperti itu praktis tidak berfungsi - prosesnya berlangsung sangat lamban . Pada suhu di bawah +5°C mereka praktis membeku.

Apa yang harus dipanaskan dan di mana meletakkannya

Untuk mendapatkan hasil terbaik menggunakan pemanasan. Yang paling rasional adalah memanaskan air dari boiler. Boiler dapat menggunakan listrik, bahan bakar padat atau cair, dan Anda juga dapat menjalankannya dengan biogas yang dihasilkan. Suhu maksimum air yang perlu dipanaskan adalah +60°C. Pipa yang lebih panas dapat menyebabkan partikel menempel pada permukaan sehingga mengurangi efisiensi pemanasan.

Anda juga dapat menggunakan pemanasan langsung - masukkan elemen pemanas, tetapi pertama, sulit untuk mengatur pencampuran, kedua, substrat akan menempel ke permukaan, mengurangi perpindahan panas, elemen pemanas akan cepat terbakar

Pembangkit biogas dapat dipanaskan menggunakan radiator pemanas standar, cukup dengan pipa yang dipilin menjadi kumparan, atau register yang dilas. Lebih baik menggunakan pipa polimer - logam-plastik atau polipropilen. Pipa baja tahan karat bergelombang juga cocok; lebih mudah dipasang, terutama pada bioreaktor vertikal berbentuk silinder, tetapi permukaan bergelombang menyebabkan pengendapan sedimen, yang tidak terlalu baik untuk perpindahan panas.

Untuk mengurangi kemungkinan partikel menempel pada elemen pemanas, maka ditempatkan pada area pengaduk. Hanya dalam hal ini semuanya harus didesain agar mixer tidak bisa menyentuh pipa. Seringkali tampaknya lebih baik menempatkan pemanas di bagian bawah, namun praktik menunjukkan bahwa karena sedimen di bagian bawah, pemanasan seperti itu tidak efektif. Jadi lebih rasional untuk menempatkan pemanas di dinding metatank pembangkit biogas.

Metode pemanasan air

Tergantung pada metode pengaturan pipa, pemanasan bisa bersifat eksternal atau internal. Ketika dipasang secara internal, pemanasan efektif, tetapi perbaikan dan pemeliharaan pemanas tidak mungkin dilakukan tanpa menghentikan dan memompa keluar sistem. Oleh karena itu, perhatian khusus diberikan pada pemilihan bahan dan kualitas sambungan.

Pemanasan meningkatkan produktivitas pabrik biogas dan mengurangi waktu pemrosesan bahan mentah

Jika pemanas ditempatkan di luar, diperlukan lebih banyak panas (biaya pemanasan isi instalasi biogas jauh lebih tinggi), karena banyak panas yang dihabiskan untuk memanaskan dinding. Namun sistem selalu tersedia untuk perbaikan, dan pemanasan lebih seragam, karena lingkungan dipanaskan dari dinding. Keuntungan lain dari solusi ini adalah pengaduk tidak dapat merusak sistem pemanas.

Cara mengisolasi

Pertama, lapisan pasir yang rata dituangkan ke dasar lubang, kemudian lapisan insulasi panas. Itu bisa berupa tanah liat yang dicampur dengan jerami dan tanah liat yang mengembang, terak. Semua komponen ini dapat dicampur dan dituangkan dalam lapisan terpisah. Mereka diratakan ke cakrawala dan kapasitas pembangkit biogas dipasang.

Sisi bioreaktor dapat diisolasi dengan bahan modern atau dengan metode klasik kuno. Salah satu cara kuno adalah melapisi dengan tanah liat dan jerami. Oleskan dalam beberapa lapisan.

Bahan modern termasuk busa polistiren ekstrusi berdensitas tinggi, balok beton aerasi berdensitas rendah, dll. Teknologi yang paling maju dalam hal ini adalah busa poliuretan (PPU), namun jasa pengaplikasiannya tidak murah. Namun hasilnya adalah insulasi termal yang mulus, yang meminimalkan biaya pemanasan. Ada bahan isolasi panas lainnya - kaca busa. Harganya sangat mahal dalam bentuk lembaran, tetapi keripik atau remahnya harganya sangat murah, dan dalam hal karakteristiknya hampir ideal: tidak menyerap kelembaban, tidak takut beku, mentolerir beban statis dengan baik, dan memiliki konduktivitas termal yang rendah.

Tentu saja, biogas buatan sendiri bukan untuk semua orang. Pertama, Anda harus menjadi pemilik rumah pribadi. Instalasi buatan sendiri memiliki dimensi dan opsi pemasangan yang sama sekali tidak sesuai dengan kondisi apartemen. Kedua, di rumah hanya mungkin jika ada sampah organik banyak. Dan ketiga, mungkin yang paling penting, Anda memerlukan pengetahuan.

Tidak ada gunanya menciptakan instalasi - semuanya telah ditemukan sejak lama. Namun untuk mengimplementasikan ide yang sudah jadi dengan menggunakan gambar yang sudah jadi, hal ini harus dipahami. Alat, kecerdikan, pemahaman dan kesadaran akan desain perangkat, serta keinginan yang memungkinkan Anda untuk tidak menyimpang dari tujuan yang dimaksudkan - ini semua sangat penting.

Mari kita rangkum:

• Tempat. Hanya halaman pribadi dengan luas hingga 10 m2 yang bebas dari bangunan dan pepohonan. Penting juga untuk mempertimbangkan opsi-opsi seperti itu ketika di masa depan dimungkinkan untuk membangun bangunan komersial atau bahkan tipe perumahan di atas instalasi itu sendiri.
• Bahan. Baja tahan karat, batu bata, beton, pipa (logam dan/atau plastik) - ini adalah dasar-dasarnya. Mari tambahkan alat ke daftar ini: peralatan las, pengaduk beton, alat pemotong logam.
• Bahan baku. Sumber utama biogas hanya dapat berupa bahan organik - pupuk kandang, limbah tanaman, limbah rumah potong hewan. Setiap jenis bahan baku menghasilkan biogas dalam jumlah tersendiri dengan kualitas tertentu. Bagaimanapun, harus ada bahan mentah yang cukup untuk meningkatkan profitabilitas.
• Pemahaman dan kesadaran akan ide tersebut. Tanpa ini mungkin terjadi: diundang, dibayar, diterima – mengapa harus dipahami? Namun bahkan instalasi paling primitif yang dirancang untuk produksi biogas skala kecil pun mahal, dan intinya adalah mendapatkan semua yang Anda butuhkan berdasarkan kekuatan Anda sendiri. Jadi di sini Anda harus menjadi pembawa gelar “pengrajin rakyat” yang tak terucapkan.

Banyak petani Eropa telah lama beralih ke bahan bakar alternatif ini. Payback period biogenerator adalah 3-5 tahun, semua tergantung skala konsumsinya. Misalnya, pemilik peternakan mini di Denmark, dengan jumlah ternak hanya 50-100 ekor, berhasil memproduksi biogas dengan instalasi mereka sendiri, yang sepenuhnya memenuhi kebutuhan bangunan tempat tinggal dan peternakan itu sendiri. Kenyamanan di rumah dan di peternakan, berkat biogas yang mereka miliki, dianggap sebagai sesuatu yang biasa saja.

Bagaimana itu bekerja

Di seluruh instalasi biologis, hampir setiap elemen penting:

• Reservoir adalah wadah di mana terjadi fermentasi biomassa akibat aksi bakteri. Tangki, dengan ukuran berbeda dan terbuat dari bahan berbeda, berfungsi sebagai semacam panci. Akan lebih tepat jika disebut bioreaktor. Struktur kompleks ini tidak hanya harus menampung biomassa untuk fermentasi, namun juga memiliki kualitas seperti keandalan dan daya tahan. Pabrik produksi biogas bukanlah bangunan yang dapat digunakan kembali. Anda perlu melakukan ini sekali dan hanya memperbaiki desainnya, jika tidak, profitabilitas akan turun di bawah nol.
• Elemen penghubung yang tidak boleh mengeluarkan gas. Metana adalah gas yang mudah meledak dan percikan api yang tidak disengaja dapat menimbulkan konsekuensi yang berbahaya.
• Sistem pencampuran massa bahan baku. Ini cukup sulit untuk dibuat dalam kondisi artisanal, tetapi sangat diinginkan. Pencampuran secara teratur meningkatkan produktivitas.
• Sistem isolasi reaktor. Insulasi yang andal dan berkualitas tinggi memungkinkan Anda mempertahankan suhu yang diperlukan di dalam reaktor. Bakteri dapat bertahan hidup pada suhu rendah, namun tidak dapat bertahan hidup. Dan meskipun suhu di dalam akan selalu di atas nol, namun harus bisa dijaga dan dikendalikan.
• Gas holder adalah wadah penampung gas sementara (sampai dikonsumsi). Dalam kondisi artisanal, itu diwakili oleh tangki baja.
• Sistem filtrasi atau sistem filtrasi. Disarankan untuk membersihkan gas hasil fermentasi dari CO2.

Bahan mentah yang masuk ke bioreaktor mulai berfermentasi. Gas yang dikeluarkan tidak murni. Ini mengandung sejumlah metana (hingga 80-90%), karbon dioksida (hingga 20-30%), hidrogen (hingga 5-10%). Pengadukan berkala meningkatkan frekuensi pelepasan gas. Gas masuk ke tangki bensin, kemudian melalui sistem filtrasi, dan kemudian ke unit yang dikonsumsi (boiler, tungku, dll).

Momen dasar

Biogas dapat diperoleh di rumah dalam berbagai volume dan kualitas yang berbeda. Hal ini dipengaruhi oleh beberapa faktor:

• Jumlah bahan baku. Untuk pengoperasian bioreaktor yang berkelanjutan, biomassa harus dimasukkan ke dalam secara berkala. Frekuensi pengumpanan tergantung pada ukuran reaktor. Performa tinggi dicapai dengan mengisi wadah hingga 75%. Angka yang lebih rendah mengurangi efisiensi produksi, begitu pula beban di atas 75%.
• Asal bahan baku. Pupuk kandang atau bubur jagung - perbedaannya signifikan. Biasanya dimulai dari ketersediaan satu atau beberapa jenis bahan baku. Misalnya saja jumlahnya sangat besar Kualitas tinggi metana dapat diperoleh dari lemak hewani - hingga 1500 m3 dari satu ton bahan mentah. Pada saat yang sama, kandungan metana juga akan semaksimal mungkin – hingga 90%. Produksi biogas dari alga memiliki angka yang lebih rendah - hingga 250-300 m3 per ton.
• Frekuensi pasokan bahan baku. Fermentasi harus diselesaikan hampir seluruhnya, air yang keluar harus dikeringkan, residu yang tidak difermentasi harus dibuang, dan hanya dengan demikian pasokan baru dalam jumlah tertentu dapat dimungkinkan. Dalam kondisi artisanal, proses ini cukup sulit dikendalikan. Instalasi industri lebih progresif dan seluruh proses dikontrol secara otomatis.
• Kombinasi bahan baku. Beberapa jenis biomassa dapat saling melengkapi, bertindak sebagai katalis untuk proses kimia di dalam reaktor. Beberapa, sebaliknya, mampu memperlambat reaksinya. Misalnya, pengolahan biji-bijian yang dikombinasikan dengan pupuk kandang memberikan hasil yang baik dari kombinasi tersebut. Padahal lemak tidak digabungkan dengan hampir semua jenis bahan mentah lainnya.

Tabel menunjukkan volume gas yang dihasilkan (dalam m3) dari satu ton bahan baku:

Cara Penggunaan

Biogas dapat digunakan di rumah berdasarkan kuantitas dan kualitasnya. Biasanya ini adalah pemanasan bangunan luar atau bangunan tempat tinggal. Dengan volume gas yang kecil, mungkin hanya cukup untuk memanaskan air, namun dalam hal ini, profitabilitas instalasi perlu dipertimbangkan kembali. Beberapa pengrajin telah memaksakan rancangan mereka ke tingkat produktivitas yang sangat tinggi dan sama sekali melupakan konsumsi listrik dan gas alam pemerintah.

Bagaimanapun, melalui instalasi produksi biogas, beberapa aspek positif dapat diwujudkan baik bagi konsumen gas maupun bagi seluruh umat manusia secara keseluruhan:

• transisi ke produksi berbiaya rendah,
• menabung,
• pembuangan limbah sebagian,
• mencegah pemanasan global.

Umat ​​​​manusia telah membuat lompatan besar ke depan, belajar mengendalikan alam dan kehidupan sehari-hari. Biogas sebagai bahan bakar dan energi alternatif kini sudah bisa diperoleh di rumah. Tentu saja, tingginya biaya peralatan agak menakutkan, namun perhitungan pengembalian menunjukkan bahwa bioreaktor di rumah adalah solusi yang menguntungkan dan bijaksana.

Pembangkit biogas DIY dapat dibuat tanpa banyak usaha. Penggunaannya akan memungkinkan penghematan yang signifikan pada sumber daya energi, yang saat ini semakin mahal setiap saat. Jika Anda secara mandiri memutuskan untuk membangun peralatan yang memungkinkan Anda memperoleh biogas dari limbah, Anda akan dapat mengonsumsi energi murah yang akan digunakan untuk memanaskan rumah dan kebutuhan lainnya.

Penggunaan yang bermanfaat

Jika selama pengoperasian instalasi dihasilkan biogas atau pupuk berlebih, maka dapat dijual di harga pasar, dengan demikian Anda akan menghasilkan keuntungan dari apa yang sebenarnya ada di bawah kaki Anda. Jika Anda seorang petani besar, maka Anda memiliki kesempatan untuk membeli stasiun produksi biogas yang sudah jadi. Instalasi produksi pabrik seperti itu sangat mahal, tetapi memiliki umur yang panjang.

Pembangkit biogas do-it-yourself dapat dibuat dari bahan bekas, biayanya tidak terlalu mahal, dan peralatan tersebut akan bekerja dengan prinsip yang sama. Dalam hal ini, Anda dapat menggunakan alat yang tersedia, serta suku cadang yang tersedia di gudang senjata master.

Prinsip pembentukan biogas

Jika Anda ingin membuat pembangkit listrik yang menggunakan gas biologis, maka Anda perlu menghadirkan teknologi untuk menghasilkan biogas. Jadi, dalam wadah khusus yang disebut bioreaktor, dilakukan proses pengolahan massa biologis, dan bakteri anaerob ikut ambil bagian di dalamnya.

Pabrik biogas buatan sendiri untuk rumah menggunakan kotoran puyuh bekerja berdasarkan prinsip menciptakan kondisi yang ditandai dengan tidak adanya udara dan fermentasi. Semua ini berlangsung selama beberapa waktu, lamanya tergantung pada jumlah bahan baku yang digunakan dalam proses tersebut.

Pada akhirnya terbentuk campuran gas yang mengandung 60% metana dan 35% karbon dioksida. Komponen gas yang tersisa terkandung dalam massa sebanyak 5%. Di antara yang terakhir, hidrogen sulfida dapat diisolasi dalam jumlah kecil. Gas yang terbentuk secara terus menerus dikeluarkan dari reaktor, dan setelah melalui proses pemurnian, gas tersebut digunakan untuk tujuan yang dimaksudkan.

Fitur Layanan

Sampah yang telah diolah menjadi pupuk berkualitas tinggi yang sewaktu-waktu harus dikeluarkan dari bioreaktor. Mereka bisa diletakkan di ladang. Pabrik biogas DIY dapat dibuat tanpa banyak usaha jika Anda memiliki akses ke fasilitas peternakan dan pertanian. Hal ini menunjukkan bahwa produksi biogas akan menguntungkan secara ekonomi hanya jika terdapat sumber pasokan pupuk kandang dan limbah organik lainnya dari produksi peternakan.

Fitur konstruksi bioreaktor sendiri

Untuk memahami cara membuat pembangkit biogas sendiri, Anda perlu memahami bagian-bagian apa saja yang terdiri darinya. Anda dapat mengambil diagram peralatan paling sederhana yang dapat Anda buat sendiri sebagai dasar. Desainnya tidak menyediakan pemanas dan alat pencampur, tetapi ada salah satu bagian utama - reaktor, yang juga dikenal sebagai reaktor. Komponen ini diperlukan untuk pengolahan kotoran. Selain itu, terdapat bunker tempat pemuatan bahan mentah. Penting untuk melengkapi struktur dengan pintu masuk, serta segel air. Namun untuk dapat membongkar bahan baku limbah diperlukan pipa. Elemen serupa juga diperlukan untuk mewujudkan kemungkinan menghilangkan biogas.

Seperti inilah diagram pembangkit listrik tenaga biogas. Membuat desain seperti itu dengan tangan Anda sendiri tidaklah sulit. Untuk menerima bahan bakar hayati gratis, Anda harus memilih tempat di lokasi di mana Anda dapat membangun wadah bertulang, yang berbahan dasar beton. Kapal ini akan bertindak sebagai bioreaktor. Pada dasarnya, perlu dibuat lubang di mana bahan mentah yang diproses akan dikeluarkan. Lubang ini harus dibuat sedemikian rupa agar dapat ditutup dengan baik. Hal ini disebabkan sistem hanya dapat beroperasi dalam kondisi tertutup.

Dimensi kompartemen beton dapat ditentukan dengan mempertimbangkan jumlah sampah organik yang digunakan pada suatu waktu. Anda perlu mengetahui berapa banyak bahan mentah yang akan muncul di peternakan atau peternakan pribadi setiap hari. Namun Anda tidak boleh menghemat uang, karena bioreaktor dapat dipastikan berfungsi penuh hanya jika tangki terisi hingga 2/3 dari volume yang tersedia. Jika Anda membuat pabrik biogas dengan tangan Anda sendiri dari tong, cara kerjanya sesuai dengan prinsip berikut: segera setelah sampah organik memasuki wadah bioreaktor yang tertutup rapat, yang terletak jauh di dalam tanah, ia mulai berfermentasi, yang mana menyebabkan pelepasan biogas.

Fitur pembuatan kontainer

Pembangkit biogas DIY dapat dibuat dengan mempertimbangkan penggunaan sejumlah kecil limbah sehari-hari. Dalam hal ini diperbolehkan mengganti tangki beton bertulang dengan wadah baja, bahkan bisa berupa tong. Jika Anda memutuskan untuk menggunakan solusi seperti itu, maka Anda harus memilih bejana logam, dipandu oleh aturan tertentu.

Pertama-tama, Anda perlu memperhatikan lasan yang harus cukup kuat dan kedap udara. Bila menggunakan wadah kecil, Anda tidak boleh berharap mendapatkan biogas dalam jumlah besar. Hasil yang diperoleh akan bergantung pada massa sampah organik yang diolah secara bersamaan di dalam reaktor. Oleh karena itu, untuk menghasilkan 100 m 3 biogas, diperlukan satu ton sampah yang diolah.

Peralatan pemanas reaktor

Pembangkit biogas do-it-yourself untuk rumah dapat dibuat sedemikian rupa sehingga pengoperasiannya bisa lebih efisien. Hal ini dipastikan dengan pemanasan. Manipulasi semacam itu akan mempercepat proses fermentasi massa biologis. Jika peralatan dipasang di wilayah selatan, maka kebutuhan seperti itu tidak muncul. Suhu lingkungan luar memberikan aktivasi alami fermentasi. Namun jika instalasi beroperasi di daerah dengan iklim dingin, maka periode musim dingin pemanasan bertindak sebagai kondisi yang diperlukan untuk pengoperasian peralatan produksi biogas. Perlu diingat bahwa proses fermentasi dimulai pada suhu melebihi 38 o C.

Metode melengkapi pembangkit listrik tenaga biogas dengan pemanas

Pembangkit biogas do-it-yourself untuk rumah Anda dapat dilengkapi dengan pemanas menggunakan beberapa metode. Yang pertama melibatkan kebutuhan untuk menghubungkan instalasi ke sistem pemanas menggunakan tipe koil. Itu harus dipasang di bawah reaktor. Metode kedua melibatkan pemasangan elemen pemanas listrik di dasar tangki. Metode ketiga ditandai dengan memberikan pemanasan langsung pada tangki dengan menggunakan sistem pemanas listrik dan peralatan gas. Aktivasi produksi gas biologis di rumah dapat dilengkapi dengan fungsi pencampuran massa di kompartemen. Untuk melakukan ini, Anda harus merancang perangkat yang menyerupai mixer rumah tangga. Ini akan digerakkan oleh poros yang dibawa keluar melalui lubang di penutup sebagai solusi alternatif Anda bisa meletakkannya di dinding tangki.

Peralatan instalasi dengan sistem keluaran

Pembangkit biogas mini yang dirancang sendiri tidak dapat beroperasi tanpa sistem pembuangan gas. Untuk melakukan ini, instalasi harus memiliki lubang khusus, yang harus dipasang di bagian atas tutupnya, yang terakhir harus menutupi tangki dengan baik. Untuk menghilangkan kemungkinan pencampuran gas dengan udara, perlu dipastikan pembuangannya melalui segel air.

Peternakan membutuhkan bahan bakar untuk sistem pemanas, pembangkit listrik, dan kebutuhan sehari-hari lainnya. Karena harga energi terus meningkat dari tahun ke tahun, setiap pemilik rumah atau usaha kecil setidaknya pernah memikirkan cara memproduksi biogas di rumah.

Pembangkit biogas semakin banyak digunakan peternakan, memungkinkan Anda menghemat uang untuk pemanasan

Pabrik biogas untuk rumah pribadi memungkinkan Anda mengatur produksi biogas langsung di halaman Anda, yang memecahkan masalah bahan bakar. Karena sebagian besar penduduk desa memiliki keterampilan dalam bekerja dengan peralatan las dan pengerjaan logam, maka timbul pertanyaan buatan sendiri instalasi untuk produksi gas tampaknya logis. Dengan cara ini Anda tidak hanya dapat menghemat pekerjaan, tetapi juga bahan jika Anda menggunakan cara improvisasi.

Apa itu biogas dan bagaimana pembentukannya: produksi dan produksi

Biogas merupakan suatu zat yang terbentuk selama fermentasi sampah organik yang mengandung metana dalam jumlah yang cukup untuk digunakan sebagai bahan bakar. Saat dibakar, biogas melepaskan panas yang cukup untuk memanaskan rumah atau mengisi bahan bakar mobil. sumber energinya adalah pupuk kandang yang mudah didapat dan murah bahkan gratis yang sedang kita bicarakan tentang perusahaan peternakan atau peternakan swasta besar.

Biogas adalah biofuel ramah lingkungan yang dapat Anda produksi sendiri; gas biologis terkait dengan gas alam. Gas dihasilkan dari pengolahan limbah bakteri anaerob. Fermentasi berlangsung dalam wadah tanpa udara yang disebut bioreaktor. Laju produksi biogas bergantung pada jumlah sampah yang dimasukkan ke dalam biogenerator. Di bawah pengaruh bakteri, campuran metana dan karbon dioksida dengan beberapa campuran zat gas lainnya dilepaskan dari bahan mentah. Gas yang dihasilkan dikeluarkan dari bioreaktor, dimurnikan dan digunakan untuk kebutuhannya sendiri. Bahan baku yang diolah setelah proses selesai menjadi pupuk yang digunakan untuk meningkatkan kesuburan tanah. Memproduksi biogas bermanfaat bagi perusahaan peternakan yang memiliki akses terhadap pupuk kandang dan limbah organik lainnya secara gratis.

Manfaat pembakaran bahan bakar dari kotoran ternak (pupuk pertanian) untuk pemanasan: listrik dari metana

Keunggulan biogas sebagai bahan bakar antara lain:

• Daur ulang sampah yang efisien dan ramah lingkungan
• Ketersediaan bahan baku produksi gas di pedesaan
• Kemungkinan untuk berorganisasi lingkaran tertutup produksi gas dan pupuk bebas limbah dari kotoran
• Sumber bahan mentah yang tidak ada habisnya dan dapat diisi ulang dengan sendirinya

Cara membuat bioreaktor (instalasi) dengan tangan Anda sendiri

Pembangkit biogas yang menghasilkan gas dari kotoran dapat dengan mudah dirakit dengan tangan Anda sendiri di lokasi Anda sendiri. Sebelum merakit bioreaktor untuk mengolah kotoran, ada baiknya menggambar dan mempelajari semua nuansa dengan cermat, karena wadah berisi sejumlah besar gas yang mudah meledak, dapat menjadi sumber bahaya besar jika digunakan secara tidak benar atau jika terdapat kesalahan dalam desain instalasi.

Skema produksi biogas

Kapasitas bioreaktor dihitung berdasarkan jumlah bahan baku yang digunakan untuk menghasilkan metana. Agar kondisi operasi optimal, kapasitas reaktor diisi limbah minimal dua pertiganya. Sebuah lubang digunakan untuk tujuan ini. sangat mendalam. Untuk memastikan kekencangan yang tinggi, dinding lubang diperkuat dengan beton atau diperkuat dengan plastik, dan terkadang cincin beton dipasang di dalam lubang. Permukaan dinding diperlakukan dengan larutan anti lembab. Kekencangan adalah kondisi yang diperlukan untuk pengoperasian instalasi yang efisien. Semakin baik wadah diisolasi, semakin tinggi kualitas dan kuantitasnya. Selain itu, produk penguraian limbah bersifat beracun dan jika bocor dapat membahayakan kesehatan.

Pengaduk dipasang di wadah limbah. Bertanggung jawab untuk mencampurkan sampah selama fermentasi, mencegah distribusi bahan mentah yang tidak merata dan pembentukan kerak. Setelah mixer, struktur drainase dipasang di kotoran, yang memfasilitasi pembuangan gas ke dalam tangki penyimpanan dan mencegah kebocoran. Gas tersebut perlu dihilangkan untuk alasan keamanan, serta untuk meningkatkan kualitas pupuk yang tersisa di reaktor setelah pemrosesan. Sebuah lubang dibuat di bagian bawah reaktor untuk. Lubang tersebut dilengkapi dengan penutup yang rapat sehingga peralatan tetap tertutup rapat.

Bagaimana memastikan fermentasi aktif biomassa di rumah menggunakan generator dan peralatan lainnya: pengolahan limbah, komposisi dan ekstraksi

Agar proses pengolahan dalam bioreaktor dapat berjalan lebih cepat maka diperlukan pemanasan. Suhu lingkungan kotorannya cukup untuk diolah tanpanya bantuan dari luar. Namun dalam kondisi yang tidak menguntungkan kondisi cuaca, V waktu musim dingin setiap tahunnya, pabrik biogas mini membutuhkan sumber panas tambahan, jika tidak, produksi gas menjadi tidak mungkin dilakukan. Agar bakteri dapat mengubah limbah menjadi gas, suhu di dalam reaktor harus di atas 38 derajat Celcius. Mendapatkan biogas dengan tangan Anda sendiri tidaklah sulit, yang utama adalah mengetahui aturan pembuatan tertentu.

Wadah tersebut dipanaskan dengan menggunakan kumparan yang terletak di bawah reaktor, atau dengan memasang pemanas listrik untuk memanaskan reservoir secara langsung. , mendaur ulang sampah menjadi gas, sudah menjadi bahan mentah. Untuk mengaktifkan mikroorganisme dan memulai proses produksi biogas, suhu dalam wadah harus cukup untuk fermentasi. Untuk memudahkan mengontrol kepatuhan terhadap kondisi suhu, pemanas otomatis dihubungkan ke reaktor. Ini memanaskan wadah ketika bahan bakar dimasukkan ke dalamnya hingga suhu yang diinginkan dan mematikan pemanas ketika tanda yang diinginkan pada termometer tercapai. Alat pengatur suhu yang mudah ditemukan di toko peralatan gas dapat menangani peran pemanas otomatis.

Modul kontrol suhu. Itu dapat dibeli di toko perangkat keras mana pun

Penghapusan gas yang benar dari bioreaktor: gambar, penggunaan teknologi

Untuk memudahkan mengeluarkan gas yang terbentuk dari tangki, pembangkit biogas dilengkapi dengan beberapa perangkat:

1. Pipa plastik disusun vertikal dengan jumlah besar lubang untuk memfasilitasi pemisahan gas dari bahan baku. Bagian atas pipa harus menonjol di atas massa limbah, sehingga gas dapat keluar dengan bebas.
2. Sebuah film diletakkan di atas wadah dan menciptakan semacam efek rumah kaca. Dia mendukung suhu yang diinginkan di dalam wadah, dan juga mencegah pencampuran gas dengan udara.
   

   Terkadang wadahnya ditutup dengan kubah yang terbuat dari beton atau bahan lainnya. Untuk mencegah kubah seperti itu terbang di bawah tekanan gas yang dihasilkan, kubah tersebut dipasang dengan hati-hati ke struktur dan diikat dengan kabel.

3. Pipa pembuangan gas ditempatkan di bagian atas reaktor. Pipa dilengkapi dengan mekanisme penguncian yang rapat agar tidak melanggar kekencangan strukturnya. Biogas yang baru dikeluarkan, masuk ke pipa outlet, sudah jenuh dengan uap air dan banyak mengandung kotoran. terjadi melalui kondensasi: ketika didinginkan hingga suhu sekitar, air mengendap dalam bentuk kondensasi di dinding pipa. Untuk menghindari korosi, pipa pembuangan dipasang sedemikian rupa untuk memudahkan pembuangan kondensat melalui separator.
4. Untuk menghilangkan biogas dari kotoran hidrogen sulfida, filter dibuat dengan perlakuan khusus karbon aktif, di mana campuran dioksidasi menjadi belerang dan disimpan dalam sorben.

TONTON VIDEONYA

Pabrik biogas yang dirakit sendiri, yang mengolah kotoran menjadi biogas di rumah, secara signifikan mengurangi biaya pemanasan dan listrik. Instalasi seperti itu akan mengurangi biaya penyediaan panas bagi rumah pribadi, mengurangi biaya produk pertanian, sehingga meningkatkan profitabilitas pertanian. – kemampuan mengubah sampah menjadi sumber energi dan alternatif gas alam. Biogas ramah lingkungan dan modern.