自建說明
如果沒有組裝複雜系統的經驗，那麼在網上學習或為私人住宅開發最簡單的沼氣廠圖紙是有意義的。
設計越簡單，就越可靠耐用。稍後，當建築和系統處理技能變得可用時，就可以重新製作設備或安裝額外的裝置。
昂貴的工業結構包括生物質混合系統、自動加熱、氣體淨化等。家用設備沒那麼難。最好組裝一個簡單的安裝，然後添加需要出現的元素。
在計算發酵罐的體積時，值得重點關注 5 立方米。如果使用燃氣鍋爐或火爐作為熱源，這樣的安裝可以讓您獲得加熱面積為 50 平方米的私人住宅所需的燃氣量。
這是一個平均指標，因為沼氣的熱值通常不高於6000大卡/立方米。
為了使發酵過程或多或少穩定地進行，有必要達到正確的溫度範圍。為此，將生物反應器安裝在土坑中或預先考慮可靠的隔熱材料。通過在發酵罐底部放置水加熱管可以確保基質的持續加熱
建設沼氣廠 可以分為幾個階段。
第 1 階段 - 為生物反應器準備坑
幾乎整個沼氣廠都位於地下，因此很大程度上取決於坑的挖掘和完工方式。加固牆壁和密封坑有多種選擇 - 塑料、混凝土、聚合物環。
最好的解決方案是購買帶有空白底部的現成聚合物環。它們的成本將高於臨時材料，但不需要額外的密封。聚合物對機械應力很敏感，但它們不怕濕氣和化學侵蝕性物質。它們不可修復，但如有必要，可以輕鬆更換。
底物的發酵強度和氣體輸出取決於生物反應器的壁和底部的準備工作，因此對坑進行了仔細的加固、絕緣和密封。這是最困難和最耗時的工作階段。
第 2 階段 - 瓦斯排放佈置
為沼氣廠購買和安裝專用攪拌器非常昂貴。通過配備瓦斯排水系統可以降低系統成本。它是一種垂直安裝的聚合物污水管，其中已經打了許多孔。
在計算排水管的長度時，應以生物反應器的計劃填充深度為指導。管道的頂部必須高於此水平。
對於瓦斯排放，您可以選擇金屬或聚合物管道。前者更強，而後者更能抵抗化學侵蝕。最好優先考慮聚合物，因為。金屬會很快生鏽和腐爛
底物可以立即裝載到完成的生物反應器中。它被薄膜覆蓋，使發酵過程中釋放的氣體處於輕微壓力下。當圓頂準備好後，將保證生物甲烷通過出口管的正常供應。
第 3 階段 - 安裝圓頂和管道
組裝最簡單的沼氣廠的最後階段是安裝圓頂。在穹頂的最高處，安裝了一根出氣管，並拉到儲氣罐上，這是必不可少的。
生物反應器的容量用緊蓋封閉。為了防止生物甲烷與空氣混合，配備了水封。它還用於淨化氣體。如果發酵罐中的壓力過高，則必須提供一個釋放閥。
閱讀更多關於如何在這種材料中利用糞便製造沼氣的信息。
生物反應器的自由空間在一定程度上起到了儲氣的作用，但這還不足以保證工廠的安全運行。必須不斷消耗氣體，否則可能會因圓頂下的超壓而發生爆炸
一般原則
沼氣是從有機物分解中獲得的產物。在腐爛/發酵的過程中，會釋放出氣體，通過收集可以滿足自己家庭的需要。進行此過程的設備稱為“沼氣廠”。
在某些情況下，氣體輸出過多，然後將其儲存在儲氣罐中 - 以供在數量不足期間使用。如果氣體過程組織得當，可能會有太多的氣體，然後可以出售剩餘的氣體。另一個收入來源是發酵剩菜。這是一種高效安全的肥料——在發酵過程中，大多數微生物死亡，植物種子失去發芽能力，寄生蟲卵變得無法生存。向田間出口此類肥料對生產力產生積極影響。
產氣條件
沼氣形成過程的發生是由於廢物本身所含的各種細菌的重要活動。但為了讓他們積極“工作”，他們需要創造一定的條件：濕度和溫度。為了創造它們，正在建造一個沼氣廠。這是一個複雜的設備，其基礎是生物反應器，廢物在其中發生分解，伴隨著氣體的形成。
組織將糞便和植物廢物加工成沼氣的循環
將糞便加工成沼氣的方式有以下三種：
- 心理模式。沼氣廠的溫度為 +5°C 至 +20°C。在這種條件下，分解過程緩慢，產生大量氣體，質量低。
- 嗜溫。設備在 +30°C 至 +40°C 的溫度下進入此模式。在這種情況下，嗜溫細菌會積極繁殖。在這種情況下，形成更多的氣體，處理過程需要更少的時間 - 從 10 到 20 天。
- 嗜熱。這些細菌在 +50°C 以上的溫度下繁殖。過程最快（3-5天），產氣量最大（理想條件下，1公斤輸送最多可得到4.5升氣體）。大多數處理氣體產量的參考表都是專門針對這種模式給出的，因此在使用其他模式時，值得向下調整。
沼氣廠中最困難的事情是高溫狀態。這需要沼氣廠、加熱和溫度控制系統的高質量隔熱。但是在輸出端，我們得到了最大量的沼氣。嗜熱加工的另一個特點是無法重新加載。剩下的兩種模式 - 心理和嗜溫 - 允許您每天添加一份新鮮的準備好的原材料。但是，在嗜熱模式中，較短的處理時間使得可以將生物反應器劃分為多個區域，在這些區域中處理具有不同裝載時間的原材料份額。
生物反應器的工作原理
沼氣廠示意圖 生物反應器處理有機廢物，因此，為了連續運行，需要不斷存在糞便和其他農業廢物。該工廠生產的沼氣是一種生物清潔燃料，其性能與天然氣相似。
生物反應器的工作是將有機廢物加工成氣體和肥料。為此，它們被裝入生物反應器罐中，厭氧細菌在其中處理生物質。為了獲得適當的發酵，空氣不得進入罐中。處理時間取決於裝載的廢物量。排放的氣體由 60% 的甲烷和 35% 的二氧化碳組成。其他雜質佔5%。產生的氣體被淨化，然後準備用於家用電器。
對原材料的附加要求
安裝了現代沼氣生產設備的農場面臨的一個嚴重問題是原材料不應含有固體夾雜物，石頭、堅果、金屬絲或木板意外進入會堵塞管道，使昂貴的糞便失效泵或混合器。
必須說，進料的最大氣體產量的給定數據對應於理想的實驗室條件。為了在實際生產中接近這些數字，有必要觀察一些條件：保持所需的溫度，定期混合精細研磨的原材料，添加激活發酵的添加劑等。在臨時安裝上，按照“親手製沼氣”文章的建議組裝，勉強能達到最高水平的 20%，高科技裝置可以達到 60-95% 的數值。
各種原料的沼氣最大產量足夠客觀的數據
製造商和型號
我們準備了俄羅斯製造商最受歡迎的型號的簡要概述，因為它們與外國同行沒有什麼不同。
此外，一些製造商提供了創建完全自主的沼氣廠所需的完整組件清單，而其他製造商只生產生物反應器和一些相關設備。
BioMash-20
克里莫夫設計局的沼氣廠適用於處理水分含量≤90% 的糞便/糞便，每天總重量為 300-700 公斤，並添加墊料（最多 20% 重量）。
生物反應器由聚乙烯製成，因此不需要維護和修理。
與反應器一起提供主氣體容器和用於其泵送的泵（最大壓力 2.8 MPa）。由於如此高的壓力，氣體可以被泵入普通的氣瓶。
套件中還包括：
- 每天產生 100 kW 的燃氣熱發生器；
- 容量為 11 kW 的甲烷發電機；
- 蒸煮器加熱成套設備；
- 一套完整的管道。
系列“生物”
這些由 Agrobiogas 製造的裝置設計用於處理每天重 10-350 噸的糞便/糞便（取決於型號）。
該系列的優點是價格相對較低，但是，包裝中僅包含最少的設備，因此必須單獨購買氣罐等。
“SBG”系列
這一系列沼氣聯合體由基洛夫公司 SelkhozBioGaz 生產。
由於對每個客戶採取個性化的方法，該公司不僅提供現成的套件，還提供針對特定條件的此類產品的製造。
模型範圍包括每天能夠處理 100 公斤到 1000 噸糞便的裝置。
該軟件包包括所有必要的設備，用於部署一條完整的生產線，將糞便加工成氣體和產品淨化。
系列“BUG”
一系列沼氣廠“BUG”由企業協會“BMP”生產。該系列包括配備容量為 1-2 m3 的儲氣罐的小體積（0.5-12 m3）生物反應器。
因此，這一系列用於生產糞污和糞肥的沼氣廠的主要買家是小型農場或擁有大量鳥類/牲畜的家庭。
“BGR”系列
位於雅蘭斯克的企業“BioGasRussia”生產一系列沼氣廠“BGR”。該系列最小的裝置（BGR-12）每天可處理500-900公斤的糞便，其生物反應器的容積為12立方米。
該系列大型工廠的反應器體積和每日糞便攝入量是單獨協商的，因此客戶可以獲得最適合其需求的設備甚至工廠。
作為大容量設備的一部分，可以包括立式和臥式蒸煮器，這在下訂單時會討論。
此外，BioGasRussia 提供全套必要設備，因此沼氣廠可以在完全自主的模式下運行 - 無需連接到電力或天然氣網絡。
為裝置配備加熱裝置的方法
有幾種方法可以在生物反應器中安裝加熱裝置。
- 其中之一涉及將車站連接到供暖系統。這是以線圈的形式完成的。其安裝應在反應器下方進行。
- 另一種方法是在水箱底部安裝一個電加熱元件。
- 另一種組織加熱的方法涉及使用電加熱系統來加熱水箱。
如果您使用自動化系統來組織加熱，那麼當冷生物質進入反應器時，設備將在沒有您幫助的情況下打開。當原料加熱到設定溫度時，加熱系統將關閉。
要想用自己的雙手打造出高質量的沼氣廠，就需要在開始工作之前準備好圖紙，在開展工作時需要重點關注。加熱元件可以安裝在熱水鍋爐中，因此您需要注意購買必要的燃氣設備。
為了增加產生的沼氣量，除了加熱之外，您還可以為您的工廠配備用於混合生物質的裝置。為此，您將不得不花費一些時間並創建一個與普通家用混音器工作方式相同的設備。在軸的幫助下，它將被啟動。後者必須通過蓋子上的孔取出。
如何用自己的雙手建造生物反應器（安裝）
從糞便中提取氣體的沼氣廠可以在您自己的場地上用您自己的雙手輕鬆組裝。在組裝用於糞便處理的生物反應器之前，值得繪製圖紙並仔細研究所有細微差別，因為。裝有大量爆炸性氣體的容器如果使用不當或安裝設計有誤，可能會造成極大的危險。
沼氣計劃
生物反應器的容量是根據用於生產甲烷的原料量計算的。為了使操作條件達到最佳狀態，反應器容器中至少有三分之二充滿了廢物。為了這些目的，使用了一個深孔。為了提高密封性，坑壁採用混凝土加固或塑料加固，有時在坑內安裝混凝土環。牆壁的表面用防潮溶液處理。密封性是裝置高效運行的必要條件。容器絕緣越好，產生的氣體的質量和數量就越高。此外，廢物的腐爛產物是有毒的，如果洩漏，可能對健康有害。
攪拌器安裝在廢物容器中。它負責在發酵過程中混合廢物，防止原料分佈不均和結皮。在攪拌器之後，在糞肥氣化器中安裝了一個排水結構，這有助於將氣體排入儲罐並防止洩漏。出於安全原因，有必要去除氣體，以及提高處理完成後留在反應器中的肥料的質量。反應器下部開有一個孔，用於排出廢原料。該孔配有密封蓋，使設備保持氣密。
如何確保生物質活性
對於適當的生物質發酵，最好加熱混合物。在南部地區，氣溫有助於發酵的開始。如果一個 你生活在 向北或中間車道，您可以連接額外的加熱元件。
要開始這個過程，需要 38 度的溫度。有幾種方法可以提供它：
- 反應器下方的線圈，連接到加熱系統；
- 罐內的加熱元件；
- 用電加熱器直接加熱水箱。
生物體已經包含產生沼氣所需的細菌。當氣溫升高時，它們會醒來並開始活動。
最好用自動加熱系統加熱它們。當冷物質進入反應器時它們會打開，當溫度達到所需值時它們會自動關閉。這種系統安裝在熱水鍋爐中，可以在燃氣設備商店購買。
如果您提供加熱到 30-40 度，則需要 12-30 天來處理。這取決於質量的組成和體積。當加熱到50度時，細菌活動增加，加工需要3-7天。這種裝置的缺點是維持高溫的高成本。它們與接收的燃料量相當，因此系統效率低下。
另一種激活厭氧菌的方法是生物質混合。您可以在鍋爐中獨立安裝軸，並在必要時將手柄拉出以攪拌質量。但是，設計一個無需您參與即可混合質量的自動系統要方便得多。
這是什麼？
沼氣是一種環保燃料，可在沼氣廠、裝置中獲得，這些裝置是技術結構和設備的複雜組合，形成一個單一的技術循環。
整套沼氣廠可能會有所不同，具體取決於其容量、原材料類型以及以熱能或電能形式獲得的最終產品，兩種能源或僅使用沼氣 家用燃氣灶 並作為汽車的燃料。
標準安裝包括以下組件和組件：
- 儲罐，用於儲存用於生產沼氣的原料；
- 各種設計的混合機和磨粉機，將大部分原料分成更小的原料；
- 儲氣罐，一種密封容器，用作生成氣體的儲存罐；
- 進行生物燃料形成過程的反應器、容器或罐；
- 向工廠反應器供應原材料的系統；
- 用於將所得燃料從反應堆和儲氣罐轉移到處理和轉化為其他類型能量的階段的系統；
- 用於生產氣體及其加工產品的自動化、保護和控制系統。
上圖通常顯示了使用液體和固體原料生產沼氣的技術循環，以及進一步加工和生產熱能和電能的過程。
使用生物技術的好處
從各種自然資源中獲取生物燃料的技術並不新鮮。這方面的研究始於18世紀末，19世紀發展成功。在蘇聯，第一座生物能源工廠創建於上世紀四十年代。
生物技術早已在許多國家得到應用，但今天它們尤為重要。由於地球上不斷惡化的環境狀況和高昂的能源成本，許多人將目光轉向替代能源和熱源。
將糞便加工成沼氣的技術可以減少有害甲烷排放到大氣中的量並獲得額外的熱能來源
當然，糞肥是一種非常有價值的肥料，如果農場裡有兩隻奶牛，那麼它的使用就沒有問題。另一件事是，對於有大中型牲畜的農場，每年會形成大量的惡臭和腐爛的生物材料。
為了使糞便變成優質肥料，需要有一定溫度的區域，這些都是額外的成本。因此，許多農民將其存放在必要的地方，然後帶到田間。
根據每天產生的原材料量，應選擇安裝的尺寸及其自動化程度。
如果不遵守儲存條件，高達 40% 的氮和大部分磷會從糞便中蒸發，這會顯著降低其質量指標。此外，甲烷氣體被釋放到大氣中，對地球的生態狀況產生負面影響。
現代生物技術不僅可以中和甲烷對環境的有害影響，還可以使其造福人類，同時獲得可觀的經濟效益。作為糞便處理的結果，形成沼氣，然後可以從中獲得數千千瓦的能量，生產廢物是一種非常有價值的厭氧肥料。
生物學方法的優缺點
沼氣廠的設計是一個負責任的階段，因此，在做出最終決定之前，最好權衡這種方法的利弊。
這種生產的優點包括：
- 合理利用有機廢棄物。由於安裝，可以將原本只是污染環境的垃圾付諸行動。
- 原料取之不盡。天然氣和煤炭遲早會用完，但對於那些有自己經濟的人來說，必要的浪費會不斷出現。
- 少量二氧化碳。使用沼氣時會釋放到大氣中，但二氧化碳不會對環境造成不利影響。
- 沼氣廠的不間斷和高效運行。與太陽能收集器或風車不同，沼氣生產不依賴於外部條件。
- 通過使用多個裝置降低風險。大型生物反應器總是一個很大的威脅，但可以通過製作一個由多個發酵罐組成的系統來消除它們。
- 獲得優質肥料。
- 節能小。
另一個好處是可能對土壤狀況有益。一些植物專門用於生物質。在這種情況下，您可以選擇那些可以改善土壤質量的。一個例子是高粱，它減少了它的侵蝕。
每種類型的替代來源都有其缺點。沼氣廠也不例外。缺點是：
- 設備風險增加；
- 原材料加工所需的能源成本；
- 由於國內系統體積小，沼氣產量可忽略不計。
最困難的事情是建造一個專為最高效、最高溫的狀態而設計的沼氣廠。在這種情況下，成本肯定會很嚴重。這種沼氣廠的設計最好留給專業人士。
生物裝置應該創造什麼條件？
為產甲烷菌的活動提供最舒適條件的最重要條件是：
- 氧氣供應不足（氣密性）；
- 與反應器中發生的過程類型相對應的恆溫；
- 可調節的新鮮材料流入；
- 可調節地分別去除液體和固體部分的氣體和廢物；
- 定期混合內容物，防止分離成固體和液體部分。
密封性應與內部空間的維護和修理的可能性相結合，因為生物反應器的內容物是非常具有腐蝕性的物質。
為了產生足夠的溫度，在大多數情況下大大超過室外溫度，沼氣池是絕緣的，並配備了加熱元件。
為了使甲烷的生產處於高水平，需要及時清除該過程的廢物，即工藝水和污泥（腐泥）。這是通過使用管道和水封或其他防止產生的氣體排出的鎖定裝置來完成的。
混合是機械進行的，使蒸煮器的全部內容物進行循環和垂直運動，因此不同密度的分離層混合併在任何區域形成具有相同水分含量的單層。
什麼是沼氣，如何使用？
戶主都知道，只要把蔬菜原料、鳥糞和糞肥放在一起，過段時間就可以獲得寶貴的有機肥。但很少有人知道生物質不是自己分解的，而是在各種細菌的作用下分解的。
這些微小的微生物在處理生物底物時會釋放廢物，包括氣體混合物。其中大部分（約 70%）是甲烷——與家用爐灶和供暖鍋爐的燃燒器中燃燒的氣體相同。
將這種生態燃料用於各種家庭需求的想法並不新鮮。提取其的設備在中國古代使用。上世紀 60 年代，蘇聯的創新者也探索了使用沼氣的可能性。但該技術在 2000 年代初經歷了真正的複興。目前，沼氣廠在歐洲和美國被積極用於為房屋供暖和其他需求。
推薦的生物反應器體積
為了確定處理生物質所需的反應器體積，有必要計算白天產生的糞便量。必須考慮所用原材料的類型、裝置中將保持的溫度範圍。使用的水箱應填充至其容積的 85-90%。剩餘的 10% 是所獲得的生物氣體的積累所必需的。
必須考慮處理週期的持續時間。當溫度保持在 +35°C 時，為 12 天。我們不能忘記，使用的原材料在被送到反應器之前用水稀釋。因此，在計算罐的體積之前，要考慮它的數量。
