Que peut-on faire du fumier vers le monde extérieur. Biogaz issu du fumier

Technologie de production de biogaz... Les complexes d'élevage modernes assurent des taux de production élevés. Les solutions technologiques appliquées permettent de se conformer pleinement aux exigences des normes sanitaires et hygiéniques en vigueur dans les locaux des complexes eux-mêmes.

Cependant, de grandes quantités de lisier, concentrées en un seul endroit, créent des problèmes importants pour l'écologie des territoires adjacents au complexe. Par exemple, le fumier et les excréments de porc frais sont classés comme déchets de classe de danger 3. Les questions environnementales sont sous le contrôle des autorités de tutelle, les exigences législatives sur ces questions sont constamment renforcées.

Biocomplex offre une solution complète pour l'utilisation du lisier, qui comprend un traitement accéléré dans des usines de biogaz modernes (BGU). En cours de traitement, en mode accéléré, processus naturels de décomposition de la matière organique avec dégagement de gaz, notamment : méthane, CO2, soufre, etc. Seul le gaz qui en résulte n'est pas libéré dans l'atmosphère, provoquant l'effet de serre, mais est envoyé vers des installations spéciales de production de gaz (cogénération) qui génèrent de l'énergie électrique et thermique.

Le biogaz est un gaz combustible, formé lors de la fermentation anaérobie du méthane de la biomasse et constitué principalement de méthane (55-75%), de dioxyde de carbone (25-45%) et d'impuretés d'hydrogène sulfuré, d'ammoniac, d'oxydes d'azote et autres (moins de 1%).

La décomposition de la biomasse résulte de processus physico-chimiques et de l'activité symbiotique de 3 groupes principaux de bactéries, tandis que les produits métaboliques de certains groupes de bactéries sont des produits alimentaires d'autres groupes, dans un certain ordre.

Le premier groupe est constitué de bactéries hydrolytiques, le second est acidogène et le troisième est formateur de méthane.

En tant que matières premières pour la production de biogaz, elles peuvent être utilisées comme agro-industriel biologique ou déchets ménagers et matières premières végétales.

Les types de déchets agricoles les plus couramment utilisés pour la production de biogaz sont :

fumier de porc et de bétail, fientes de volaille;
restes de la table d'alimentation des complexes bovins;
sommets des cultures maraîchères;
récolte inférieure aux normes de céréales et de légumes, betteraves sucrières, maïs ;
pulpe et mélasse;
farine, drêche, grain fin, embryons;
grains de bière, pousses de malt, boues protéiniques;
déchets de production d'amidon et de sirop;
marc de fruits et légumes;
sérum;
etc.

Source de matière première	Type de matière première	La quantité de matières premières par an, m3 (tn.)	Quantité de biogaz, m3
1 vache à lait	Lisier sans litière
1 cochon à l'engrais	Lisier sans litière
1 gobie à l'engraissement	Litière fumier solide
1 cheval	Litière fumier solide
100 poulets	Crottes sèches
1 ha de terres arables	Ensilage de maïs frais
1 ha de terres arables	Betterave à sucre
1 ha de terres arables	Ensilage de grains frais
1 ha de terres arables	Ensilage d'herbe fraîche

Le nombre de substrats (types de déchets) utilisés pour la production de biogaz au sein d'une usine de biogaz (BGU) peut varier de un à dix ou plus.

Les projets de biogaz dans le secteur agro-industriel peuvent être créés selon l'une des options suivantes :

production de biogaz à partir des déchets d'une entreprise distincte (par exemple, fumier d'une ferme d'élevage, bagasse d'une sucrerie, vinasse d'une distillerie);
production de biogaz à partir des déchets de différentes entreprises, le projet étant lié à une entreprise distincte ou à une usine de biogaz centralisée située séparément ;
production de biogaz avec l'utilisation prédominante d'installations énergétiques dans des installations de biogaz distinctes.

La manière la plus courante d'utiliser le biogaz pour l'énergie est la combustion dans les moteurs à pistons à gaz dans le cadre d'une mini-cogénération, avec production d'électricité et de chaleur.

Existe diverses options pour les schémas technologiques des stations de biogaz- selon les types et le nombre de types de substrats utilisés. L'utilisation d'une préparation préalable permet, dans certains cas, d'obtenir une augmentation de la vitesse et du degré de décomposition des matières premières dans les bioréacteurs, et, par conséquent, une augmentation du rendement total en biogaz. Dans le cas de l'utilisation de plusieurs substrats avec des propriétés différentes, par exemple, liquide et déchets solides, leur accumulation, une préparation préalable (séparation en fractions, broyage, chauffage, homogénéisation, traitement biochimique ou biologique, etc.) est effectuée séparément, après quoi ils sont soit mélangés avant d'alimenter les bioréacteurs, soit alimentés en flux séparés.

Les principaux éléments constitutifs d'une usine de biogaz typique sont :

système de réception et de préparation préalable des substrats;
un système de transport de substrats au sein de l'installation ;
bioréacteurs (fermenteurs) avec système de mélange;
système de chauffage de bioréacteur;
système d'élimination et de purification du biogaz des impuretés du sulfure d'hydrogène et de l'humidité ;
réservoirs de stockage de masse fermentée et de biogaz;
système de contrôle de programme et d'automatisation des processus technologiques.

Les schémas technologiques des installations de biogaz sont différents selon le type et le nombre de substrats traités, le type et la qualité des produits cibles finaux, l'un ou l'autre « savoir-faire » utilisé du fournisseur de la solution technologique, et un certain nombre de autres facteurs. Les plus courants aujourd'hui sont les schémas avec fermentation en une étape de plusieurs types de substrats, dont l'un est généralement le fumier.

Avec le développement des technologies de biogaz utilisées solution technique se compliquent dans le sens de schémas en deux étapes, ce qui est justifié dans certains cas par la nécessité technologique d'un traitement efficace de certains types de substrats et d'une augmentation de l'efficacité globale d'utilisation du volume de travail des bioréacteurs.

Caractéristique de la production de biogaz est qu'il ne peut être produit par les bactéries du méthane qu'à partir de substances organiques absolument sèches. Par conséquent, la tâche de la première étape de la production est de créer un mélange d'un substrat qui a une teneur élevée en substances organiques, et en même temps peut être pompé. C'est un substrat avec une teneur en matière sèche de 10-12%. La solution est obtenue en séparant l'excès d'humidité à l'aide de séparateurs à vis.

Le lisier arrive du local de production au réservoir, homogénéisé à l'aide d'un mélangeur submersible, et par une pompe submersible il est acheminé à l'atelier de séparation vers les séparateurs à vis. La fraction liquide est collectée dans un réservoir séparé. La fraction solide est chargée dans un dispositif d'alimentation solide.

Conformément au calendrier de chargement du substrat dans le fermenteur, selon le programme développé, la pompe est périodiquement allumée, fournissant la fraction liquide au fermenteur, et en même temps le chargeur de matières premières solides est allumé. Alternativement, la fraction liquide peut être introduite dans un chargeur de matières premières solides avec une fonction de mélange, puis le mélange fini est introduit dans le fermenteur selon le programme de chargement développé. Les inclusions sont de courte durée. Ceci est fait afin d'éviter un écoulement excessif de substrat organique dans le fermenteur, car cela peut perturber l'équilibre des substances et provoquer une déstabilisation du processus dans le fermenteur. En même temps, les pompes sont également allumées, pompant le digestat du fermenteur vers l'après-fermenteur et de l'après-fermenteur vers l'accumulateur de digestat (lagune) afin d'éviter le remplissage excessif du fermenteur et de l'après-fermenteur.

Les masses de digestat dans le fermenteur et le fermenteur sont mélangées pour assurer une répartition uniforme des bactéries dans tout le volume des conteneurs. Des mélangeurs à vitesse lente d'une conception spéciale sont utilisés pour le mélange.

En cherchant le substrat dans le fermenteur, les bactéries libèrent jusqu'à 80 % de tout le biogaz produit par le BGU. Le reste du biogaz est libéré dans le digesteur secondaire.

Un rôle important pour assurer une quantité stable de biogaz émis est joué par la température du liquide à l'intérieur du fermenteur et de la cuve de post-fermentation. En règle générale, le processus se déroule en mode mésophile avec une température de 41-43ᴼС. Le maintien d'une température stable est obtenu en utilisant des réchauffeurs tubulaires spéciaux à l'intérieur des fermenteurs et des post-fermenteurs, ainsi que par une isolation thermique fiable des murs et des canalisations. Le biogaz rejeté par le digestat a une teneur élevée en soufre. La purification du biogaz à partir du soufre est réalisée à l'aide de bactéries spéciales qui peuplent la surface de l'isolation, posée sur une voûte en poutres de bois à l'intérieur des fermenteurs et des post-fermenteurs.

L'accumulation de biogaz est réalisée dans un gazomètre, qui est formé entre la surface du digestat et un matériau élastique à haute résistance qui recouvre le dessus du fermenteur et le post-traitement. Le matériau a la capacité de s'étirer fortement (sans diminuer sa résistance), ce qui augmente considérablement la capacité du gazomètre en accumulant du biogaz. Pour éviter le remplissage excessif du réservoir de gaz et l'éclatement du matériau, il y a une soupape de sécurité.

De plus, le biogaz alimente une unité de cogénération. Une centrale de cogénération (KGU) est une unité dans laquelle la génération de énergie électrique générateurs entraînés par des moteurs à piston à gaz alimentés au biogaz. Les cogénérateurs de biogaz présentent des différences structurelles par rapport aux moteurs de générateurs de gaz conventionnels, car le biogaz est un carburant fortement appauvri. L'énergie électrique générée par les générateurs alimente les équipements électriques de l'usine de biogaz elle-même, et tout en plus est fourni aux consommateurs à proximité. L'énergie du liquide utilisé pour refroidir les cogénérateurs est l'énergie thermique générée moins les pertes dans les dispositifs de chaudière. L'énergie thermique générée est en partie utilisée pour chauffer les fermenteurs et les post-fermenteurs, et le reste est également dirigé vers les consommateurs à proximité. va à

Il est possible d'installer des équipements supplémentaires pour purifier le biogaz au niveau du gaz naturel, mais il s'agit d'un équipement coûteux et il n'est utilisé que si le but du biogaz n'est pas la production de chaleur et d'électricité, mais la production de carburant pour piston à gaz moteurs. Les technologies de traitement du biogaz éprouvées et les plus couramment utilisées sont l'absorption d'eau, l'adsorption sur des supports sous pression, la précipitation chimique et la séparation membranaire.

L'efficacité énergétique du fonctionnement de l'installation de biogaz dépend en grande partie de la technologie choisie, des matériaux et de la construction des structures principales, ainsi que des conditions climatiques de la région de leur emplacement. Consommation moyenne d'énergie thermique pour le chauffage des bioréacteurs à zone climatiqueégal à 15-30% de l'énergie générée par les cogénérateurs (brut).

L'efficacité énergétique globale d'un complexe de biogaz avec une centrale de cogénération au biogaz est en moyenne de 75 à 80 %. Dans une situation où toute la chaleur reçue d'une centrale de cogénération lors de la production d'électricité ne peut pas être consommée (situation courante en raison de l'absence de consommateurs de chaleur externes), elle est rejetée dans l'atmosphère. Dans ce cas, l'efficacité énergétique d'une centrale thermique au biogaz n'est que de 35% de l'énergie totale du biogaz.

Les principaux indicateurs de performance des installations de biogaz peuvent varier considérablement, ce qui est largement déterminé par les substrats utilisés, les réglementations technologiques adoptées, les pratiques opérationnelles et les tâches exécutées par chaque installation individuelle.

Le traitement du fumier ne prend pas plus de 40 jours. Le digestat obtenu à la suite du traitement est inodore et constitue un excellent engrais organique, dans lequel le degré de minéralisation le plus élevé est atteint. nutriments assimilé par les plantes.

Le digestat est généralement séparé en fractions liquide et solide à l'aide de séparateurs à vis. La fraction liquide est envoyée dans les lagunes, où elle s'accumule jusqu'à la période d'épandage au sol. La fraction solide est également utilisée comme engrais. Si nous appliquons un séchage, une granulation et un emballage supplémentaires à la fraction solide, elle conviendra alors au stockage à long terme et au transport sur de longues distances.

Production de biogaz et utilisation de l'énergie a un certain nombre d'avantages bien fondés et prouvés par la pratique mondiale, à savoir :

Source d'énergie renouvelable (SER). La biomasse renouvelable est utilisée pour la production de biogaz.
Une large gamme de matières premières utilisées pour la production de biogaz permet de construire des usines de biogaz pratiquement partout dans les zones où se concentrent la production agricole et les industries technologiquement liées.
La polyvalence des modes d'utilisation énergétique du biogaz aussi bien pour la production d'énergie électrique et/ou thermique sur le lieu de sa formation, que sur toute installation raccordée au réseau de transport de gaz (dans le cas de l'alimentation en biogaz épuré de ce réseau) , ainsi que comme carburant pour les voitures.
La stabilité de la production d'électricité à partir de biogaz tout au long de l'année permet de couvrir les pointes de consommation du réseau, y compris en cas d'utilisation de sources d'énergie renouvelables instables, par exemple les centrales solaires et éoliennes.
Création d'emplois par la constitution d'une chaîne de commercialisation depuis les fournisseurs de biomasse jusqu'au personnel d'exploitation des installations énergétiques.
Diminuer impact négatif sur l'environnement par le traitement et l'élimination des déchets par digestion contrôlée dans des réacteurs à biogaz. Les technologies du biogaz sont l'un des moyens principaux et les plus rationnels de neutraliser les déchets organiques. Les projets de biogaz réduisent les émissions de gaz à effet de serre dans l'atmosphère.
L'effet agrotechnique de l'utilisation de la masse fermentée dans les réacteurs à biogaz dans les champs agricoles se manifeste par l'amélioration de la structure des sols, la régénération et une augmentation de leur fertilité due à l'introduction de nutriments d'origine organique. Le développement du marché des engrais organiques, y compris à partir de la masse traitée dans des réacteurs à biogaz, contribuera à l'avenir au développement du marché des produits respectueux de l'environnement Agriculture et accroître sa compétitivité.

Coûts d'investissement unitaires estimés

BGU 75 kWe. ~ 9.000 € / kWel.

BGU 150 kWel. ~ 6.500 € / kWel.

BGU 250 kWe. ~ 6.000 € / kWel.

Usine de biogaz bis 500 kWe. ~ 4.500 € / kWel.

BGU 1 MWe. ~ 3.500 € / kWel.

L'énergie électrique et thermique générée peut répondre non seulement aux besoins du complexe, mais également à l'infrastructure adjacente. De plus, les matières premières pour l'installation de biogaz sont gratuites, ce qui garantit une efficacité économique élevée après la fin de la période d'amortissement (4-7 ans). Le prix de revient de l'énergie produite à l'usine de biogaz n'augmente pas dans le temps, mais au contraire diminue.

La hausse des prix de l'énergie oblige à rechercher des alternatives de chauffage. De bons résultats peuvent être obtenus par l'autoproduction de biogaz à partir de matières premières organiques disponibles. Dans cet article, nous parlerons du cycle de production, de la conception du bioréacteur et des équipements associés.

Soumis aux règles de fonctionnement de base, un réacteur à gaz est totalement sûr et capable de fournir du combustible et de l'électricité même à une petite maison, voire à tout un complexe agro-industriel. Le résultat du travail du bioréacteur n'est pas seulement le gaz, mais aussi l'un des types d'engrais les plus précieux, le principal composant de l'humus naturel.

Comment le biogaz est obtenu

Pour obtenir du biogaz, les matières premières organiques sont placées dans des conditions favorables au développement de plusieurs types de bactéries, qui émettent du méthane lors de leur activité vitale. La biomasse passe par trois cycles de transformation, et à chaque étape différentes souches d'organismes anaérobies participent. L'oxygène n'est pas nécessaire à leur vie, mais il a grande importance composition des matières premières et leur consistance, ainsi que la température et la pression interne. Les conditions avec une température de 40-60 ° C à une pression allant jusqu'à 0,05 atm sont considérées comme optimales. La matière première chargée commence à produire du gaz après une activation prolongée, qui prend de plusieurs semaines à six mois.

Le début de la libération de gaz dans le volume calculé indique que les colonies bactériennes sont déjà assez nombreuses. Par conséquent, après 1-2 semaines, de la matière première fraîche est dosée dans le réacteur, qui est presque immédiatement activé et entre dans le cycle de production.

Pour maintenir des conditions optimales, les matières premières sont périodiquement mélangées, une partie de la chaleur du chauffage au gaz est utilisée pour maintenir la température. Le gaz résultant contient de 30 à 80 % de méthane, 15 à 50 % de dioxyde de carbone, de petites impuretés d'azote, d'hydrogène et de sulfure d'hydrogène. Pour une utilisation domestique, le gaz est enrichi en en éliminant le dioxyde de carbone, après quoi le combustible peut être utilisé dans une large gamme d'équipements électriques : des moteurs de centrales électriques aux chaudières de chauffage.

Quelles matières premières conviennent à la production

Contrairement à la croyance populaire, le fumier n'est pas la meilleure matière première pour la production de biogaz. La production de carburant d'une tonne de fumier propre n'est que de 50 à 70 m 3 avec une concentration de 28 à 30 %. Cependant, c'est dans les déchets animaux que se trouvent la plupart des bactéries nécessaires pour démarrer et maintenir rapidement travail efficace réacteur.

Pour cette raison, le fumier est mélangé aux déchets de récolte et Industrie alimentaire dans un rapport de 1: 3. Sont utilisées comme matières premières végétales :

Les matières premières ne peuvent pas être simplement versées dans le réacteur, une certaine préparation est nécessaire. Le substrat d'origine est broyé à une fraction de 0,4-0,7 mm et dilué avec de l'eau en une quantité d'environ 25-30 % du poids sec. En grands volumes, le mélange nécessite un mélange plus poussé dans des dispositifs d'homogénéisation, après quoi il est prêt à être chargé dans le réacteur.

Construction de bioréacteur

Les exigences relatives aux conditions de mise en place du réacteur sont les mêmes que pour une fosse septique passive. La partie principale du bioréacteur est le digesteur - un conteneur dans lequel se déroule tout le processus de fermentation. Pour réduire le coût de chauffage de la masse, le réacteur est enterré dans le sol. Ainsi, la température du milieu ne descend pas en dessous de 12-16°C, et le flux de chaleur dégagé lors de la réaction reste minime.

Schéma d'une installation de biogaz : 1 - trémie de chargement de matières premières ; 2 - biogaz; 3 - biomasse; 4 - compensateur de réservoir; 5 - trappe pour l'extraction des déchets ; 6 - soupape de surpression; 7 - tube à gaz; 8 - joint hydraulique; 9 - aux consommateurs

Pour les digesteurs d'un volume allant jusqu'à 3 m 3, il est permis d'utiliser des conteneurs en nylon. L'épaisseur et le matériau de leurs parois n'entravent pas l'évacuation de la chaleur, les conteneurs sont recouverts de couches de polystyrène expansé ou de laine minérale résistante à l'humidité. Le fond de la fosse est bétonné avec une chape de 7 à 10 cm avec renfort pour éviter que le réacteur ne soit expulsé du sol.

Le matériau le plus approprié pour la construction de grands réacteurs est le béton armé d'argile. Il a une résistance suffisante, une faible conductivité thermique et une longue durée de vie. Avant de couler les parois de l'enceinte, il est nécessaire de monter une canalisation inclinée pour amener le mélange au réacteur. Son diamètre est de 200-350 mm, l'extrémité inférieure doit être à 20-30 cm du bas.

Dans la partie supérieure du digesteur se trouve un réservoir de gaz - un dôme ou une structure conique qui concentre le gaz au sommet. Le réservoir de gaz peut être en tôle, cependant, petites installations voûte effectuer maçonnerie, puis tapissé de treillis en acier et de plâtre. Lors de la construction d'un réservoir de gaz, il est nécessaire de prévoir dans sa partie supérieure un passage étanche de deux tuyaux : pour l'admission du gaz et l'installation d'une soupape de surpression. Un autre tuyau d'un diamètre de 50 à 70 mm est posé pour pomper la masse de déchets.

La capacité du réacteur doit être étanche et résister à une pression de 0,1 atm. Pour cela, la surface intérieure du digesteur est recouverte d'une couche continue d'imperméabilisation au bitume enduit, et une trappe étanche est montée sur le dessus du réservoir de gaz.

Élimination et enrichissement des gaz

Sous le dôme du gazomètre, le gaz est détourné par un pipeline dans un conteneur avec un joint hydraulique. L'épaisseur de la couche d'eau au-dessus de la sortie du tube détermine la pression de travail dans le réacteur et est généralement de 250 à 400 mm.

Après le joint hydraulique, le gaz peut être utilisé dans les équipements de chauffage et pour la cuisson. Cependant, pour le fonctionnement des moteurs à combustion interne, plus contenu élevé méthane, donc le gaz est enrichi.

La première étape de l'enrichissement consiste à réduire la concentration de dioxyde de carbone dans le gaz. Pour cela, vous pouvez utiliser des équipements spéciaux fonctionnant sur le principe de l'absorption chimique ou sur des membranes semi-perméables. À la maison, l'enrichissement est également possible en faisant passer du gaz dans la colonne d'eau, dans laquelle jusqu'à la moitié du CO 2 est dissous. Le gaz est pulvérisé en petites bulles à travers des aérateurs tubulaires, l'eau gazéifiée doit être périodiquement éliminée et pulvérisée dans des conditions atmosphériques normales. Dans les complexes de culture de plantes, cette eau est utilisée avec succès dans les systèmes hydroponiques.

Lors de la deuxième étape d'enrichissement, la teneur en humidité du gaz est réduite. Cette caractéristique se retrouve dans la plupart des concentrateurs préfabriqués. Les déshumidificateurs faits maison se présentent sous la forme d'un tube en Z rempli de gel de silice.

Utilisation du biogaz : spécificités et équipements

La plupart des modèles modernes d'équipements de chauffage sont conçus pour fonctionner avec du biogaz. Les chaudières obsolètes peuvent être rééquipées relativement facilement en remplaçant le brûleur et le dispositif de préparation air-gaz.

Pour obtenir du gaz sous pression de fonctionnement, un compresseur alternatif conventionnel avec un réservoir est utilisé, réglé pour fonctionner à une pression de 1,2 fois la pression de conception. La pression est normalisée par un régulateur de gaz, cela permet d'éviter les chutes et de maintenir une flamme uniforme.

Les performances du bioréacteur doivent être au moins 50 % supérieures à la consommation. Aucun excès de gaz n'est généré en production : lorsque la pression dépasse 0,05-0,065 atm, la réaction est presque complètement ralentie, et n'est rétablie qu'après qu'une partie du gaz a été pompée.

Tout le monde peut créer du biogaz de manière indépendante. Cela ne nécessite pas de connaissances et de compétences particulières dans le domaine des sources d'énergie renouvelables. Si chacun pense au monde qui l'entoure, la situation de l'environnement sur Terre s'améliorera considérablement.

Le gaz de fumier est une réalité. Il peut vraiment être obtenu à partir du fumier, qui fertilise en quelque sorte la terre. Mais vous pouvez le mettre en circulation et obtenir du vrai gaz.

Pour obtenir du gaz du fumier de vos propres mains à la maison, une usine de biogaz agricole est utilisée. Vous pouvez extraire le gaz naturel à l'aide d'un digesteur directement à la ferme. De nombreux agriculteurs exploitent de cette façon. Vous n'avez pas besoin d'acheter de carburant spécial pour cela. Assez de matières premières naturelles.

Le bioréacteur doit contenir de 1 à 8-10 mètres cubes. déchets de production privée, fumier de poulet. La production et le traitement des matières premières sur un appareil d'un tel volume pourront traiter plus de 50 kg de fumier. Pour faire une usine de biogaz, vous devez trouver les plans de fabrication de l'équipement, et vous avez également besoin d'un schéma.

L'installation se fait en plusieurs étapes :

Mélange de matières premières;

Chauffage;

Extraction de biogaz.

Une installation faite par vous-même vous permettra d'obtenir du gaz à partir du fumier en un temps record. Vous pouvez l'assembler vous-même, en ayant des schémas et des dessins. Pour un générateur de chaleur, vous pouvez choisir des chaudières pour chauffer l'eau. Un gazomètre est nécessaire pour collecter le gaz sur le site. Il collecte et stocke le gaz.

N'oubliez pas de nettoyer les impuretés et les débris dans le réservoir de temps en temps.

Vous pouvez obtenir du gaz à partir du fumier en utilisant une usine de biogaz. Il peut être conçu de vos propres mains. Déterminez le volume de matières premières traitées, choisissez un conteneur approprié dans lequel les matières premières seront traitées et mélangées - c'est ainsi que se déroule la production de gaz saturé de méthane dans le biocarburant.

Faire du biogaz à la maison

Il existe un stéréotype selon lequel le biogaz ne peut être obtenu que dans des industries et des fermes spécialisées. Cependant, ce n'est pas le cas. Aujourd'hui, vous pouvez produire du biogaz à la maison.

Le biogaz est un ensemble de divers gaz créés par la décomposition de la matière organique. Il faut savoir que le biogaz est inflammable. Il s'enflamme facilement avec une flamme propre.

Notons les avantages d'une installation de biogaz à la maison :

Production de biogaz sans équipement coûteux ;
Utiliser le vôtre ;
Matières premières naturelles et gratuites sous forme de fumier ou de plantes ;
Prendre soin de l'environnement.

Avoir une usine de biogaz à la maison est une entreprise rentable pour le propriétaire zone suburbaine... Pour réaliser une telle installation, une petite somme d'argent est nécessaire : deux barils de 200 litres, un baril de 50 litres, des canalisations d'égout, un tuyau de gaz et un robinet.

Comme vous pouvez le voir, pour faire l'installation vous-même, vous n'avez même pas besoin d'acheter des outils supplémentaires. Barils, robinets, boyaux et tuyaux se trouvent presque toujours sur la ferme des propriétaires de chalets d'été. Un générateur de gaz est une préoccupation pour l'environnement, ainsi que votre possibilité d'utiliser une source alternative d'énergie et de carburant.

Pourquoi avez-vous besoin d'une installation de biogaz pour une ferme

Certains agriculteurs, résidents d'été, propriétaires de maisons privées ne voient pas la nécessité de construire une usine de biogaz. À première vue, c'est le cas. Mais alors, lorsque les propriétaires voient tous les avantages, la question de la nécessité d'une telle installation disparaît.

La première raison évidente de faire une installation de biogaz dans une ferme est d'avoir de l'électricité, du chauffage, ce qui vous permettra de payer moins cher l'électricité.

Utiliser votre propre énergie est moins cher que de payer pour l'amener à la ferme.

Une autre raison principale de la nécessité de créer une usine est l'organisation d'un cycle complet de production sans déchets. Nous utilisons du fumier ou du fumier comme matière première pour l'appareil. Après traitement, nous obtenons du nouveau gaz.

La troisième raison en faveur d'une installation de biogaz est traitement efficace et l'impact environnemental.

3 avantages d'une installation de biogaz :

Obtenir de l'énergie pour faire fonctionner la ferme familiale ;
Organisation d'un cycle complet ;
Utilisation efficace des matières premières.

Avoir une installation dans une ferme est un indicateur de votre efficacité et de votre souci du monde qui vous entoure. Les biogénérateurs économisent grande quantité de l'argent, une production sans déchets, une distribution efficace des ressources et des matières premières, mais aussi votre totale autonomie.

La pompe à chaleur est facile à assembler de vos propres mains à partir d'anciens équipements ménagers. L'ensemble du processus est décrit dans l'article suivant :

La question pour une économie efficace : comment obtenir correctement le méthane

Le méthane est le principal composant du biogaz. Le biogaz lui-même est un mélange de différents gaz. Le méthane est le plus important d'entre eux.

Soulignons les facteurs qui affectent la production de méthane :

Environnement;
Matières premières de qualité ;
La fréquence de mélange des matières premières dans la cuve de l'installation.

Mélangez les matières premières dans le récipient avec une fourche et au moins une fois par jour, idéalement six fois.

La production de méthane est directement liée à la production de biogaz. Mieux vous vous reliez au processus de production de biogaz, meilleure est la qualité du biogaz que vous obtenez à la sortie. Pour ce faire, vous devez utiliser uniquement des matières premières de haute qualité, surveiller l'endroit où se trouve l'installation et mélanger le contenu du réservoir. Ensuite, vous obtenez le bon méthane.

Usine de biogaz de bricolage (vidéo)

Défenseurs de la conservation environnement en elle parfait Devenir plus important. Pas d'émissions et de pollution. Les installations de biogaz résolvent ce problème. De plus, le propriétaire de l'installation de biogaz reçoit personnellement des avantages monétaires directs de son utilisation.

L'augmentation constante du coût des sources d'énergie traditionnelles pousse les artisans à domicile à créer des équipements maison leur permettant d'obtenir de leurs propres mains du biogaz à partir des déchets. Avec cette approche de l'agriculture, il est possible non seulement d'obtenir de l'énergie bon marché pour chauffer la maison et d'autres besoins, mais aussi d'organiser le processus d'utilisation des déchets organiques et d'obtenir des engrais gratuits pour une application ultérieure sur le sol.

Le surplus de biogaz produit, comme les engrais, peut être vendu par valeur marchande consommateurs intéressés, transformant en argent ce qui est littéralement « sous leurs pieds ». Les grands agriculteurs peuvent se permettre d'acheter des installations de biogaz prêtes à l'emploi assemblées à l'usine. Le coût d'un tel équipement est assez élevé. Cependant, le retour sur son exploitation correspond à l'investissement réalisé. Des installations moins puissantes, fonctionnant sur le même principe, peuvent être assemblées seules à partir des matériaux et pièces disponibles.

Qu'est-ce que le biogaz et comment est-il produit

Le traitement de la biomasse produit du biogaz

Le biogaz est classé comme carburant respectueux de l'environnement. Par ses caractéristiques, le biogaz converge à bien des égards avec le gaz naturel produit à l'échelle industrielle. La technologie de production de biogaz peut être présentée comme suit :

dans un conteneur spécial appelé bioréacteur, la biomasse est traitée avec la participation de bactéries anaérobies dans des conditions de fermentation airless pendant une certaine durée dont la durée dépend du volume de matières premières chargées ;
en conséquence, un mélange de gaz est libéré, composé de 60% de méthane, 35% de dioxyde de carbone, 5% d'autres substances gazeuses, parmi lesquelles il y a aussi une petite quantité d'hydrogène sulfuré;
le gaz résultant est constamment retiré du bioréacteur et, après purification, est envoyé à l'utilisation prévue;
les déchets recyclés, devenus des engrais de haute qualité, sont périodiquement retirés du bioréacteur et transportés vers les champs.

Un schéma visuel du processus de production de biocarburant

Pour établir la production de biogaz à domicile en mode continu, vous devez posséder ou avoir accès à des entreprises agricoles et d'élevage. Il n'est économiquement rentable de s'engager dans la production de biogaz que s'il existe une source d'approvisionnement gratuit en fumier et autres déchets organiques provenant de l'élevage.

Le chauffage au gaz reste le mode de chauffage le plus fiable. Vous pouvez en savoir plus sur la gazéification autonome dans l'article suivant :

Types de bioréacteurs

Les installations de production de biogaz diffèrent par le type de charge d'alimentation, la collecte du gaz produit, l'emplacement du réacteur par rapport à la surface de la terre et le matériau de fabrication. Le béton, la brique et l'acier sont les matériaux les plus appropriés pour la construction de bioréacteurs.

Par le type de chargement, on distingue les usines biologiques dans lesquelles une partie donnée de matières premières est chargée et un cycle de traitement passe, puis est complètement déchargé. La production de gaz dans ces usines est instable, mais n'importe quel type de matière première peut y être chargé. En règle générale, ils sont disposés verticalement et prennent peu de place.

Une partie des déchets organiques est chargée quotidiennement dans le système du deuxième type et une partie à volume égal d'engrais fermentés prêts à l'emploi est déchargée. Le mélange de travail reste toujours dans le réacteur. L'installation dite de charge continue produit régulièrement plus de biogaz et est très appréciée des agriculteurs. Fondamentalement, ces réacteurs sont situés horizontalement et sont pratiques si espace libre Emplacement activé.

Le type de collecte de biogaz sélectionné détermine caractéristiques de conception réacteur.

les systèmes de ballons se composent d'un ballon en caoutchouc ou en plastique résistant à la chaleur, dans lequel un réacteur et un gazomètre sont combinés. Les avantages de ce type de réacteurs sont la simplicité de conception, le chargement et le déchargement des matières premières, la facilité de nettoyage et de transport et le faible coût. Les inconvénients incluent une courte durée de vie, 2 à 5 ans, la possibilité de dommages dus à des influences extérieures. Les réacteurs à réservoir comprennent également des installations de type canal, largement utilisées en Europe pour le traitement des déchets liquides et des eaux usées. Ce dessus en caoutchouc est efficace pour haute température l'environnement et aucun risque d'endommager le cylindre. La conception à dôme fixe a un réacteur complètement fermé et une cuve de décharge de boue de compensation. Le gaz s'accumule dans le dôme, lorsque la prochaine portion de matières premières est chargée, la masse traitée est poussée dans le réservoir de compensation.
Les biosystèmes à dôme flottant se composent d'un bioréacteur monolithique situé sous terre et d'un gazomètre mobile qui flotte dans une poche d'eau spéciale ou directement dans la matière première et s'élève sous l'action de la pression du gaz. L'avantage du dôme flottant est la facilité d'utilisation et la capacité de déterminer la pression du gaz par la hauteur de la montée du dôme. C'est une excellente solution pour une grande ferme.
Lors du choix d'un sous-sol ou d'un emplacement de l'installation au-dessus de la surface, il est nécessaire de prendre en compte la pente du relief, ce qui facilite le chargement et le déchargement des matières premières, une isolation thermique renforcée des structures souterraines, qui protège la biomasse de la température quotidienne fluctuations et rend le processus de fermentation plus stable.

La structure peut être équipée de dispositifs supplémentaires pour chauffer et mélanger les matières premières.

Est-il rentable de construire un réacteur et d'utiliser du biogaz

La construction d'une usine de biogaz a les objectifs suivants :

production d'énergie bon marché;
production d'engrais faciles à digérer;
économiser sur le raccordement à des systèmes d'égouts coûteux ;
traitement des déchets agricoles;
profit éventuel de la vente de gaz;
réduire l'intensité des odeurs désagréables et améliorer la situation environnementale sur le territoire.

Tableau de rentabilité du biogaz

Pour évaluer les avantages de la construction d'un bioréacteur, le propriétaire attentif doit prendre en compte les aspects suivants :

le coût d'une bio-installation est un investissement à long terme ;
l'équipement de production de biogaz et l'installation d'un réacteur sans l'intervention de spécialistes extérieurs seront beaucoup moins chers, mais son efficacité est également inférieure à celle d'une usine coûteuse ;
pour maintenir une pression de gaz stable, l'éleveur doit avoir accès aux déjections animales en assez et depuis longtemps. En cas de prix élevés de l'électricité et du gaz naturel ou de l'absence de gazéification, l'utilisation de l'installation devient non seulement rentable, mais aussi nécessaire ;
pour grandes fermes avec sa propre base de matières premières, une solution rentable serait d'inclure un bioréacteur dans le système de serres et d'élevages bovins ;
pour les petites exploitations, l'efficacité peut être améliorée en installant plusieurs petits réacteurs et en chargeant la matière première à des moments différents. Cela évitera les interruptions de l'approvisionnement en gaz avec un manque de matière première.

Comment construire soi-même un bioréacteur

La décision de construction a été prise, il est maintenant nécessaire de concevoir l'installation et de calculer les matériaux, outils et équipements nécessaires.

Important! La résistance aux milieux acides et alcalins agressifs est la principale exigence du matériau du bioréacteur.

Si un réservoir métallique est disponible, il peut être utilisé à condition qu'il soit protégé contre la corrosion. Lors du choix d'un conteneur métallique, faites attention à la présence de soudures et à leur résistance.

Une option durable et pratique est un récipient en polymère. Ce matériau ne pourrira pas et ne rouillera pas. Un fût à parois rigides épaisses ou renforcées résistera parfaitement à la charge.

Le moyen le moins cher consiste à disposer un conteneur en brique ou en pierre, en blocs de béton. Pour augmenter la résistance, les murs sont renforcés et recouverts à l'intérieur et à l'extérieur d'un revêtement multicouche imperméabilisant et étanche aux gaz. Le plâtre doit contenir des additifs qui garantissent les propriétés spécifiées. La meilleure forme pour résister à toutes les charges de pression est ovale ou cylindrique.

A la base de ce conteneur, un trou est prévu par lequel les matières premières usagées seront évacuées. Ce trou doit être bien fermé, car le système ne fonctionne efficacement que dans des conditions scellées.

Calcul des outils et matériaux nécessaires

Pour disposer un conteneur de briques et l'appareil de l'ensemble du système, vous aurez besoin des outils et matériaux suivants:

un récipient pour mélanger du mortier de ciment ou une bétonnière ;
perceuse avec accessoire mélangeur ;
pierre concassée et sable pour le dispositif d'un coussin de drainage;
pelle, ruban à mesurer, truelle, spatule ;
brique, ciment, eau, sable fin, renforcement, plastifiant et autres additifs nécessaires ;
machine à souder et attaches pour l'installation de tuyaux et accessoires métalliques;
un filtre à eau et un récipient avec des copeaux métalliques pour le nettoyage des gaz ;
Bouteilles de pneus ou bouteilles de stockage de gaz propane standard.

La taille du réservoir en béton est déterminée à partir de la quantité de déchets organiques qui apparaissent chaque jour dans une cour ou une ferme privée. Le fonctionnement complet du bioréacteur est possible s'il est rempli aux deux tiers du volume disponible.

Déterminons le volume du réacteur pour une petite ferme privée : s'il y a 5 vaches, 10 cochons et 40 poulets disponibles, alors 5 x 55 kg + 10 x 4,5 kg de fientes + 40 x 0,17 kg = 275 kg + 45 kg + 6,8 kg = 326,8 kg. Pour amener le fumier de poulet à la teneur en humidité requise de 85%, il est nécessaire d'ajouter 5 litres d'eau. Poids total = 331,8 kg. Pour un traitement en 20 jours, il vous faut : 331,8 kg x 20 = 6636 kg - environ 7 cubes rien que pour le substrat. C'est les deux tiers du volume requis. Pour obtenir le résultat, vous avez besoin de 7x1,5 = 10,5 mètres cubes. La valeur résultante est le volume requis du bioréacteur.

N'oubliez pas que vous ne pourrez pas extraire une grande quantité de biogaz dans de petits conteneurs. Le rendement dépend directement de la masse de déchets organiques traités dans le réacteur. Ainsi, pour obtenir 100 mètres cubes de biogaz, il faut traiter une tonne de déchets organiques.

Préparation d'un site pour un dispositif de bioréacteur

Le mélange organique introduit dans le réacteur ne doit pas contenir d'antiseptiques, de détergents, de produits chimiques nocifs pour l'activité vitale des bactéries et ralentissant la production de biogaz.

Important! Le biogaz est inflammable et explosif.

Pour le bon fonctionnement du bioréacteur, les mêmes règles doivent être suivies que pour toute installation à gaz. Si l'équipement est hermétiquement scellé, le biogaz est déchargé dans le réservoir de gaz en temps opportun, il n'y aura aucun problème.

Si la pression du gaz dépasse la norme ou empoisonnera si l'étanchéité est rompue, il y a un risque d'explosion, il est donc recommandé d'installer des capteurs de température et de pression dans le réacteur. L'inhalation de biogaz est également dangereuse pour la santé humaine.

Comment assurer l'activité de la biomasse

Le processus de fermentation de la biomasse peut être accéléré en la chauffant. En règle générale, ce problème ne se pose pas dans les régions du sud. La température ambiante est suffisante pour l'activation naturelle des processus de fermentation. Dans les régions à rude conditions climatiques v heure d'hiver sans chauffage, il est généralement impossible de faire fonctionner une installation de biogaz. Après tout, le processus de fermentation commence à une température supérieure à 38 degrés Celsius.

Il existe plusieurs façons d'organiser le chauffage du réservoir de biomasse :

connecter le serpentin situé sous le réacteur au système de chauffage ;
installer des éléments chauffants électriques à la base du réservoir;
assurer le chauffage direct de la cuve en utilisant des radiateurs électriques.

Les bactéries qui affectent la production de méthane sont dormantes dans l'aliment lui-même. Leur activité augmente à un certain niveau de température. L'installation d'un système de chauffage automatisé assurera le déroulement normal du processus. L'automatisation allumera l'équipement de chauffage lorsque le prochain lot froid entrera dans le bioréacteur, puis l'éteindra lorsque la biomasse se réchauffera au niveau de température défini.

De tels systèmes de contrôle de la température sont installés dans des chaudières à eau chaude et peuvent donc être achetés dans des magasins spécialisés dans la vente d'équipements à gaz.

Le diagramme montre l'ensemble du cycle, depuis le chargement des matières premières solides et liquides jusqu'à l'évacuation du biogaz vers les consommateurs.

Il est important de noter qu'il est possible d'activer la production de biogaz à domicile en mélangeant la biomasse dans le réacteur. Pour cela, un appareil est fabriqué qui est structurellement similaire à un mélangeur domestique. Le dispositif peut être mis en mouvement par un axe, qui est retiré par une ouverture située dans le couvercle ou les parois du réservoir.

Quels permis spéciaux sont requis pour l'installation et l'utilisation du biogaz

Pour construire et exploiter un bioréacteur, ainsi que pour utiliser le gaz qui en résulte, il est nécessaire d'obtenir les autorisations nécessaires au stade de la conception même au stade de la conception. La coordination doit être passée avec le service du gaz, les pompiers et Rostekhnadzor. En général, les règles d'installation et de fonctionnement sont similaires à celles d'utilisation d'équipements à gaz conventionnels. La construction doit être effectuée strictement selon les SNIP, tous les pipelines doivent être couleur jaune et être marqué en conséquence. Les systèmes prêts à l'emploi fabriqués à l'usine coûtent beaucoup plus cher, mais ils ont tous les documents d'accompagnement, ils correspondent à tous les pré-requis techniques... Les fabricants donnent une garantie pour le matériel et assurent l'entretien et la réparation de leurs produits.

Une installation de biogaz artisanale peut économiser sur les coûts énergétiques, qui jouent un rôle important dans la détermination du coût des produits agricoles. La réduction des coûts de production affectera l'augmentation de la rentabilité d'une ferme ou d'une cour privée. Maintenant que vous savez comment obtenir du biogaz à partir des déchets disponibles, il ne reste plus qu'à mettre l'idée en pratique. De nombreux agriculteurs ont appris depuis longtemps à gagner de l'argent avec le fumier.

Le sujet d'aujourd'hui est consacré à l'obtention d'énergie « verte » à partir du fumier. Je commencerai par une citation : « Les grandes fermes avicoles et les complexes d'élevage continuent d'être les polluants environnementaux les plus nocifs. Par exemple, un seul complexe d'élevage porcin d'environ 100 000 têtes produit de 600 à 1 000 tonnes (dans des conditions d'utilisation de lavage à l'eau) de fumier par jour, ce qui équivaut à la pollution produite par une ville de 500 000 habitants. . "

Sur la photo : l'économie est inversée. Station de biogaz "Luchki" à Région de Belgorod... Le coût de 1 kW * h d'électricité est de 7 roubles. Pour traiter les déchets agricoles dans la région, 130 stations de ce type seront nécessaires. Plus il y a de stations, plus il y a de pertes.

Dans les articles consacrés à la résolution de ce problème, il est le plus souvent proposé d'utiliser le fumier comme matière première pour la production de biogaz. Nous lisons des titres accrocheurs : « Obtenir de l'électricité à partir de fumier », « Du biogaz dans une cour rurale », « Une grande centrale électrique à fumier », etc. J'ai parcouru de nombreux sites dédiés au biogaz, étudié les avis de nombreux experts, et n'ai pas trouvé une seule raison convaincante qui pourrait me convaincre de la nécessité de développer cette direction. énergie alternative comme appliqué aux éco-fermes.

Je ne crois pas à la perspective d'un biogaz issu du fumier, et je considère cette orientation de production d'énergie comme une impasse, néfaste pour les initiatives entrepreneuriales et désavantageuse pour les investisseurs.Constatant que ce qui a été dit n'est qu'un avis personnel, je suis prêt pour une conversation plus approfondie sur ce sujet... La discussion sur la perspective du biogaz est importante pour les entrepreneurs, les écologistes, les investisseurs et ceux confrontés au problème du traitement du fumier (ainsi que du fumier et d'autres matières premières).

Bien sûr, l'idée du biogaz est promue par les fabricants d'équipements de biogaz coûteux, qui n'abandonneront tout simplement pas. Ils ne se soucient pas des pertes pour les consommateurs, car la production d'équipements de biogaz est une entreprise très rentable.

Voici mes arguments et faits :

1. La production de biogaz n'est pas rentable, c'est-à-dire plus il était produit, plus il s'endettait. Cela devrait être couvert par un tarif qui devrait être trois fois plus élevé que le prix du marché de l'électricité. Le retour sur investissement, même pour les projets de biogaz subventionnés, va de 7 ans à l'infini. Il n'y a tout simplement pas d'argent aussi long sur le marché . Compte tenu de la réalité du coût de l'argent même à 15 % par an, de tels investissements ne rapportent jamais.

2. Étant donné que la production de biogaz n'est pas rentable, elle nécessite un soutien direct du gouvernement, c'est-à-dire ressources administratives et financement budgétaire. C'est-à-dire que les mécanismes du marché ne fonctionnent pas dans ce domaine. C'est le territoire des fonctionnaires, où il y a toujours une composante de corruption. Cela signifie que les règles du jeu ne sont pas acceptables pour une entreprise normale, compétitive et indépendante.

3. Le biogaz est explosif (le composant principal est le méthane), la production doit être autorisée, et c'est aussi un élément de corruption ... Aucun avantage ne peut justifier le risque pour la vie des travailleurs.

4. La production de biogaz nécessite des travailleurs hautement qualifiés. Dans des conditions la campagne c'est une condition presque impossible, et son exécution entraîne des coûts supplémentaires.

5. Nous prenons des données de référence. 1 tonne de fumier donne jusqu'à 65 mètres cubes de biogaz. Pouvoir calorifique de 1 mètre cube m de biogaz est de 2 kWh. Avant de multiplier ces chiffres, prenons en compte la consommation de biogaz pour maintenir le processus technologique d'une usine de biogaz - 50%.Au total, 1 tonne de lisier de porc donne 65 kW * h d'énergie thermique.

6. Après la production de biogaz, une élimination coûteuse de ce qui reste est nécessaire. Et comme le biogaz est obtenu à l'aide de bactéries anaérobies, le bouillon restant après la fermentation a une forte odeur désagréable. Coûte à nouveau.

7. L'utilisation de ce bouillon en l'appliquant au sol comme engrais a conduit à plusieurs reprises à une contamination massive du sol, des rivières et de la nourriture, car ce bouillon est un environnement idéal pour les micro-organismes pathogènes.

Conclusion : La production de biogaz est une direction de traitement du fumier potentiellement mortelle, économiquement insensée et écologiquement injustifiée.

Mais le fumier doit être traité !

1. Tout le fumier de haute qualité (principalement le fumier de bovin, de chèvre, de mouton, de lapin) avec l'aide de vers de terre "Staratel" pour le transformer en lombricompost. Le prix de revient de 1 tonne de lombricompost, sous réserve de l'achat de fumier à 300 roubles la tonne, sera d'environ 3 000. Prix du marché - à partir de 10 000, ce qui garantit une rentabilité élevée. La production de lombricompost est sans déchets, sûre et ne nécessite pas de main-d'œuvre hautement qualifiée.

2. Toutes les excréments et fumiers de mauvaise qualité (par exemple, lisier de porc après lavage à l'eau, etc.) doivent être transformés en combustible solide, c'est-à-dire briquettes de combustible.

1 tonne de fumier - environ 0,5 tonne de briquettes, dont le pouvoir calorifique de 1 kg est d'environ 3,2 kWh, soit une tonne de fumier donne 1600 kWh. l'énergie thermique (et non 65 kWh, comme le biogaz). C'est-à-dire que l'énergie est 25 fois plus élevée et les coûts sont les mêmes moins.

Les briquettes combustibles issues du fumier sont une excellente solution pour chauffer les bio-végétariens solaires les jours froids et nuageux, l'énergie thermique à la fois pour maintenir le microclimat dans les serres et pour produire de l'électricité à l'aide de moteurs Stirling, par exemple.

De plus, nous aurons toujours des cendres - une source précieuse d'oligo-éléments et de minéraux pour la culture de plantes utiles.

Parler de la valeur énergétique du fumier et des autres déchets agricoles est également important du point de vue que les éco-agriculteurs ont besoin de solutions énergétiques vertes simples, économiques et sûres. Par exemple, la tâche d'assurer l'autonomie énergétique et l'autosuffisance de la ferme, y compris le solaire bio-végétarien, doit être résolue.

Comme on ne peut pas toujours utiliser l'énergie solaire ou éolienne, il est nécessaire de disposer de réserves suffisantes de sources d'énergie de secours. Et à cet égard, les briquettes combustibles, y compris issues du fumier, peuvent être une bonne solution. Il est beaucoup plus facile d'accumuler de l'énergie « verte » dans des briquettes de combustible que du biogaz dans des réservoirs de gaz.