Pemilik yang pintar bermimpi tentang energi murah, pengelolaan limbah yang efisien, dan pupuk. Melakukan sendiri biogas di rumah adalah cara yang murah untuk mewujudkan impian Anda.
Perakitan sendiri dari peralatan semacam itu akan menelan biaya harga yang wajar, dan gas yang dihasilkan akan menjadi bantuan yang baik di rumah tangga: dapat digunakan untuk memasak, memanaskan rumah dan kebutuhan lainnya.
Mari kita coba untuk memahami secara spesifik peralatan ini, kelebihan dan kekurangannya. Dan juga apakah mungkin untuk membangun pabrik biogas secara mandiri dan apakah itu akan efektif.
Kekhasan produksi biogas
Biogas terbentuk sebagai hasil fermentasi substrat biologis. Ini diuraikan oleh hidrolisis, asam dan bakteri pembentuk metana. Campuran gas yang dihasilkan oleh bakteri mudah terbakar, karena mengandung persentase besar metana.
Dalam sifatnya, secara praktis tidak berbeda dari gas alam, yang digunakan untuk kebutuhan industri dan domestik.
Jika diinginkan, setiap pemilik rumah dapat membeli pabrik biogas untuk produksi industri, tetapi biayanya mahal, dan investasinya terbayar dalam 7-10 tahun. Karena itu, masuk akal untuk melakukan upaya dan membuat bioreaktor dengan tangan Anda sendiri
Biogas adalah bahan bakar yang ramah lingkungan, dan teknologi untuk produksinya tidak memiliki dampak khusus terhadap lingkungan. Selain itu, bahan limbah yang perlu dibuang digunakan sebagai bahan baku untuk biogas.
Mereka ditempatkan di bioreaktor, tempat pemrosesan berlangsung:
- biomassa telah terpapar bakteri selama beberapa waktu. Periode fermentasi tergantung pada volume bahan baku;
- sebagai hasil dari aktivitas bakteri anaerob, campuran gas yang mudah terbakar dilepaskan, yang meliputi metana (60%), karbon dioksida (35%) dan beberapa gas lainnya (5%). Juga, selama fermentasi dalam jumlah kecil, hidrogen sulfida yang berpotensi berbahaya dilepaskan. Ini beracun, sehingga sangat tidak diinginkan bagi orang-orang untuk terpapar padanya;
- campuran gas dari bioreaktor dibersihkan dan memasuki tangki gas, di mana ia disimpan sampai digunakan;
- gas dari tangki gas dapat digunakan dengan cara yang sama seperti gas alam. Dia pergi ke peralatan rumah tangga - kompor gas, boiler pemanas, dll.
- Biomassa yang membusuk harus secara teratur dikeluarkan dari fermentor. Ini adalah pekerjaan tambahan, tetapi upaya itu membuahkan hasil. Setelah fermentasi, bahan baku berubah menjadi pupuk berkualitas tinggi, yang digunakan di ladang dan kebun.
Pabrik biogas bermanfaat bagi pemilik rumah pribadi hanya jika ia memiliki akses konstan ke limbah dari peternakan. Rata-rata, dari 1 meter kubik. substrat dapat diperoleh 70-80 meter kubik. biogas, tetapi produksi gas tidak merata dan tergantung pada banyak faktor, termasuk suhu biomassa. Ini mempersulit perhitungan.
Tanaman biogas sangat ideal untuk petani. Limbah hewan dapat menyediakan gas yang cukup untuk pemanasan penuh tempat tinggal dan bangunan pertanian
Agar proses produksi gas menjadi stabil dan berkelanjutan, yang terbaik adalah membangun beberapa pabrik biogas, dan meletakkan substrat dalam fermentor dengan perbedaan waktu. Pabrik semacam itu beroperasi secara paralel, dan bahan baku dimuat di dalamnya secara berurutan.
Ini memastikan produksi gas yang konstan, sehingga dapat terus dipasok ke peralatan rumah tangga.
Idealnya, bioreaktor harus dipanaskan. Setiap 10 derajat panas menggandakan produksi gas. Meskipun pengaturan pemanasan memerlukan investasi, itu terbayar dengan efisiensi desain yang lebih besar
Peralatan biogas buatan rumah, dirakit dari bahan improvisasi, jauh lebih murah daripada pabrik produksi industri. Efektivitasnya lebih rendah, tetapi konsisten dengan dana yang diinvestasikan. Jika Anda memiliki akses ke pupuk kandang dan keinginan untuk melakukan upaya sendiri untuk perakitan dan pemeliharaan struktur, ini sangat bermanfaat.
Keuntungan dan kerugian sistem
Pabrik biogas memiliki banyak keuntungan, tetapi ada kekurangan yang cukup, jadi Anda harus menimbang semuanya sebelum memulai desain dan konstruksi:
- Mendaur ulang. Berkat pabrik biogas, Anda bisa mendapatkan manfaat maksimal dari sampah, yang masih harus dibuang. Pembuangan ini tidak berbahaya bagi lingkungan dibandingkan dengan TPA.
- Terbarukan bahan baku. Biomassa bukanlah batubara atau gas alam, ekstraksi yang menghabiskan cadangan sumber daya. Saat bertani, bahan baku muncul terus-menerus.
- Jumlah CO2 yang relatif kecil. Saat menerima gas, lingkungan tidak tercemar, tetapi ketika digunakan, sejumlah kecil karbon dioksida dilepaskan ke atmosfer. Itu tidak berbahaya dan tidak dapat secara kritis mengubah lingkungan, karena itu diserap oleh tanaman selama pertumbuhan.
- Pelepasan sulfur sedang. Ketika biogas dibakar, sejumlah kecil sulfur memasuki atmosfer. Ini adalah fenomena negatif, tetapi skalanya diketahui sebagai perbandingan: ketika membakar gas alam, polusi lingkungan dengan sulfur oksida jauh lebih besar.
- Pekerjaan yang stabil. Produksi biogas lebih stabil daripada panel surya atau kincir angin. Jika energi matahari dan angin tidak dapat dikendalikan, maka tanaman biogas bergantung pada aktivitas manusia.
- Anda dapat menggunakan beberapa pengaturan. Gas selalu berisiko. Untuk mengurangi potensi kerusakan jika terjadi kecelakaan, beberapa pabrik biogas dapat tersebar di seluruh lokasi. Jika Anda benar merancang dan merakit sistem beberapa fermentor, itu akan bekerja lebih stabil daripada satu bioreaktor besar.
- Manfaat untuk pertanian. Untuk mendapatkan biomassa, beberapa jenis tanaman ditanam. Anda dapat memilih yang memperbaiki kondisi tanah. Misalnya, sorgum mengurangi erosi tanah, meningkatkan kualitasnya.
Biogas memiliki kekurangannya. Meskipun ini adalah bahan bakar yang relatif bersih, masih mencemari atmosfer. Mungkin juga ada masalah dengan pasokan biomassa tanaman.
Pemilik pabrik yang tidak bertanggung jawab sering mendapatkannya dengan cara sedemikian rupa sehingga mereka mengeringkan lahan dan mengganggu keseimbangan ekologis.
Perhitungan profitabilitas instalasi
Sebagai bahan baku untuk produksi biogas, kotoran sapi biasanya digunakan. Seekor sapi dewasa dapat memberinya cukup untuk menyediakan 1,5 meter kubik. bahan bakar; babi - 0,2 meter kubik; ayam atau merangkak (tergantung pada berat badan) - 0,01-0,02 cbm. Untuk memahami apakah itu banyak atau sedikit, dapat dibandingkan dengan jenis sumber daya yang lebih akrab.
Galeri Gambar
Foto dari
Perangkat bioreaktor dari wadah plastik terisolasi
Transportasi yang nyaman untuk mengangkut substrat
Pabrik industri kompak
Pabrik biogas peternakan sapi perah
1 cbm biogas menyediakan jumlah energi panas yang sama dengan:
- kayu bakar - 3,5 kg;
- batubara - 1-2 kg;
- listrik - 9-10 kW / jam.
Jika Anda tahu perkiraan berat limbah pertanian yang akan tersedia di tahun-tahun mendatang, dan jumlah energi yang dibutuhkan, Anda dapat menghitung profitabilitas pabrik biogas.
Salah satu kelemahan utama dari produksi biogas adalah baunya. Kemungkinan menggunakan tumpukan kompos kecil adalah nilai tambah yang besar, tetapi Anda harus menanggung ketidaknyamanan dan mengontrol prosesnya dengan hati-hati agar tidak memicu penyebaran patogen.
Untuk peletakan dalam bioreaktor, disiapkan substrat, yang mencakup beberapa komponen dalam proporsi berikut:
- pupuk (sapi atau babi terbaik) - 1,5 t;
- limbah organik (dapat daun membusuk atau komponen lain dari asal tanaman) - 3,5 t;
- dipanaskan hingga 35 derajat air (jumlah air hangat dihitung sehingga massanya adalah 65-75% dari jumlah total bahan organik).
Perhitungan media dibuat untuk satu bookmark selama enam bulan, berdasarkan konsumsi gas sedang. Setelah sekitar 10-15 hari, proses fermentasi akan memberikan hasil pertama: gas akan muncul dalam jumlah kecil dan mulai mengisi penyimpanan. Setelah 30 hari, Anda dapat mengharapkan produksi bahan bakar penuh.
Peralatan untuk produksi biogas belum terlalu umum di negara kita. Ini sebagian besar disebabkan oleh kurangnya kesadaran masyarakat tentang manfaat dan fitur sistem biogas. Di Cina dan India, banyak peternakan kecil dilengkapi dengan kerajinan tangan untuk menyediakan bahan bakar bersih tambahan.
Jika pemasangan bekerja dengan benar, volume biogas akan meningkat secara bertahap hingga media meluruh. Produktivitas desain secara langsung tergantung pada tingkat fermentasi biomassa, yang pada gilirannya terkait dengan suhu dan kelembaban substrat.
Instruksi pembangunan sendiri
Jika tidak ada pengalaman dalam merakit sistem yang kompleks, masuk akal untuk memilih jaringan atau mengembangkan gambar paling sederhana dari pabrik biogas untuk rumah pribadi.
Semakin sederhana desainnya, semakin dapat diandalkan dan tahan lama. Kemudian, ketika ada keterampilan dalam membangun dan menangani sistem, akan dimungkinkan untuk membuat kembali peralatan atau memasang instalasi tambahan.
Dalam desain produksi industri yang mahal, sistem pencampuran biomassa, pemanasan otomatis, pemurnian gas, dll disediakan. Peralatan rumah tangga tidak begitu rumit. Lebih baik mengumpulkan instalasi sederhana, dan kemudian menambahkan elemen yang Anda butuhkan
Saat menghitung volume fermentor harus fokus pada 5 meter kubik. Instalasi ini memungkinkan Anda untuk mendapatkan jumlah gas yang dibutuhkan untuk memanaskan rumah pribadi dengan luas 50 meter persegi, jika boiler atau kompor gas digunakan sebagai sumber panas.
Ini adalah indikator rata-rata, seperti nilai kalor biogas biasanya tidak lebih tinggi dari 6000 kkal / m3.
Agar proses fermentasi berlangsung lebih atau kurang secara stabil, perlu untuk mencapai rezim suhu yang benar. Untuk melakukan ini, bioreaktor dipasang di lubang tanah atau insulasi termal yang dapat dipikirkan sebelumnya. Pemanasan konstan substrat dapat dipastikan jika pipa pemanas air ditempatkan di bawah pangkalan fermentor
Pembangunan pabrik biogas dapat dibagi menjadi beberapa tahap.
Tahap 1 - persiapan lubang untuk bioreaktor
Hampir seluruh pabrik biogas berada di bawah tanah, sangat tergantung pada bagaimana lubang itu digali dan selesai. Ada beberapa opsi untuk memperkuat dinding dan menyegel lubang - plastik, beton, cincin polimer.
Solusi terbaik adalah dengan membeli cincin polimer siap pakai dengan dasar kosong. Mereka akan menelan biaya lebih dari bahan improvisasi, tetapi penyegelan tambahan tidak akan diperlukan. Polimer sensitif terhadap tekanan mekanis, tetapi tidak takut terhadap kelembaban dan zat kimia yang agresif. Mereka tidak dapat diperbaiki, tetapi jika perlu mereka akan dengan mudah diganti.
Intensitas fermentasi substrat dan outlet gas tergantung pada persiapan dinding dan dasar bioreaktor, oleh karena itu, lubang tersebut diperkuat, diisolasi dan disegel dengan hati-hati. Ini adalah tahap pekerjaan yang paling sulit dan memakan waktu.
Tahap 2 - drainase gas
Pembelian dan pemasangan mixer khusus untuk pabrik biogas adalah kesenangan yang mahal. Sistem ini dapat dipermudah dengan mengatur drainase gas. Ini adalah pipa saluran pembuangan polimer yang dipasang secara vertikal di mana banyak lubang dibuat.
Saat menghitung panjang pipa drainase, seseorang harus dipandu oleh kedalaman pengisian bioreaktor yang direncanakan. Bagian atas pipa harus di atas level ini.
Untuk drainase gas, Anda dapat memilih pipa logam atau polimer. Yang pertama lebih kuat dan yang terakhir lebih tahan terhadap pengaruh kimia. Lebih baik memberikan preferensi ke polimer, karena logam dengan cepat berkarat dan membusuk
Anda dapat segera memasukkan media ke dalam bioreaktor yang sudah jadi. Ditutupi dengan film sehingga gas yang dilepaskan selama proses fermentasi berada di bawah sedikit tekanan. Ketika kubah siap, ini akan memastikan aliran biometana normal melalui pipa outlet.
Tahap 3 - pemasangan kubah dan pipa
Tahap akhir perakitan pabrik biogas paling sederhana adalah pemasangan top kubah. Pada titik tertinggi dari kubah, pipa gas buang dipasang dan ditarik ke pemegang gas, yang tidak bisa dikeluarkan.
Kapasitas bioreaktor ditutup dengan tutup yang rapat. Untuk mencegah pencampuran biometana dengan udara, lengkapi segel air. Ini juga berfungsi untuk memurnikan gas. Diperlukan untuk menyediakan katup pembuangan yang akan beroperasi jika tekanan di fermentor terlalu tinggi.
Baca lebih detail cara membuat biogas dari kotoran di bahan ini.
Ruang bebas bioreaktor sampai batas tertentu berfungsi sebagai penyimpanan gas, tetapi ini tidak cukup untuk operasi instalasi yang aman. Gas harus dikonsumsi terus-menerus, jika tidak, ledakan dari tekanan berlebihan di bawah kubah dimungkinkan
Metode untuk memanaskan bioreaktor
Mikroorganisme yang memproses substrat secara konstan berada dalam biomassa, namun, untuk reproduksi intensif mereka, suhu 38 derajat ke atas diperlukan.
Untuk pemanasan di musim dingin, Anda dapat menggunakan koil yang terhubung ke sistem pemanas di rumah, atau pemanas listrik. Metode pertama secara ekonomis lebih menguntungkan, oleh karena itu paling sering digunakan.
Tidak perlu menggali tanaman biogas ke dalam tanah, ada opsi lain untuk mengaturnya. Contoh sistem yang dirakit dari barel ditunjukkan dalam video di bawah ini.
Cara termudah adalah mengatur pemanasan dari bawah, meletakkan pipa dari sistem pemanas, tetapi efisiensi penukar panas semacam itu relatif rendah. Lebih baik melengkapi pemanasan eksternal, idealnya uap, agar biomassa tidak terlalu panas
Meskipun tidak ada yang rumit dalam merakit dan melengkapi peralatan biogas, Anda harus sangat memperhatikan detail. Kesalahan tidak diizinkan, karena dapat menyebabkan ledakan dan kehancuran. Kami menawarkan instruksi video yang akan membantu Anda memahami pengaturan perangkat, merakitnya dengan benar dan melengkapi dengan perangkat yang berguna untuk penggunaan biogas yang lebih nyaman.
Video tersebut menceritakan bagaimana pabrik biogas standar diatur dan bekerja:
Contoh tanaman biogas buatan sendiri. Tutorial video DIY tentang pengaturan sistem:
Instruksi video untuk merakit pabrik biogas dari per barel:
Deskripsi proses pembuatan mixer untuk substrat:
Penjelasan terperinci tentang pekerjaan penyimpanan gas darurat:
Betapapun sederhananya pabrik biogas yang dipilih untuk rumah pribadi, Anda sebaiknya tidak menyimpannya. Jika memungkinkan, lebih baik untuk membeli bioreaktor yang dapat dilipat untuk produksi industri.
Jika tidak, buatlah dari bahan berkualitas tinggi dan tahan lama: polimer, beton atau stainless steel. Ini akan menciptakan sistem pasokan gas yang benar-benar andal dan aman di rumah.
Punya pertanyaan tentang topik artikel, temukan kekurangan atau adakah informasi berharga yang dapat Anda bagikan dengan pembaca kami? Silakan tinggalkan komentar Anda, ajukan pertanyaan, berbagi pengalaman.