Biodigester, za kaj gre, vrste, prednosti, slabosti

A Biodigester Gre za zaprti rezervoar, kjer se iz anaerobne fermentacije organske snovi nastajajo na plin in organsko gnojilo metana in organska gnojila. Biološka podlaga je razgradnja organske snovi z delovanjem bakterij s hidrolizo, zakisanjem, acetagenezo in metanogenezo.

BioDigester zagotavlja potrebne kontrolirane pogoje za postopek biodigenja. Po tem postopku jih dobimo kot končni proizvodi BioNas (metan, ogljikov dioksid, dušik in sulfidna kislina), biosol (trdno gnojilo) in biol (tekoče gnojilo).

Sistem bioplina. Vir: Renergon International AG [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licence/by-sa/3.0)]

Osnovno delovanje se začne od dodajanja organskih odpadkov in vode v hermetično posodo, v kateri se ustvari anaerobni postopek fermentacije. Nato se bioplin ekstrahira za skladiščenje, neposredno uporabo ali kot gnojilo.

Tri osnovne vrste biodigesterjev glede na njihov tovorni sistem so prekinjene, polkončne in neprekinjene. Diskontinuirani biodigesterji so napolnjeni z organskimi odpadki samo enkrat v vsakem proizvodnem procesu, nato pa se gnojilo izvleče za začetek drugega cikla.

Tisti iz semimintino obremenitve se naložijo v rednih obdobjih z ekstrahiranjem količine gnojila, enakovredne. Neprekinjeni sistemi so industrijske obrate s trajno obremenitvijo organske snovi, pa tudi ekstrakcija bioplina in gnojil.

Med prednosti biodigesterjev omogočajo pravilno ravnanje z organskimi odpadki, jih reciklirati in zmanjšati okoljska tveganja. Poleg tega nastajajo energija (bioplina) in organska gnojila, kar ustvarja ekonomsko in okoljsko vrednost.

Vendar pa obstajajo tudi nekatere pomanjkljivosti, kot so poraba vode, težava pri ohranjanju ustrezne ravni temperature in prisotnosti škodljivih snovi (sulfid, siloksenska kislina). Poudarja tudi kopičenje surovin v bližini območja in tveganj za eksplozijo.

Domače biodigester lahko iz kuhinje zgradimo z nizkimi stroški in predelanimi organskimi odpadki. Za to so med drugim potrebni le hermetični pokrov in nekaj vodovodnih materialov (PVC cevi, gesla).

V širšem obsegu je na podeželju najbolj ekonomičen in razmeroma enostaven gradbeni sistem klobas. Ta sistem je v bistvu sestavljen iz zaprte vrečke iz polietilena in z ustreznimi povezavami.

[TOC]

Za kaj je

- Obdelava in recikliranje organskih odpadkov

Biodigesterji so zelo koristne tehnološke alternative v okviru optike trajnostnega ravnanja z ekološkimi odpadki in proizvodnji obnovljivih virov energije. Na primer, nudijo alternativo za recikliranje trdnih in tekočih organskih odpadkov, ki se za biodigester pretvorijo v surovine.

Tako recikliranje organskih odpadkov zmanjšuje njihov vpliv onesnaževanja in prihrani prihranke pri njihovem ravnanju. Biodigesterji se uporabljajo za čiščenje odpadne vode, predelavo ekoloških odpadkov ter kmetijske in živine.

- Proizvodnja bioplina in biofertilizarjev

Anaerobni postopek prebave ustvarja kot izdelki za biopline in organska gnojila.

Bioplin

BioNas ima približno 60% plina metana, ki je gorivo z visoko kalorično energijo in se lahko uporablja za proizvodnjo energije. Uporablja se lahko za kuhanje, proizvodnjo električne energije (plinske turbine), premikanje motorjev ali toploto.

Biofertilizantes

Biofertilizatorji, ki so posledica biodigesteros, dobimo v stanju (biosol) in tekočini (BIOL) z visoko stopnjo makro in mikrohranil. Iz biola jih lahko dobimo v izolacijskih osnovnih makrohranili (fosfor, dušik in kalij) z ultrafiltracijskimi procesi in reverzno osmozo. 

BIOL vsebuje pomembne količine uporabnih rastnih hormonov za razvoj rastlin, kot so indol-ocetna kislina, gibberelini in citokinini.

Kako deluje

Biodigester deluje tako, da ustvari postopek kolesarjenja z anaerobno prebavo, od razpada hidrirane organske snovi in ​​v odsotnosti zraka. To se zgodi s postopkom fermentacije, ki ima glavne izdelke metan plin (CH4) in ogljikov dioksid (CO2).

- Biodigester in agitacijska obremenitev

Izvede se skozi rezervoar za obremenitev, ki je sestavljen iz nahajališča, v katerem je organska snov pripravljena za dodajanje tovorne cevi v biodigester.

Organska snov in obdelava obremenitve

BioDigester je treba občasno hraniti z zadostno organsko snovjo in vodo za njegovo obremenitev. V tem smislu je treba za kopičenje proizvedenega plina ostati 25% prostornine prostega biodigestra.

Vrsta in kakovost organske snovi bosta vplivala tudi na produktivnost in uporabo ali ne trdnih in tekočih ostankov kot gnojilo. Nekateri organski odpadki lahko povzročijo težave v procesu fermentacije, kot so ostanki sadja citrusov, ki lahko medij preveč zakisajo.

Lahko vam služi: tropski moker gozd

Material je treba zdrobiti ali zmanjšati na najnižjo možno velikost, za lažje fermentacijo in zmes pa mora vsebovati 75% vode in 25% organske snovi. Občasno ga je treba vznemirjati, da se zagotovi homogenost procesa fermentacije v mešanici.

Temperaturni in zadrževalni čas

Čas zadrževanja organske snovi v biodigesterju za dosego njegove skupne fermentacije bo odvisen od vrste tega in temperature. Pri višji sobni temperaturi bo hitrejša fermentacija (na primer pri 30 ° C lahko traja približno 20 dni, da napolnite biodigester).

- Anaerobna prebava

Anaerobna prebava. Vir: Tilley, e., Ulrich, l., Lüthi, c., Reymond, ph., Zurbrügg, c. [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licence/by-sa/3.0)]

V procesu delujejo bakterije, ki zahtevajo ustrezne okoljske razmere, kot so odsotnost zraka, temperature, večje od 20 ° C (idealno 30-35 ° C) in ne zelo kisli medij. V teh pogojih so razvite tri faze:

Hidroliza

V tem procesu delujejo hidrolitne bakterije, ki izločajo zunajcelične encime. Zato so razčlenjene zapletene verige ogljikovih hidratov, beljakovin in lipidov v topnih manjših kosih (sladkorji, aminokisline in maščob).

Zakisanje ali fermentacijska stopnja

Topne spojine prejšnje faze se fermentirajo na hlapne maščobne kisline, alkohole, vodik in CO2.

Acetanogeneza

Acetoogene bakterije se začnejo igrati, ki oksidirajo organske kisline kot vir ogljika. Ustvarjajo ocetno kislino (CH3COOH), vodik (H2) in ogljikov dioksid (CO2), neprijetni vonji pa nastanejo zaradi prisotnosti sulfidne kisline.

Tvorba metana ali metanogena faza

V zadnji fazi delujejo metanogene bakterije, ki razgradijo produkte acetonogeneze, ki ustvarjajo metan. V naravi te bakterije delujejo v močvirjih, vodnih okoljih in v želodcu prežvekov.

Na koncu te faze mešanica vsebuje metan (45 do 55%), ogljikov dioksid (40 do 50%), dušik (2 do 3%) in sulfidne kisline (1,5 do 2%).

- Izpust iz biodigestra

Stopnja proizvodnje bioplina in gnojila je odvisna od biodigesterja tipa, organske snovi, ki jo hrani in temperaturo. Bioplin se kopiči v zgornjem delu biodigesterja in se izvlečejo po cevi za shranjevalne nahajališča.

Ko je fermentacija končana, se blato izvleče (mešanica trdnih snovi in ​​tekočine) s cevmi. Izcedek nastane z načelom komunikacijskega plovila, torej pri nalaganju novega materiala tlak naredi presežek iz nasprotne strani.

Delež med količino vnesene snovi (organski odpadki in voda) in izhodnim izdelkom (biosol in biol) je skoraj 1: 0,9. To je enakovredno 90 -odstotnemu donosu, kjer najvišji delež ustreza BIOL (tekoči).

- Bioplin: čiščenje

Proizvedeni plin je treba očistiti, da se odstrani ali zmanjša vsebnost sulfida in vodne kisline z uporabo pasti za lov obeh spojin. To je potrebno za zmanjšanje tveganja poškodb opreme s korozivno močjo teh komponent.

Vodna past

Voda, ki jo vleče bioplin, obori, ko se cev odpre v večji prostor in plin nadaljuje z drugo zožitvijo. Ta cev vodi do široke in hermetične posode, ki vsebuje vodo, ki jo pozneje na dnu izvleče s tipko za čiščenje.

Pasti za sulfhidrično kislino

Postopek za ekstrakcijo sulfiderične kisline iz bioplina je podoben postopku vodne pasti, vendar mora pasti, prepletena v poti cevi. Ko bioplin prečka železno ležišče, sulfidna kislina reagira s tem in obori.

- Gnojilo: ločitev in kompostiranje

Mešanica biosola in biola je v postopku dekantacije, da bi ločila obe komponenti. Biosol se lahko uporablja sam ali sledite postopku kompostiranja za kasnejšo uporabo kot trdno gnojilo.

BIOL se uporablja kot tekočino ali dodano listno gnojilo v namakalni vodi, zato je zelo uporaben v hidroponskih sistemih.

Fantje

Proizvodnja bioplina v Nemčiji. Vir: Volker Thies (Asdrubal) [CC BY-SA 3.0 (http: // creativeCommons.Org/licence/by-sa/3.0/]]

Biodigesterji so razvrščeni glede na njihovo periodičnost obremenitve in strukturne oblike. Za njegovo periodičnost naboja imamo:

- Diskontinuirano

Diskontinuiran sistem oz Serija Sestavljen je iz hermetičnega rezervoarja, ki je poln in se ne naloži več, dokler ne preneha proizvajati bioplina. Plin se kopiči v plavajočem kolektorju, pritrjenem na vrhu rezervoarja (ganometer).

Ta vrsta biodigestra se uporablja, kadar je razpoložljivost organskih odpadkov prekinjena.

- Polkontinuiran

Za razliko od diskontinuiranega sistema se obremenitve in izpusti izvajajo v določenih pogojih med postopkom proizvodnje bioplina. Glede na njegov konstruktivni sistem obstajajo tri osnovne vrste:

Lahko vam služi: naravni viri iz Argentine

Biodigestor Globe ali Salchicha

Imenuje se tudi tajvanski in je sestavljen iz betonskega grob, prevlečenega z ravnim, kjer je nameščena polietilenska vrečka ali valj. To vrečko je treba namestiti priključke za vnos organskih odpadkov in proizvodnjo bioplina.

Valj je napolnjen z vodo in zrakom, nato pa se doda obremenitev organskih odpadkov.

Fiksni biodigesterji kupole

To je tako imenovani kitajski biodigester in je sestavljen iz podzemnega rezervoarja, zgrajenega v opeki ali betonu. Rezervoar je navpični cilinder s konveksnimi ali zaobljenimi konci in ima sistem za nalaganje in drug praznik.

Bioplin se kopiči v prostoru, vzpostavljenem v ta namen pod zgornjo kupolo. Biodigester deluje s spremenljivim tlakom bioplina glede na svojo proizvodnjo.

Plavajoči kupoli Biodigester

Imenovan hindujski biodigester, sestavljen iz podzemnega valjastega rezervoarja s sistemom za nakladanje in razkladanje. Vgrajena je v opeko ali beton, v zgornjem delu.

Blezerni garnitura, pokrit s plavtimi ali nerjavnimi jeklenimi plovci na mešanici, zahvaljujoč nakopičenemu bioplinu. Ima prednost, da vzdržuje stalen tlak plina.

Nato se gasometer dvigne in pade, odvisno od stopnje mešanja in količine bioplina. Zato so potrebne stranske tirnice ali osrednja vodnik, ki se izogne ​​trenju s stenami.

- Neprekinjeno

V tem primeru je nalaganje in odvajanje biodigesterja neprekinjen postopek, zato zahteva trajno razpoložljivost organskih odpadkov. So veliki industrijski sistemi, ki se običajno uporabljajo za predelavo odplak skupnosti.

Za to se uporabljajo sistemi za zbiranje rezervoarjev, bombe za biodigesterje in ekstrakcija gnojil. Bioplin je podvržen filtrirni in distribuiranem sistemu s stiskanjem, da se zagotovi njena distribucija uporabnikom.

Prednosti

Recikliranje in onesnaževanje

Namestitev biodigestra omogoča recikliranje organskih odpadkov, s čimer se zmanjša onesnaževanje z okoljem in pridobi koristne izdelke. V primeru podeželskega okolja je še posebej pomembno za upravljanje živalskih izločkov v živinoreji.

Pridobivanje bioplina

BioNas predstavlja učinkovit in ekonomičen vir energije, predvsem na področjih, kjer razpoložljivost drugih virov energije ni dostopna. V podeželskih območjih ekonomsko depresivnih držav je kuhana z drvami, kar vpliva na okolje.

Razpoložljivost bioplina lahko pomaga zmanjšati povpraševanje po drvu in zato pozitivno vpliva na ohranjanje biotske raznovrstnosti.

Proizvodnja gnojil

Z biodigesterji dobimo trdna organska gnojila (biosol) in tekočine (BIOL). Ta gnojila imajo nižji vpliv na okolje in zmanjšujejo stroške proizvodnje kmetijstva.

Zdravje

Z omogočanjem ustreznega ravnanja z organskimi odpadki se tveganja, ki jih predstavljajo za zdravje, zmanjšajo. Ugotovljeno je bilo, da 85% patogenov ne preživi procesa biodigestike.

Na primer, fekalne koliforme pri 35 ° C se zmanjšajo za 50 in 70%, glive pa za 95% v 24 urah. Zato se zaradi zaprtega postopka slabi vonji zmanjšajo.

Slabosti

Razpoložljivost vode

Sistem je zahteven glede na razpoložljivost vode, saj je potrebna mešanica. Po drugi strani mora biti biodigester blizu vira surovin in potrošniškemu mestu bioplina.

Temperatura

Biodigester mora ohraniti konstantno temperaturo blizu 35 ° C in v območju med 20 in 60 ° C. Zato bo morda potreben zunanji toplotni prispevek.

Damous by -proizvodi

Pojavi se lahko sulfhidrična kislina (H2), ki je strupena in jedska ter silikonska silikon, ki ga vsebujejo kozmetični proizvodi, in v mešanici organskih odpadkov. Ti siloksenovi ustvarjajo sio2 (silicijev dioksid), ki je abraziven za stroje in komponente.

Prisotnost in koncentracija le -teh s proizvodi sta odvisna od uporabljenih surovin, deleža vode in trdne podlage med drugimi dejavniki.

Kopičenje odpadkov

Odpadke v bližini biodigesterja je treba kopičiti, kar prinaša z IT logistiko in zdravstvenimi težavami, ki jih je treba rešiti.

Eksplozijska tveganja

Ker je sistem, ki ustvarja gorivni plin, pomeni določeno tveganje za eksplozije, če ne sprejemajo ukrepe.

Stroški

Čeprav je vzdrževanje in upravljanje biodigesterja razmeroma ekonomsko, so lahko začetni stroški namestitve in gradnje razmeroma visoki

Vam lahko služi: diastrofizem: vzroki, vrste, posledice

Kako narediti domač biodigester

Domač biodigester. Vir: Kevisooryan [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licence/by-sa/4.0)]

Biodigester zahteva kot osnovni elementi in fermentacijski rezervoar, nalaganje in raztovarjanje cevi s svojimi ključi. Poleg tega so potrebna nahajališča za bioplin in gnojila.

Pomembno je upoštevati, da mora biti celoten sistem hermetiko, da se izognete puščanju plina. Po drugi strani mora biti sistem zgrajen z nerjavnimi materiali, kot sta PVC ali nerjavno jeklo.

- Fermentacijski rezervoar

Uporabite lahko tonge ali plastično rezervoar, katere zmogljivost bo odvisna od količine organskih odpadkov, ki jih je treba predelati. Ta nahajališče mora imeti hermetični pokrov ali, če tega ne uspe, mora biti pokrov zapremna z visokimi temperaturami, odpornim na plastično lepilo.

Rezervoar mora imeti štiri luknje in vse objekte, ki jih izvajajo v njih.

LID nalaganje

Ta luknja je v središču pokrova rezervoarja, mora imeti vsaj 4 centimetre in namestiti sanitarno pokrov z nitjo. Ta vtič bo priključen na 4 -palčno PVC cev, ki bo navpično vstopila v rezervoar do 10 cm pred dnom.

Ta vnos bo služil za nalaganje organskih odpadkov, ki so bili prej zdrobljeni ali zdrobljeni.

Luknja 1 odtoka odtokov

Pomembno si je zapomniti, da mora biti 25% prostora za rezervoar za nabiranje plina ostati prost, zato je treba na tej ravni odpreti luknjo. V tem vrtanju bo adapter za rezervoar nameščen z 2 -palčnim segmentom PVC cevi, dolžine 15 cm s prehodnim ključem.

Ta odtok je omogočiti izhod supernatantnega biola, ko rezervoar napolni s pokrovom obremenitve. BIOL mora biti shranjen v ustreznih posodah za nadaljnjo uporabo.

Odtočna luknja 2

Ta drugi odtok mora iti na dno rezervoarja, da izvleče najgostejši del fermentiranega izdelka (Biosol). Z geslom bo uporabljen tudi 2 -palčni segment PVC cevi, dolga 15 cm.

Izhod iz bioplina

Na pokrov rezervoarja se bo odprla 1/2 palčna luknja za namestitev PVC cevi z enakim premerom z uporabo rezervoarja. Ta cev bo imela na izhodu ključ.

- Sistem izhoda in čiščenja bioplina

Izhodna cev bioplina mora biti dolga vsaj 1,5 m, da lahko v svoji poti presežeta ekstrakcijo vode in sulfidne kisle sisteme. Potem lahko to cev po potrebi podaljšate za prenos plina na njegovo skladiščenje ali uporabo.

Ekstrakcija vode

Za odstranitev vode je treba cev prekiniti pri 30 cm, da se preseže plastično ali stekleno posodo s hermetičnim pokrovom. Cev za prenos plina mora imeti izpeljavo s pomočjo T priključka, tako da plin prodre v posodo.

Na ta način plin napolni posodo, voda kondenzira in plin sledi svoji poti skozi cev.

Ekstrakcija sulfhidrične kisline

Po vodni pasti se v naslednjih 30 cm segment 4 -palčne cevi prepleta skozi ustrezna zmanjšanja. Ta segment mora biti napolnjen z železnimi čipi ali komercialnimi kovinskimi gobicami.

Sulfhidric kislina bo reagirala s kovino in oborino, medtem ko bo bioplin nadaljeval pot do zabojnikov ali uporabo mesta.

Reference

1. Aparcana-Robles S Y Jansen A (2008). Študija o vrednosti gnojila proizvodov anaerobnega fermentacijskega procesa za proizvodnjo bioplina. Germna Profec. 10 str.
2. Corona-Zúñiga I (2007). Biodigesterji. Monografija. Inštitut za osnovne znanosti in inženiring, avtonomna univerza v zvezni državi Hidalgo. Reforma Mineral, Hidalgo, Mehika. 64 str.
3. ManyI-Loh C, Mamphweli S, Meyer E, Okoh A, Makaka G in Simon M (2013). Anaerobna prebavna mikrobna mikrobna (biodige) kot pristop k dekontaminaciji živali Wast. International Journal of Environmental Research and Public Health 10: 4390-4417.
4. Olaya-Arboleda in in González-Salcedo Lo (2009). Osnove za oblikovanje biodigestra. Modul za temo kmetijskih konstrukcij. Fakulteta za inženirstvo in upravo, Nacionalna univerza v Kolumbiji, sedež Palmira. Palmira, Kolumbija. 31 str.
5. Pérez-Medel JA (2010). Študij in oblikovanje biodigestra za uporabo pri majhnih kmetih in mlečnih izdelkih. Spomin. Oddelek za strojništvo, Fakulteta za fizične in matematične vede, Univerza v Čilu. Santiago de Čile, Čile. 77 str.
6. Yen-Phi VT, Clemens J, Rembenburg A, Vinneras B, Lenßen C in Kistemann T (2009). Higienski učinki in proizvodnja plina plastičnih bio-digezatorjev pod tropskimi kondicijami. Journal of Water and Health 7: 590-596.