كيف تصنع مفاعل حيوي بيديك

تعليمات البناء الذاتي

إذا لم تكن هناك خبرة في تجميع الأنظمة المعقدة ، فمن المنطقي التقاط الشبكة أو تطوير أبسط رسم لمصنع غاز حيوي لمنزل خاص.

كلما كان التصميم أبسط ، كان أكثر موثوقية ومتانة. في وقت لاحق ، عندما تصبح مهارات التعامل مع البناء والنظام متاحة ، سيكون من الممكن تعديل المعدات أو تركيب تثبيت إضافي.

تشمل الهياكل باهظة الثمن للإنتاج الصناعي أنظمة خلط الكتلة الحيوية ، والتدفئة التلقائية ، وتنقية الغاز ، وما إلى ذلك. المعدات المنزلية ليست بهذه الصعوبة.من الأفضل تجميع عملية تثبيت بسيطة ، ثم إضافة العناصر التي يجب أن تظهر.

عند حساب حجم المخمر ، يجدر التركيز على 5 أمتار مكعبة. يتيح لك هذا التثبيت الحصول على كمية الغاز اللازمة لتدفئة منزل خاص بمساحة 50 مترًا مربعًا ، إذا تم استخدام غلاية أو موقد غاز كمصدر للحرارة.

هذا هو مؤشر متوسط ​​، لأن لا تزيد القيمة الحرارية للغاز الحيوي عادة عن 6000 كيلو كالوري / م 3.

لكي تستمر عملية التخمير بشكل مستقر إلى حد ما ، من الضروري تحقيق نظام درجة الحرارة الصحيح. للقيام بذلك ، يتم تثبيت المفاعل الحيوي في حفرة ترابية أو التفكير في عزل حراري موثوق مسبقًا. يمكن ضمان التسخين المستمر للركيزة عن طريق وضع أنبوب تسخين المياه أسفل قاعدة المخمر

بناء مصنع للغاز الحيوي يمكن تقسيمها إلى عدة مراحل.

المرحلة 1 - تحضير حفرة لمفاعل حيوي

يقع مصنع الغاز الحيوي بالكامل تقريبًا تحت الأرض ، لذلك يعتمد الكثير على كيفية حفر الحفرة والانتهاء منها. هناك عدة خيارات لتقوية الجدران وختم الحفرة - حلقات بلاستيكية ، خرسانية ، بوليمرية.

أفضل حل هو شراء حلقات البوليمر الجاهزة ذات قاع فارغ. سوف تكلف أكثر من المواد الخردة ، لكن الختم الإضافي غير مطلوب. البوليمرات حساسة للإجهاد الميكانيكي ، لكنها لا تخاف من الرطوبة والمواد العدوانية كيميائيًا. لا يمكن إصلاحها ، ولكن إذا لزم الأمر ، يمكن استبدالها بسهولة.

تعتمد شدة تخمير الركيزة وإخراج الغاز على تحضير جدران وأسفل المفاعل الحيوي ، لذلك يتم تقوية الحفرة وعزلها وإغلاقها بعناية. هذه هي أصعب مرحلة من مراحل العمل وتستغرق وقتا طويلا.

المرحلة 2 - ترتيب تصريف الغاز

يعد شراء وتركيب محرضات خاصة لمحطات الغاز الحيوي مكلفًا. يمكن تخفيض تكلفة النظام عن طريق تجهيز تصريف الغاز. إنها عبارة عن أنابيب مجاري بوليمر مثبتة رأسياً ، حيث تم عمل العديد من الثقوب.

عند حساب طول أنابيب الصرف ، يجب أن يسترشد المرء بعمق التعبئة المخطط للمفاعل الحيوي. يجب أن تكون قمم الأنابيب فوق هذا المستوى.

لتصريف الغاز ، يمكنك اختيار الأنابيب المعدنية أو البوليمرية. الأول أقوى ، في حين أن الأخير أكثر مقاومة للهجوم الكيميائي. من الأفضل إعطاء الأفضلية للبوليمرات ، لأن. المعدن سوف يصدأ ويتعفن بسرعة

يمكن تحميل الركيزة على الفور في المفاعل الحيوي النهائي. إنه مغطى بغشاء بحيث يكون الغاز المنطلق أثناء عملية التخمير تحت ضغط طفيف. عندما تكون القبة جاهزة ، فإنها ستضمن الإمداد الطبيعي للميثان الحيوي من خلال أنبوب المخرج.

المرحلة الثالثة - تركيب القبة والمواسير

المرحلة الأخيرة من تجميع أبسط معمل للغاز الحيوي هي تركيب القبة العلوية. في أعلى نقطة من القبة ، يتم تثبيت أنبوب مخرج الغاز وسحبه إلى خزان الغاز ، وهو أمر لا غنى عنه.

قدرة المفاعل الحيوي مغلقة بغطاء محكم. لمنع اختلاط الميثان الحيوي بالهواء ، تم تجهيز مانع تسرب الماء. كما أنه يعمل على تنقية الغازات. من الضروري توفير صمام تحرير يعمل إذا كان الضغط في المخمر مرتفعًا جدًا.

اقرأ المزيد حول كيفية صنع الغاز الحيوي من السماد في هذه المادة.

تؤدي المساحة الخالية للمفاعل الحيوي إلى حد ما وظائف تخزين الغاز ، لكن هذا لا يكفي للتشغيل الآمن للمصنع.يجب استهلاك الغاز باستمرار ، وإلا فإن الانفجار الناتج عن الضغط الزائد تحت القبة ممكن

مبادئ عامة

الغاز الحيوي منتج يتم الحصول عليه من تحلل المواد العضوية. في عملية التحلل / التخمير ، يتم إطلاق الغازات ، من خلال التجميع التي يمكنك تلبية احتياجات أسرتك. تسمى المعدات التي تتم فيها هذه العملية "مصنع الغاز الحيوي".

في بعض الحالات يكون إخراج الغاز مفرطًا ، ثم يتم تخزينه في خزانات غاز - لاستخدامه خلال فترة عدم كفاية الكمية. مع التنظيم السليم لعملية الغاز ، قد يكون هناك الكثير من الغاز ، ومن ثم يمكن بيع فائضه. مصدر آخر للدخل هو بقايا الطعام المخمرة. هذا سماد فعال وآمن للغاية - في عملية التخمير ، تموت معظم الكائنات الحية الدقيقة ، وتفقد بذور النباتات قدرتها على الإنبات ، ويصبح بيض الطفيل غير قابل للحياة. لتصدير هذه الأسمدة للحقول أثر إيجابي على الإنتاجية.

شروط إنتاج الغاز

تحدث عملية تكوين الغاز الحيوي بسبب النشاط الحيوي لأنواع مختلفة من البكتيريا الموجودة في النفايات نفسها. ولكن لكي "يعملوا" بنشاط ، فإنهم بحاجة إلى تهيئة ظروف معينة: الرطوبة ودرجة الحرارة. لإنشائها ، يتم بناء مصنع للغاز الحيوي. هذا عبارة عن مجموعة من الأجهزة ، أساسها مفاعل حيوي ، يحدث فيه تحلل النفايات ، مصحوبًا بتكوين الغاز.

تنظيم دورة معالجة السماد الطبيعي ومخلفات النباتات وتحويلها إلى غاز حيوي

هناك ثلاث طرق لمعالجة الروث وتحويله إلى غاز حيوي:

• الوضع النفسي. تتراوح درجة الحرارة في مصنع الغاز الحيوي من +5 درجة مئوية إلى +20 درجة مئوية. في ظل هذه الظروف ، تكون عملية التحلل بطيئة ، ويتكون الكثير من الغاز ، وتكون جودته منخفضة.
• ميزوفيليك.تدخل الوحدة هذا الوضع عند درجات حرارة تتراوح من +30 درجة مئوية إلى +40 درجة مئوية. في هذه الحالة ، تتكاثر البكتيريا الوسيطة بنشاط. في هذه الحالة ، يتم تكوين المزيد من الغاز ، تستغرق عملية المعالجة وقتًا أقل - من 10 إلى 20 يومًا.
• محبة للحرارة. تتكاثر هذه البكتيريا في درجات حرارة أعلى من + 50 درجة مئوية. العملية هي الأسرع (3-5 أيام) ، وإنتاج الغاز هو الأكبر (في ظل الظروف المثالية ، يمكن الحصول على 4.5 لتر من الغاز من 1 كجم من التسليم). يتم تقديم معظم الجداول المرجعية لعائد الغاز من المعالجة خصيصًا لهذا الوضع ، لذلك عند استخدام أوضاع أخرى ، فإن الأمر يستحق إجراء تعديل تنازلي.

أصعب شيء في نباتات الغاز الحيوي هو نظام المحبة للحرارة. يتطلب ذلك عزلًا حراريًا عالي الجودة لمحطة الغاز الحيوي والتدفئة ونظام التحكم في درجة الحرارة. ولكن عند الإخراج نحصل على أكبر قدر ممكن من الغاز الحيوي. ميزة أخرى للمعالجة المحبة للحرارة هي استحالة إعادة التحميل. يسمح لك الوضعان المتبقيان - محب للنفسية والوضعيات - بإضافة جزء جديد من المواد الخام المحضرة يوميًا. ولكن ، في الوضع المحبة للحرارة ، فإن وقت المعالجة القصير يجعل من الممكن تقسيم المفاعل الحيوي إلى مناطق تتم فيها معالجة حصته من المواد الخام ذات أوقات التحميل المختلفة.

مبدأ تشغيل المفاعل الحيوي

رسم تخطيطي لمصنع غاز حيوي يعمل المفاعل الحيوي على النفايات العضوية ، وبالتالي ، من أجل تشغيله المستمر ، فإن الوجود المستمر للسماد والنفايات الزراعية الأخرى ضروري. يعتبر الغاز الحيوي الذي ينتجه المصنع وقودًا نظيفًا بيولوجيًا ، ويشبه الغاز الطبيعي من حيث أدائه.

يتمثل عمل المفاعل الحيوي في معالجة النفايات العضوية وتحويلها إلى غاز وسماد. للقيام بذلك ، يتم تحميلها في خزان مفاعل حيوي ، حيث تقوم البكتيريا اللاهوائية بمعالجة الكتلة الحيوية. للحصول على التخمير المناسب ، يجب ألا يدخل الهواء الخزان. يعتمد وقت المعالجة على كمية النفايات المحملة. يتكون الغاز المنبعث من غاز الميثان 60٪ وثاني أكسيد الكربون 35٪. تشكل الشوائب الأخرى 5٪. يتم تنقية الغاز الناتج ثم يصبح جاهزًا للاستخدام في الأجهزة المنزلية.

متطلبات إضافية للمواد الخام

هناك مشكلة خطيرة تواجه المزارع التي قامت بتركيب معدات حديثة لإنتاج الغاز الحيوي وهي أن المواد الخام لا ينبغي أن تحتوي على شوائب صلبة ، حيث أن الحجر أو الجوز أو قطعة من الأسلاك أو اللوح الذي يدخل عن طريق الخطأ في الكتلة سوف يسد خط الأنابيب ويعطل البراز باهظ الثمن مضخة أو خلاط.

يجب أن يقال أن البيانات المقدمة حول الحد الأقصى لإنتاج الغاز من المواد الأولية تتوافق مع الظروف المختبرية المثالية. من أجل الاقتراب من هذه الأرقام في الإنتاج الحقيقي ، من الضروري مراعاة عدد من الشروط: الحفاظ على درجة الحرارة المطلوبة ، وخلط المواد الخام المطحونة بشكل دوري ، والمواد المضافة التي تنشط التخمير ، وما إلى ذلك. في التركيب المؤقت ، الذي تم تجميعه وفقًا لتوصيات المقالات حول "الحصول على الغاز الحيوي بيديك" ، بالكاد يمكنك الوصول إلى 20٪ من الحد الأقصى للمستوى ، ويمكن للمنشآت عالية التقنية تحقيق قيم تتراوح بين 60-95٪.

بيانات موضوعية بشكل كافٍ عن الحد الأقصى لإنتاج الغاز الحيوي لأنواع مختلفة من المواد الخام

الشركات المصنعة والنماذج

لقد أعددنا لمحة موجزة عن النماذج الأكثر شيوعًا للمصنعين الروس ، لأنها لا تختلف عن نظيراتها الأجنبية.

بالإضافة إلى ذلك ، تقدم بعض الشركات المصنعة قائمة كاملة بالمكونات المطلوبة لإنشاء مصنع غاز حيوي مستقل تمامًا ، بينما ينتج البعض الآخر مفاعلًا حيويًا وبعض الأجهزة ذات الصلة فقط.

بيوماش -20

يعتبر مصنع الغاز الحيوي من Klimov Design Bureau مناسبًا لمعالجة الروث / الروث بمحتوى رطوبة بنسبة 90٪ بوزن إجمالي من 300-700 كجم يوميًا مع إضافة مواد الفراش (بحد أقصى 20٪ من الوزن).

يتكون المفاعل الحيوي من البولي إيثيلين ، وبالتالي لا يحتاج إلى صيانة وإصلاح.

جنبا إلى جنب مع المفاعل ، يتم توفير حامل الغاز الرئيسي ومضخة لضخه (أقصى ضغط 2.8 ميجا باسكال). بفضل هذا الضغط العالي ، يمكن ضخ الغاز في أسطوانات الغاز العادية.

تشتمل المجموعة أيضًا على:

• مولد حراري بالغاز يولد 100 كيلو واط في اليوم ؛
• مولد كهربائي من الميثان بسعة 11 كيلو واط ؛
• مجموعة كاملة من المعدات لتسخين الهاضم ؛
• مجموعة كاملة من خطوط الأنابيب.

مسلسل "BIO"

تم تصميم هذه الوحدات المصنعة من قبل Agrobiogas لمعالجة السماد / الروث بوزن 10-350 طنًا في اليوم (حسب الطراز).

ميزة هذه السلسلة هي السعر المنخفض نسبيًا ، ومع ذلك ، يتم تضمين الحد الأدنى فقط من المعدات في الحزمة ، لذلك يجب شراء خزانات الغاز والمزيد بشكل منفصل.

سلسلة "SBG"

يتم إنتاج هذه السلسلة من مجمعات الغاز الحيوي بواسطة شركة Kirov SelkhozBioGaz.

بفضل النهج الفردي لكل عميل ، لا تقدم الشركة مجموعات جاهزة فحسب ، بل تقدم أيضًا تصنيع هذه المنتجات لظروف محددة.

يشمل نطاق النموذج منشآت قادرة على معالجة من 100 كيلوغرام إلى 1000 طن من الفضلات يوميًا.

تتضمن مجموعة التوصيل جميع المعدات اللازمة لنشر خط كامل لمعالجة السماد الطبيعي وتحويله إلى غاز وتنقية المنتج.

مسلسل "BUG"

تم إنتاج سلسلة من مصانع الغاز الحيوي "BUG" بواسطة اتحاد شركات "BMP". تتضمن هذه السلسلة مفاعلات حيوية صغيرة الحجم (0.5-12 م 3) مزودة بحوامل غاز بسعة 1-2 م 3.

لذلك ، فإن المشترين الرئيسيين لهذه السلسلة من مصانع الغاز الحيوي لإنتاج السماد الطبيعي والسماد الطبيعي هم مزارع صغيرة أو منازل بها عدد كبير من الطيور / الماشية.

مسلسل "BGR"

سلسلة من مصانع الغاز الحيوي "BGR" تنتجها شركة "BioGasRussia" الواقعة في يارانسك. أصغر وحدة من هذه السلسلة (BGR-12) قادرة على معالجة 500-900 كجم من الفضلات يوميًا ، ويبلغ حجم مفاعلها الحيوي 12 مترًا مكعبًا.

يتم التفاوض على حجم المفاعل وكتلة المدخول اليومي من السماد للنباتات الأكبر من هذه السلسلة بشكل فردي ، وبفضل ذلك يتلقى العميل جهازًا أو حتى مصنعًا يناسب احتياجاته على أفضل وجه.

كجزء من النباتات كبيرة الحجم ، يمكن تضمين كل من الهاضمات الرأسية والأفقية ، تتم مناقشة ذلك عند تقديم طلب.

بالإضافة إلى ذلك ، تقدم BioGasRussia مجموعة كاملة من المعدات الضرورية ، والتي بفضلها يمكن لمصنع الغاز الحيوي العمل في وضع مستقل تمامًا - دون الاتصال بشبكات الكهرباء أو الغاز.

طرق لتجهيز التركيب بالتدفئة

هناك عدة طرق لتركيب التدفئة في مفاعل حيوي.

• يتضمن أحدها توصيل المحطة بنظام التدفئة. يتم ذلك في شكل ملف. يجب أن يتم تركيبه تحت المفاعل.
• تتضمن الطريقة الأخرى تركيب عنصر تسخين كهربائي في قاعدة الخزان.
• طريقة أخرى لتنظيم التدفئة تتضمن استخدام أنظمة التدفئة الكهربائية لتسخين الخزان.

إذا كنت تستخدم أنظمة آلية لتنظيم التدفئة ، فسيتم تشغيل الجهاز دون مساعدتك عندما تدخل الكتلة الحيوية الباردة إلى المفاعل. عندما ترتفع درجة حرارة المواد الخام إلى درجة الحرارة المحددة ، سيتم إيقاف تشغيل نظام التسخين.

من أجل صنع مصنع غاز حيوي عالي الجودة بيديك ، من الضروري إعداد الرسومات قبل بدء العمل ، والتي تحتاج إلى التركيز عليها عند تنفيذ العمل. يمكن تركيب عناصر التسخين في غلايات الماء الساخن ، لذلك عليك الاهتمام بشراء معدات الغاز اللازمة.

من أجل زيادة كمية الغاز الحيوي المنتج ، بالإضافة إلى التدفئة ، يمكنك أيضًا تجهيز مصنعك بجهاز لخلط الكتلة الحيوية. للقيام بذلك ، سيتعين عليك قضاء بعض الوقت وإنشاء جهاز يعمل بنفس طريقة الخلاط المنزلي العادي. بمساعدة العمود ، سيتم تشغيله. يجب إخراج الأخير من خلال الفتحات الموجودة في الغطاء.

كيف تبني مفاعل حيوي (تركيب) بيديك

يمكن تجميع مصانع الغاز الحيوي التي تستخرج الغاز من السماد بيديك في موقعك الخاص. قبل تجميع مفاعل حيوي لمعالجة السماد ، يجدر رسم الرسومات ودراسة جميع الفروق الدقيقة بعناية ، لأن. يمكن أن تكون الحاوية التي تحتوي على كمية كبيرة من الغاز المتفجر مصدرًا لخطر كبير إذا تم استخدامها بشكل غير صحيح أو إذا كانت هناك أخطاء في تصميم التركيب.

مخطط الغاز الحيوي

يتم حساب قدرة المفاعل الحيوي على أساس كمية المواد الخام المستخدمة في إنتاج الميثان. من أجل أن تكون ظروف التشغيل مثالية ، يُملأ وعاء المفاعل بالنفايات على الأقل بمقدار الثلثين. لهذه الأغراض ، يتم استخدام حفرة عميقة. من أجل أن يكون الضيق عالياً ، يتم تدعيم جدران الحفرة بالخرسانة أو تدعيمها بالبلاستيك ، وأحيانًا يتم تثبيت حلقات خرسانية في الحفرة. يتم معالجة سطح الجدران بمحلول عازل للرطوبة. يعتبر الضيق شرطًا ضروريًا للتشغيل الفعال للتثبيت. كلما كانت الحاوية معزولة بشكل أفضل ، زادت جودة وكمية الغاز المنتج. بالإضافة إلى ذلك ، فإن منتجات الاضمحلال للنفايات سامة ، وفي حالة تسربها ، يمكن أن تكون ضارة بالصحة.

يتم تركيب محرك في حاوية النفايات. وهي مسؤولة عن خلط النفايات أثناء التخمير ، ومنع التوزيع غير المتكافئ للمواد الخام وتشكيل قشرة. بعد المحرض ، يتم تركيب هيكل تصريف في جهاز تغويز السماد ، مما يسهل إزالة الغاز في خزان التخزين ويمنع التسرب. من الضروري إزالة الغاز لأسباب تتعلق بالسلامة ، وكذلك لتحسين جودة الأسمدة المتبقية في المفاعل بعد اكتمال المعالجة. يتم عمل فتحة في الجزء السفلي من المفاعل لخروج المواد الخام المستهلكة. الفتحة مزودة بغطاء محكم بحيث تظل المعدات محكمة الإغلاق.

كيفية ضمان نشاط الكتلة الحيوية

للتخمير السليم للكتلة الحيوية ، من الأفضل تسخين الخليط. في المناطق الجنوبية ، تساهم درجة حرارة الهواء في بدء التخمير. اذا كان تعيش في في الشمال أو في الممر الأوسط ، يمكنك توصيل عناصر تسخين إضافية.

لبدء العملية ، هناك حاجة إلى درجة حرارة 38 درجة.هناك عدة طرق لتقديمها:

• ملف تحت المفاعل ، متصل بنظام التدفئة ؛
• عناصر التسخين داخل الخزان
• التسخين المباشر للخزان بالسخانات الكهربائية.

تحتوي الكتلة البيولوجية بالفعل على البكتيريا اللازمة لإنتاج الغاز الحيوي. يستيقظون ويبدأون النشاط عندما ترتفع درجة حرارة الهواء.

من الأفضل تسخينها بأنظمة التدفئة الأوتوماتيكية. يتم تشغيلها عندما تدخل الكتلة الباردة إلى المفاعل وتتوقف تلقائيًا عندما تصل درجة الحرارة إلى القيمة المطلوبة. يتم تثبيت هذه الأنظمة في غلايات تسخين المياه ، ويمكن شراؤها من متاجر معدات الغاز.

إذا قمت بتوفير تدفئة تصل إلى 30-40 درجة ، فستستغرق المعالجة من 12 إلى 30 يومًا. يعتمد ذلك على تكوين الكتلة وحجمها. عند التسخين إلى 50 درجة ، يزداد النشاط البكتيري ، وتستغرق المعالجة من 3 إلى 7 أيام. عيب هذه التركيبات هو التكلفة العالية للحفاظ على درجة حرارة عالية. إنها قابلة للمقارنة مع كمية الوقود المستلمة ، وبالتالي يصبح النظام غير فعال.

طريقة أخرى لتنشيط البكتيريا اللاهوائية هي خلط الكتلة الحيوية. يمكنك تثبيت الأعمدة في الغلاية بشكل مستقل وإخراج المقبض لتحريك الكتلة إذا لزم الأمر. لكن من الأنسب تصميم نظام آلي يمزج الكتلة دون مشاركتك.

ما هذا؟

يتم الحصول على الغاز الحيوي ، وهو وقود صديق للبيئة ، في وحدات الغاز الحيوي ، وهي عبارة عن مجموعة معقدة من الهياكل والأجهزة التقنية مجتمعة في دورة تكنولوجية واحدة.

يمكن أن تكون المجموعة الكاملة لمصنع الغاز الحيوي مختلفة ، اعتمادًا على سعتها ونوع المادة الخام والمنتج النهائي الذي يتم الحصول عليه في شكل طاقة حرارية أو كهربائية ، وكلا النوعين من الطاقة أو الغاز الحيوي المستخدم فقط في مواقد الغاز المنزلي وكوقود للسيارات.

يتكون التثبيت القياسي من المكونات والتجمعات التالية:

• خزان تخزين ، تتراكم فيه المواد الخام المستخدمة في إنتاج الغاز الحيوي ؛
• خلاطات ومطاحن ذات تصميمات مختلفة ، تقسم أجزاء كبيرة من المواد الخام إلى أجزاء أصغر ؛
• حامل الغاز ، حاوية محكمة الإغلاق تعمل كخزان للغاز الناتج ؛
• المفاعل أو الحاوية أو الخزان الذي تتم فيه عملية تكوين الوقود الحيوي ؛
• أنظمة لتزويد مفاعل المصنع بالمواد الخام ؛
• نظام نقل الوقود الناتج من المفاعل وحامل الغاز ، بالإضافة إلى مراحل المعالجة والتحويل إلى أنواع أخرى من الطاقة ؛
• أنظمة الأتمتة والحماية والتحكم لإنتاج الغاز ومنتجات معالجته.

يوضح الرسم البياني أعلاه بشكل تقليدي الدورة التكنولوجية لإنتاج الغاز الحيوي باستخدام المواد الخام السائلة والصلبة ، مع مزيد من المعالجة وإنتاج الطاقة الحرارية والكهربائية.

فوائد استخدام التكنولوجيا الحيوية

تقنية الحصول على الوقود الحيوي من مصادر طبيعية مختلفة ليست جديدة. بدأ البحث في هذا المجال في نهاية القرن الثامن عشر وتطور بنجاح في القرن التاسع عشر. في الاتحاد السوفيتي ، تم إنشاء أول مصنع للطاقة الحيوية في أربعينيات القرن الماضي.

لطالما استخدمت التقانات الحيوية في العديد من البلدان ، لكنها اليوم ذات أهمية خاصة.بسبب تدهور الوضع البيئي على كوكب الأرض وارتفاع تكلفة الطاقة ، يوجه الكثيرون أعينهم نحو مصادر بديلة للطاقة والحرارة.

تتيح تقنية معالجة الروث وتحويله إلى غاز حيوي تقليل كمية انبعاثات غاز الميثان الضارة في الغلاف الجوي والحصول على مصدر إضافي للطاقة الحرارية

بالطبع ، يعتبر السماد سمادًا ذا قيمة كبيرة ، وإذا كان هناك بقرتان في المزرعة ، فلا توجد مشاكل في استخدامه. شيء آخر هو عندما يتعلق الأمر بالمزارع ذات الماشية الكبيرة والمتوسطة ، حيث يتم تكوين أطنان من المواد البيولوجية المتعفنة والنتنة كل عام.

لكي يتحول الروث إلى سماد عالي الجودة ، هناك حاجة إلى مناطق ذات نظام درجة حرارة معين ، وهذه تكاليف إضافية. لذلك ، يقوم العديد من المزارعين بتخزينه عند الضرورة ، ثم نقله إلى الحقول.

اعتمادًا على حجم المواد الخام التي يتم إنتاجها يوميًا ، يجب تحديد أبعاد التركيب ودرجة التشغيل الآلي.

في حالة عدم مراعاة ظروف التخزين ، يتبخر ما يصل إلى 40٪ من النيتروجين والجزء الرئيسي من الفوسفور من السماد الطبيعي ، مما يؤدي إلى تفاقم مؤشرات الجودة بشكل كبير. بالإضافة إلى ذلك ، يتم إطلاق غاز الميثان في الغلاف الجوي ، مما يؤثر سلبًا على الوضع البيئي للكوكب.

تجعل التقانات الحيوية الحديثة من الممكن ليس فقط تحييد الآثار الضارة للميثان على البيئة ، ولكن أيضًا لجعله يخدم مصلحة الإنسان ، مع استخلاص فوائد اقتصادية كبيرة.نتيجة لمعالجة الروث ، يتم تكوين الغاز الحيوي ، والذي يمكن من خلاله الحصول على آلاف كيلووات من الطاقة ، وتعتبر نفايات الإنتاج سمادًا لاهوائيًا ذا قيمة كبيرة.

إيجابيات وسلبيات الطريقة البيولوجية

يعد تصميم مصانع الغاز الحيوي مرحلة مسؤولة ، لذلك ، قبل اتخاذ القرار النهائي ، من الأفضل الموازنة بين إيجابيات وسلبيات هذه الطريقة.

تشمل مزايا هذا الإنتاج ما يلي:

1. الاستخدام الرشيد للنفايات العضوية. بفضل التثبيت ، من الممكن تنفيذ ما يمكن أن يكون مجرد قمامة تلوث البيئة.
2. عدم استنفاد المواد الخام. سوف ينفد الغاز الطبيعي والفحم عاجلاً أم آجلاً ، ولكن بالنسبة لأولئك الذين لديهم اقتصادهم الخاص ، ستظهر النفايات الضرورية باستمرار.
3. كمية صغيرة من ثاني أكسيد الكربون. يتم إطلاقه في الغلاف الجوي عند استخدام الغاز الحيوي ، لكن ثاني أكسيد الكربون لا يمكن أن يؤثر سلبًا على الوضع البيئي.
4. التشغيل الفعال والمتواصل لمصانع الغاز الحيوي. على عكس المجمعات الشمسية أو طواحين الهواء ، لا يعتمد إنتاج الغاز الحيوي على الظروف الخارجية.
5. تقليل المخاطر من خلال استخدام تركيبات متعددة. تمثل المفاعلات الحيوية الكبيرة دائمًا تهديدًا كبيرًا ، ولكن يمكن القضاء عليها عن طريق صنع نظام من العديد من المخمرات.
6. الحصول على سماد عالي الجودة.
7. وفورات صغيرة في الطاقة.

ميزة أخرى هي الفائدة المحتملة لحالة التربة. تُزرع بعض النباتات في الموقع خصيصًا للكتلة الحيوية. في هذه الحالة ، يمكنك اختيار تلك التي يمكنها تحسين جودة التربة. ومن الأمثلة على ذلك الذرة الرفيعة التي تقلل من تآكلها.

كل نوع من المصادر البديلة له عيوبه. مصانع الغاز الحيوي ليست استثناء. الجانب السلبي هو:

• زيادة مخاطر المعدات ؛
• تكاليف الطاقة اللازمة لمعالجة المواد الخام ؛
• ناتج غاز حيوي ضئيل بسبب الحجم الصغير للأنظمة المحلية.

أصعب شيء هو صنع مصنع غاز حيوي مصمم للنظام الأكثر كفاءة والمحبة للحرارة. التكاليف في هذه الحالة ستكون خطيرة. من الأفضل ترك هذا التصميم لمصانع الغاز الحيوي للمحترفين.

ما هي الشروط التي يجب أن يخلقها التثبيت الحيوي؟

أهم الشروط التي توفر أكثر الظروف راحة لنشاط الميثانوجينات هي:

• نقص إمدادات الأكسجين (ضيق) ؛
• درجة حرارة ثابتة تتوافق مع نوع العمليات التي تحدث في المفاعل ؛
• تدفق قابل للتعديل من المواد الطازجة ؛
• إزالة قابلة للتعديل من الغاز والنفايات بشكل منفصل للكسور السائلة والصلبة ؛
• الخلط المنتظم للمحتويات ، مما يمنع الانفصال إلى الأجزاء الصلبة والسائلة.

يجب الجمع بين الضيق وإمكانية صيانة وإصلاح المساحة الداخلية ، لأن محتويات المفاعل الحيوي مواد شديدة العدوانية.

لإنشاء درجة حرارة كافية ، والتي في معظم الحالات تتجاوز بدرجة كبيرة درجة الحرارة الخارجية ، يتم عزل أجهزة الهضم وتجهيزها بعناصر تسخين.

من أجل أن يكون إنتاج الميثان على مستوى عالٍ ، من الضروري إزالة نفايات هذه العملية في الوقت المناسب ، أي المياه الصناعية والحمأة (السابروبيل). يتم ذلك باستخدام الأنابيب والأختام الهيدروليكية أو غيرها من وسائل القفل التي تمنع خروج الغاز المتولد.

يتم التقليب ميكانيكيًا ، مما يؤدي إلى تحويل محتويات جهاز الهضم بالكامل إلى حركة دائرية ورأسية ، ونتيجة لذلك تختلط الطبقات المنفصلة ذات الكثافة المختلفة وتشكل طبقة واحدة مع نفس محتوى الرطوبة في أي منطقة.

ما هو الغاز الحيوي وكيف يمكن استخدامه؟

يعرف أصحاب قطع الأراضي المنزلية أنه من خلال تجميع أي مواد خام نباتية وفضلات الطيور والسماد الطبيعي ، يمكنك بعد فترة من الحصول على سماد عضوي ذي قيمة. لكن قلة منهم يعرفون أن الكتلة الحيوية لا تتحلل من تلقاء نفسها ، ولكن تحت تأثير البكتيريا المختلفة.

تقوم هذه الكائنات الدقيقة بمعالجة الركيزة البيولوجية ، وهي تطلق نفايات ، بما في ذلك خليط الغازات. معظمه (حوالي 70٪) عبارة عن غاز الميثان - وهو نفس الغاز الذي يحترق في مواقد المواقد المنزلية وغلايات التدفئة.

إن فكرة استخدام مثل هذا الوقود البيئي لتلبية الاحتياجات المنزلية المختلفة ليست جديدة. تم استخدام أجهزة لاستخراجها في الصين القديمة. تم استكشاف إمكانية استخدام الغاز الحيوي من قبل المبتكرين السوفييت في الستينيات من القرن الماضي. لكن التكنولوجيا شهدت انتعاشًا حقيقيًا في أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين. في الوقت الحالي ، تُستخدم مصانع الغاز الحيوي بنشاط في أوروبا والولايات المتحدة الأمريكية للتدفئة المنزلية والاحتياجات الأخرى.

حجم المفاعل الحيوي الموصى به

لتحديد الحجم المطلوب للمفاعل لمعالجة الكتلة الحيوية ، من الضروري حساب كمية السماد المنتج خلال اليوم. من الضروري مراعاة نوع المواد الخام المستخدمة ونظام درجة الحرارة الذي سيتم الحفاظ عليه في التثبيت. يجب ملء الخزان المستخدم بنسبة 85-90٪ من حجمه. نسبة الـ 10٪ المتبقية ضرورية لتراكم الغاز البيولوجي الذي تم الحصول عليه.

تؤخذ مدة دورة المعالجة بالضرورة في الاعتبار. عند الحفاظ على درجة الحرارة عند + 35 درجة مئوية ، تكون 12 يومًا. يجب ألا ننسى أن المواد الخام المستخدمة مخففة بالماء قبل إرسالها إلى المفاعل. لذلك ، يتم أخذ كميتها في الاعتبار قبل حساب حجم الخزان.