家気候システム

DIYのバイオ発電機。肥料からのバイオガス。バイオガスと従来の燃料の比較

バイオガスはまったく新しいエネルギー源です。これを使えば、嫌な電気料金のことを忘れることができます。

バイオガスの最も単純な例は、肥料やその他の家庭廃棄物が腐ったときに放出されるガスです。

自分の手でバイオガスプラントを作るにはどうすればよいですか？

自分の手でバイオガスプラントを作成するプロセスは非常に労力がかかりますが、可能です。このセットアップはお金の節約に役立ちます: 今すぐ 燃料や電気を買う必要はありません、自分で生産します。

利用可能なマテリアルを使用して将来のインスタレーションを再作成することもできます。たとえば、将来の設備の反応器は、古いポット、洗面器、残り物から作ることができます。円筒形のオブジェクトを選択するのが最善です。

原子炉が満たさなければならない主な要件は次のとおりです。

水密性と気密性。バイオガスと通常の空気が混合すると反応が起こり、その力によって反応器は良くても簡単に壊れ、最悪の場合は爆発する可能性があります。
優れた断熱性;
なれ 耐久性と信頼性の高い反応中に膨大な量のエネルギーが放出されるためです。

適切なバイオインストールを構築するには、次の順序に従う必要があります。

将来の原子炉の設置場所を選択し、毎日の廃棄物量を計算して原子炉のサイズを決定します。
洗面器を準備し、荷降ろしパイプと荷積みパイプを設置します。
ローディングホッパーとガス出口パイプを設置し、しっかりと固定します。
ユニットの使用、メンテナンス、修理を行う場合は、ハッチカバーを取り付けてください。
反応器に漏れや断熱がないか徹底的にチェックします。

原子炉の強度が安全性の鍵となるため、将来の設置の壁をコンクリートで作ることが最善です。

最も近い住宅建物までの距離が少なくとも 500 メートルであることも重要です。この措置は、発酵プロセス中に 有毒ガスが発生する、数分で人を殺す可能性があります。

バイオガスは爆発性生成物であり、爆発が発生すると半径200〜300メートル以内のすべてのものを破壊することを覚えておく必要があります。

バイオガス自体を入手するには、以下が必要です。

約2トンの牛糞と4.5トンの腐葉土、腐葉土、廃棄物を混ぜます。
反応器内の湿度が60〜70％になるように水を追加します。
得られた塊をピットにロードし、加熱ユニット（コイル）を使用して35〜40度に加熱します。この後、混合物自体が発酵し始め、嫌気性環境では70度まで温まります。
ドームに釣り合いおもりを取り付けます。その重量は混合物自体の 1.5 ～ 2 倍にする必要があります。これは、反応プロセス中にドームがピットから飛び出さないようにするために行われます。

バイオガスプラントを 6 か月間稼働するには、5.5 ～ 6 トンの混合物があれば十分です。

リアクターにロードする塊には、抗生物質、染料、溶剤、その他の合成物質が含まれていないことに注意してください。そうしないと、反応全体が妨げられて停止するだけでなく、反応器の壁が破損してしまいます。

お気づきのとおり、バイオガスプラントの動作原理は非常に単純です。簡単に言えば、ピットに設置します 密閉タンク原材料が加工のために保管される場所。それらをロードしたら、微生物がプロセス全体を保証し、塊を分解するのを待つだけでよく、その後になって初めて完成したガスを収集できます。

発酵原料を使用することもできる。肥料として農業に手軽に使えます。

ガスが生成された後、塊が排出パイプを通して反応器から取り出されるとき、ガスは反応器内に残ります。一時貯蔵タンクの容積が反応器と同等以上であることが非常に重要です。

バイオガスプラントの建設に関するビデオ

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多くの世帯主は、家庭の暖房、調理、電気供給のコストを削減する方法を懸念しています。彼らの中には、すでに自分たちの手でバイオガスプラントを建設し、エネルギー供給業者から部分的または完全に孤立している人もいます。一般家庭でほぼ無料で燃料を入手するのはそれほど難しいことではないことがわかった。

バイオガスとは何ですか?どのように利用できますか?

自家農園の所有者は知っています。植物材料、鳥の糞、肥料を山盛りにしておくと、時間が経つと貴重な有機肥料が得られます。しかし、バイオマスがそれ自体で分解されるのではなく、さまざまな細菌の影響下で分解されることを知っている人はほとんどいません。

これらの小さな微生物は、生物学的基質を処理することにより、ガス混合物を含む老廃物を放出します。その大部分 (約 70%) はメタンです。これは家庭用ストーブや暖房ボイラーのバーナーで燃焼するのと同じガスです。

さまざまな経済ニーズにこのようなエコ燃料を使用するという考えは新しいものではありません。古代中国では、その抽出のための装置が使用されていました。ソビエトの革新者たちは、前世紀の 60 年代にもバイオガス利用の可能性を模索しました。しかし、このテクノロジーは 2000 年代初頭に本格的な復活を遂げました。現在、バイオガスプラントはヨーロッパやアメリカで家庭の暖房やその他のニーズに積極的に使用されています。

バイオガスプラントはどのように機能するのでしょうか?

バイオガス生成装置の動作原理は非常にシンプルです。

水で希釈されたバイオマスは密閉容器に入れられ、そこで「発酵」が始まり、ガスが放出されます。
タンクの内容は定期的に更新されます。バクテリアによって処理された原材料は排出され、新しい原材料が追加されます（毎日平均約 5 ～ 10%）。
タンク上部に溜まったガスは専用チューブを通ってガス回収装置に供給され、家電製品に供給されます。

バイオガスプラントの図。

バイオリアクターに適した原料は何ですか?

バイオガス生産設備は、家畜や家禽の糞尿や新鮮な有機物が毎日補充される場合にのみ利益をもたらします。刻んだ草、葉、葉、家庭廃棄物 (特に野菜の皮) をバイオリアクターに加えることもできます。

設置の効率は、投入される原材料の種類に大きく依存します。同じ質量であれば、豚の糞尿と七面鳥の糞から最も高いバイオガス収量が得られることが証明されています。同様に、牛の排泄物とサイレージ廃棄物は、同じ負荷に対して生成するガスの量が少なくなります。

家庭用暖房にバイオ原料を使用。

バイオガスプラントで使用できないものは何ですか?

嫌気性細菌の活動を大幅に低下させたり、バイオガス生成のプロセスを完全に停止させたりする可能性のある要因があります。以下を含む原材料:

抗生物質;
型;
合成洗剤、溶剤、その他の「化学物質」。
樹脂（針葉樹のおがくずを含む）。

すでに腐った肥料を使用することは効果がありません。新鮮な廃棄物または事前に乾燥させた廃棄物のみを積載できます。また、原材料が浸水することを許すべきではありません。95% という指標はすでに重要であると考えられています。ただし、バイオマスへの負荷を促進し、発酵プロセスをスピードアップするために、少量のきれいな水をバイオマスに添加する必要があります。肥料と廃棄物は、薄いセモリナ粥の粘稠度まで希釈されます。

家庭用バイオガスプラント

現在、産業界はすでにバイオガスを工業規模で生産するための設備を製造しています。それらの取得と設置には費用がかかり、大量の有機物を処理に使用する限り、一般家庭にあるこのような機器は、早くても 7 ～ 10 年で元が取れます。経験によれば、必要に応じて、熟練した所有者は、自分の手で、最も手頃な材料を使用して、民家用の小さなバイオガスプラントを建設できることがわかっています。

処理バンカーの準備

まず、密閉された円筒形の容器が必要です。もちろん、大きな鍋や沸騰したものを使用することもできますが、容量が少ないため、十分なガス生成を達成することはできません。したがって、これらの目的には、1 m 3 ～ 10 m 3 の容量のプラスチックバレルが最もよく使用されます。

自分で作ることもできます。 PVC シートは市販されており、攻撃的な環境に対する十分な強度と耐性を備えているため、希望する形状の構造に簡単に溶接できます。十分な体積の金属バレルはバンカーとしても使用できます。確かに、防食対策を実行する必要があります - 内側と外側を耐湿性塗料で覆います。タンクがステンレス製の場合は必要ありません。

ガス排気システム

ガス出口パイプはバレルの上部（通常は蓋の中）に取り付けられています。物理法則に従って、ここにガスが蓄積されます。接続されたパイプを通じて、バイオガスはウォーターシールに供給され、次に貯蔵タンク（オプションでコンプレッサーを使用してシリンダーに入れる）と家庭用電化製品に供給されます。また、ガス出口の隣に放出バルブを設置することをお勧めします。タンク内の圧力が高くなりすぎると、過剰なガスが放出されます。

原料供給・搬出システム

ガス混合物の継続的な生成を確保するには、基質内のバクテリアに常に（毎日）「餌」を与える必要があります。つまり、新鮮な肥料や他の有機物を追加する必要があります。次に、すでに処理された原料は、バイオリアクター内の有用なスペースを占有しないように、バンカーから取り除かれなければなりません。

これを行うために、バレルに 2 つの穴を開けます。1 つはほぼ底部近くに (荷降ろし用)、もう 1 つは高い位置に (装填用) です。直径が少なくとも300 mmのパイプが溶接（はんだ付け、接着）されます。ローディングパイプラインは上向きで漏斗を備えており、処理されたスラリーを収集しやすいように排水口が配置されています（後で肥料として使用できます）。接合部は密閉されています。

暖房システム

バンカーの断熱。

バイオリアクターが屋外または暖房のない部屋（安全上の理由から必要）に設置される場合は、断熱と基板の加熱を提供する必要があります。最初の状態は、バレルを断熱材で「包む」か、地面に深く入れることによって達成されます。

暖房に関しては、さまざまなオプションを検討できます。一部の職人は、加熱システムから水が循環するパイプを内部に設置し、バレルの壁に沿ってコイル状に設置します。中に水を入れた大きなタンクに反応器を置き、電気ヒーターで加熱する方法もあります。最初のオプションはより便利で、はるかに経済的です。

反応器の動作を最適化するには、内容物の温度を一定レベル（少なくとも 38℃）に維持する必要があります。しかし、温度が 55 °C を超えると、ガスを発生するバクテリアが単に「調理」され、発酵プロセスが停止します。

混合システム

実際に示されているように、設計においては、どのような構成の手動撹拌機でもバイオリアクターの効率が大幅に向上します。「ミキサー」ブレードが溶接（ねじ止め）されている軸は、バレルの蓋を通して取り外されます。次にゲートハンドルをその上に置き、穴を慎重に密閉します。しかし、家庭の職人が常に発酵槽にそのような装置を装備しているわけではありません。

バイオガスの生産

設置の準備ができたら、水で約2:3の割合で希釈したバイオマスを投入します。大きな廃棄物は粉砕する必要があります。最大破片サイズは 10 mm を超えてはなりません。次に蓋を閉めます。混合物が「発酵」し始めてバイオガスが放出されるのを待つだけです。最適な条件下では、燃料の最初の供給は積み込みから数日後に観察されます。

ガスが「開始」したという事実は、ウォーターシール内のゴボゴボという特徴的な音によって判断できます。同時に、バレルに漏れがないかチェックする必要があります。これは通常の石鹸液を使用して行われます。すべての関節に塗布され、泡が現れるかどうかを観察します。

バイオ原料の最初の更新は約 2 週間以内に実行される必要があります。バイオマスが漏斗に注がれた後、同量の廃有機物が出口パイプから流出します。その後、この手順は毎日または 2 日ごとに実行されます。

生成されたバイオガスはどれくらい持続しますか?

小規模農場では、バイオガスプラントは天然ガスやその他の利用可能なエネルギー源の絶対的な代替手段にはなりません。たとえば、容量 1 m3 の装置を使用すると、少人数の家族が数時間調理するための燃料しか入手できません。

しかし、5 m3のバイオリアクターを使用すると、50 m 2の面積の部屋を暖房することがすでに可能ですが、その動作を維持するには、少なくとも300 kgの重さの原材料を毎日投入する必要があります。これを行うには、農場に約 10 頭の豚、5 頭の牛、数十羽の鶏が必要です。

実用的なバイオガスプラントを独自に作成することに成功した職人は、インターネット上のマスタークラスとビデオを共有しています。

小規模な設備ならご家庭でも設置可能です。余談になりますが、自分の手でバイオガスを生成することは、ある種の新しい発明ではありません。中国では古代においても家庭内でバイオガスの生産が盛んに行われていました。この国は依然としてバイオガス施設の数でリーダーです。しかし、ここで 自分の手でバイオガスプラントを作る方法、これには何が必要か、どれくらいの費用がかかるか - この記事とその後の記事でこれらすべてを説明しようとします。

バイオガスプラントの予備計算

バイオガスプラントの購入または独自の組み立てを開始する前に、原材料の入手可能性、その種類、品質、および中断のない供給の可能性を適切に評価する必要があります。すべての原料がバイオガスの生成に適しているわけではありません。適さない原材料：

リグニン含有量の高い原料。
針葉樹のおがくずを含む原料（樹脂を含む）
湿度が94%を超える場合
腐敗した肥料、カビや合成洗剤を含む原料。

原材料が処理に適している場合は、バイオリアクターの容積の決定を開始できます。中温モード（バイオマス温度は 25 ～ 40 度の範囲、最も一般的なモード）の原料の総体積は、反応器体積の 2/3 を超えません。 1日の投与量は、投入される原材料の合計の10％を超えません。

あらゆる原材料は、次の 3 つの重要なパラメータによって特徴付けられます。

密度;
灰分。
湿気。

最後の 2 つのパラメータは統計テーブルから決定されます。原料を水で希釈して湿度80〜92％にします。水と原料の量の比率は、1:3 から 2:1 まで変化します。これは、基材に必要な流動性を与えるために行われます。それらの。パイプ内の基質の通過と混合の可能性を確保するため。小規模なバイオガスプラントの場合、基質の密度は水の密度と等しく考えることができます。

例を使用してリアクターの容積を決定してみましょう。

農場に牛 10 頭、豚 20 頭、鶏 35 羽がいるとします。 1 日あたりの排泄物は、牛 1 頭から 55 kg、豚 1 頭から 4.5 kg、鶏から 0.17 kg です。 1 日あたりの廃棄物の量は、10x55+20x4.5+0.17x35 = 550+90+5.95 =645.95 kg となります。 646kgまで四捨五入してみましょう。豚や牛の糞尿の水分含有量は86％、鶏糞の水分含有量は75％です。鶏糞の水分を85％にするには、3.9リットル（約4kg）の水を加える必要があります。

1日あたりの原材料の積載量は約650kgになることが判明しました。反応器の全負荷: OS=10x0.65=6.5 トン、反応器容積 OR=1.5x6.5=9.75 m3。それらの。容積10 m3の反応器が必要になります。

バイオガス収量の計算

原料の種類に応じたバイオガス収量の計算表。

原料の種類	ガス排出量、乾物 1 kg あたりの m3	湿度 85% における 1 トンあたりのガス排出量 m3
牛ふん	0,25-0,34	38-51,5
豚糞	0,34-0,58	51,5-88
鳥の糞	0,31-0,62	47-94
馬の糞	0,2-0,3	30,3-45,5
羊の糞	0,3-0,62	45,5-94

同じ例を使用すると、各種類の原材料の重量に対応する表データを乗算し、3 つの成分をすべて合計すると、1 日あたり約 27 ～ 36.5 m3 のバイオガス収量が得られます。

必要なバイオガスの量を知るために、平均的な 4 人家族が調理に 1.8 ～ 3.6 m3 のバイオガスが必要になると言います。 100 m² の部屋を 1 日あたり 20 m³ のバイオガスで暖房します。

原子炉の設置と製作

金属タンクやプラスチック容器を反応器として使用することも、レンガやコンクリートで構築することもできます。好ましい形状は円筒であるとの情報源もありますが、石やレンガで建てられた四角い構造物では、原材料の圧力により亀裂が発生します。形状、材質、設置場所に関係なく、リアクターは次のことを行う必要があります。

防水およびガス密であること。反応器内で空気とガスの混合が起こってはなりません。カバーと本体の間には密閉材料で作られたガスケットが必要です。
断熱されていること。
あらゆる荷重（ガス圧、重量など）に耐えます。
修理作業を行うためのハッチがあります。

リアクターの設置と形状の選択は、ファームごとに個別に行われます。

ものづくりのテーマ DIYバイオガスプラント非常に広範囲にわたる。したがって、この記事ではこれに焦点を当てます。次の記事では、バイオガスプラントの残りの要素の選択、価格、購入できる場所について説明します。

バイオガスは誰でも自分で作ることができます。これには、再生可能エネルギー源の分野における特別な知識や特別なスキルは必要ありません。一人一人が自分の周りの世界について考えれば、地球上の環境状況は大幅に改善されるでしょう。

糞尿ガスは現実のものです。実際には、何らかの形で土地を肥やす肥料から得ることができます。しかし、それを循環させて本物のガスを得ることができます。

自宅で自分の手で肥料からガスを得るには、農場バイオガス設備が使用されます。農場で蒸解釜を使用して天然ガスを生産できます。これが多くの農家が生産している量です。このために特別な燃料を購入する必要はありません。十分な天然原料。

バイオリアクターには 1 ～ 8 ～ 10 立方メートルが含まれている必要があります。民間生産廃棄物、鶏糞。このような容量の装置で原料を生産および処理すると、50 kg 以上の肥料を処理できるようになります。バイオガス設備を作るには、装置が作られた図面を見つける必要があり、図面も必要です。

インストールはいくつかの段階で実行されます。

原料の混合。

暖房;

バイオガスの放出。

自家製の設備を使えば、すぐに肥料からガスを得ることができます。図や図面があれば自分で組み立てることができます。熱発生装置としては、水を加熱するためのボイラーを選択できます。現場でガスを回収するにはガスタンクが必要です。ガスを集めて貯蔵します。

タンク内の不純物やゴミは時々掃除する必要があることに注意してください。

バイオガスプラントを使用すると、肥料からガスを得ることができます。自分でデザインすることもできます。処理する原料の量を決定し、原料が処理および混合される適切な容器を選択します。これが、バイオ燃料中のメタンで飽和したガスが生成される方法です。

家庭でバイオガスを作る

バイオガスは特殊な産業や農場でのみ入手できるという固定観念があります。しかし、そうではありません。今では家庭でもバイオガスを作ることができます。

バイオガスは、有機物質の分解によって生成されるさまざまなガスの組み合わせです。バイオガスは可燃性であることを知っておく価値があります。きれいな炎で簡単に着火します。

家庭にバイオガスを設置する利点に注目してみましょう。

高価な設備を使わずにバイオガスを生成します。
; を使用する
肥料または植物の形の天然かつ無料の原材料。
環境への配慮。

自宅にバイオガス設備を設置することは、夏の別荘の所有者にとって有益なビジネスです。このような設置を行うには、200リットルのバレル2つ、50リットルのバレル、下水管、ガスホース、蛇口などの少額のお金が必要です。

ご覧のとおり、インストールを自分で行うには、追加のツールを購入する必要さえありません。樽、蛇口、ホース、パイプは、ダーチャの所有者の農場でほとんどの場合見つけることができます。ガス発生器は環境への配慮であると同時に、代替エネルギー源や燃料を使用する機会にもなります。

なぜ農業にバイオガスプラントが必要なのでしょうか?

農家、避暑地居住者、民家の所有者の中には、バイオガス施設を建設する必要性を感じていない人もいます。一見すると、これは真実です。しかし、所有者がすべての利点を理解すると、そのような設置の必要性の問題は消えます。

農場にバイオガスプラントを設置する最初の明白な理由は、電気と暖房を確保するためであり、これにより電気代の負担が軽減されます。

自分自身のエネルギーを使用すると、農場にエネルギーを供給するよりもコストが安くなります。

設備を構築する必要があるもう 1 つの主な理由は、完全に無駄のない生産サイクルを組織することです。装置の原料として肥料や敷料を使用します。処理後、新しいガスが得られます。

バイオガスプラントを支持する 3 番目の理由は、効率的な処理と環境への影響です。

バイオガスプラントの 3 つの利点:

家族の農場を運営し続けるためのエネルギーを生成します。
完全なサイクルの組織化。
原材料の効率的な使用。

農場に設置されているということは、効率性と環境への配慮の指標となります。バイオジェネレーターは莫大な費用を節約し、無駄のない生産、資源と原材料の効率的な分配を保証するだけでなく、完全な自給自足も保証します。

ヒートポンプは、古い家庭用機器から自分の手で簡単に組み立てることができます。プロセス全体については、次の記事で説明されています。

効率的な農業への疑問: メタンを正しく取得する方法

メタンはバイオガスの主成分です。バイオガス自体はさまざまなガスの混合物です。その中でもメタンが最も重要です。

メタン生成に影響を与える要因に焦点を当ててみましょう。

環境;
高品質の原材料。
設置タンク内での原料の混合頻度。

容器内の原材料は、少なくとも 1 日に 1 回、理想的には 6 回熊手を使って混合する必要があります。

メタンの生成はバイオガスの生成に直接関係しています。バイオガスの生成プロセスを適切に処理すればするほど、出力されるバイオガスの品質が向上します。これを行うには、高品質の原材料のみを使用し、設置場所を監視し、タンクの内容物を混合する必要があります。そうすれば、メタンを正しく取得できます。

DIY バイオガスプラント (ビデオ)

環境を本来の形で保存することを支持する人が増えています。排出物や汚染はありません。バイオガスプラントはこの問題を解決します。さらに、バイオガスプラントの所有者は、その使用から個人的に直接金銭的利益を受け取ります。

DIYのバイオ発電機。 肥料からのバイオガス。 バイオガスと従来の燃料の比較