EN biodigester Det er en lukket tank der metangass og organisk gjødsel genereres fra anaerob gjæring av organisk materiale. Det biologiske grunnlaget er spaltning av organisk materiale ved innvirkning av bakterier gjennom hydrolyse, forsuring, acetanogenese og metanogenese..
Biodigesteren gir de kontrollerte forholdene som er nødvendige for biofordøyelsesprosessen. Etter denne prosessen oppnås biogass (metan, karbondioksid, nitrogen og hydrogensulfid), biosol (fast gjødsel) og biol (flytende gjødsel) som sluttprodukter..
Den grunnleggende operasjonen starter fra å tilsette organisk avfall og vann i en lufttett beholder der den anaerobe gjæringsprosessen genereres. Biogassen ekstraheres deretter for lagring, direkte bruk eller som gjødsel.
De tre grunnleggende typene biofordøyere i henhold til deres lastesystem er diskontinuerlige, halvkontinuerlige og kontinuerlige. Diskontinuerlige biofordøyere lastes kun med organisk avfall en gang i hver produksjonsprosess, deretter ekstraheres gjødsel for å starte en ny syklus.
De med halvkontinuerlig belastning lastes i regelmessige perioder og ekstraherer mengden gjødsel som tilsvarer lastet volum. Kontinuerlige systemer er industrianlegg med permanent belastning på organisk materiale, samt utvinning av biogass og gjødsel.
Blant fordelene med biofordøyere er å tillate riktig håndtering av organisk avfall, resirkulere det og redusere miljørisikoen. I tillegg produseres energi (biogass) og organisk gjødsel, noe som gir økonomisk og miljømessig verdi..
Imidlertid er det også visse ulemper som vannforbruk, vanskeligheten med å opprettholde de ideelle temperaturnivåene og tilstedeværelsen av skadelige stoffer (hydrogensulfid, siloksener). Det fremhever også akkumulering av råvarer nær området og risikoen for eksplosjoner.
Du kan bygge en relativt billig hjemmelaget biodigester og behandle organisk kjøkkenavfall. Dette krever bare et fat med et hermetisk lokk og noen VVS-materialer (blant annet PVC-rør, stoppekraner)..
I større skala er pølsen det mest økonomiske og relativt enkle å bygge i hus på landsbygda. Dette systemet består i utgangspunktet av en forseglet polyetylenpose med tilhørende forbindelser..
Artikkelindeks
Biodigesters er svært nyttige teknologiske alternativer fra perspektivet om bærekraftig forvaltning av organisk avfall og produksjon av fornybar energi. For eksempel gir de et alternativ for resirkulering av fast og flytende organisk avfall, som blir omdannet til råvare for biodigesteren..
Resirkulering av organisk avfall på denne måten reduserer forurensende påvirkning og genererer besparelser i forvaltningen. Biofordøyere brukes til behandling av avløpsvann, prosessering av fast organisk avfall i urbane land- og husdyravfall.
Den anaerobe fordøyelsesprosessen genererer biogass og organisk gjødsel som produkter.
Biogass har rundt 60% metangass, som er et høyt kaloriinnhold og kan brukes til energiproduksjon. Den kan brukes til å lage mat, generere elektrisitet (gasturbiner), flytte motorer eller varme.
Biogjødsel som kommer fra biofordøyere oppnås i en tilstand (biosol) og væske (biol) med høye nivåer av makro og mikronæringsstoffer. Grunnleggende makronæringsstoffer (fosfor, nitrogen og kalium) kan oppnås isolert fra biol gjennom ultrafiltrering og omvendt osmoseprosesser..
Biol inneholder betydelige mengder veksthormoner som er nyttige for planteutvikling, slik som indoleddiksyre, gibberelliner og cytokininer, blant andre..
Biodigesteren fungerer ved å generere en biogassingsprosess gjennom anaerob fordøyelse, fra spaltning av det hydratiserte organiske materialet og i fravær av luft. Dette skjer gjennom en gjæringsprosess hvis hovedprodukter er metangass (CH4) og karbondioksid (CO2)..
Den utføres gjennom lastetanken, som består av en tank der det organiske materialet er klargjort for å bli tilsatt av lasterøret til biodigester.
Biodigesteren må periodevis mates med organisk materiale og nok vann for bæreevnen. I denne forstand må 25% av volumet til biodigereren stå fritt for akkumulering av produsert gass..
I sin tur vil typen og kvaliteten på organisk materiale også påvirke produktiviteten og bruken eller ikke av fast og flytende avfall som gjødsel. Noe organisk avfall kan forårsake problemer i gjæringsprosessen, for eksempel rester av sitrusfrukter som kan forsure mediet for mye.
Materialet må knuses eller reduseres til minst mulig størrelse, og for å lette gjæringen, må blandingen inneholde 75% vann og 25% organisk materiale. Den må omrøres med jevne mellomrom for å garantere homogeniteten til gjæringsprosessen i blandingen..
Retensjonstiden for det organiske materialet i biofordøyeren for å oppnå full gjæring vil avhenge av typen av dette og temperaturen. Jo høyere omgivelsestemperaturen er, desto raskere vil gjæringen være (for eksempel ved 30 ºC kan det ta omtrent 20 dager å lade biodigesteren).
Bakterier som krever passende miljøforhold som fravær av luft, temperaturer over 20 ° C (ideelt sett 30-35 ° C) og et lite surt medium virker i prosessen. Under disse forholdene utvikler det seg tre faser:
I denne prosessen virker hydrolytiske bakterier som utskiller ekstracellulære enzymer. Derfor brytes de komplekse kjedene av karbohydrater, proteiner og lipider ned i mindre oppløselige biter (sukker, aminosyrer og fett).
De oppløselige forbindelsene fra forrige fase gjæres til flyktige fettsyrer, alkoholer, hydrogen og CO2.
Acetogene bakterier spiller inn som oksyderer organiske syrer som karbonkilde. De genererer eddiksyre (CH3COOH), hydrogen (H2) og karbondioksid (CO2), og ubehagelig lukt produseres ved tilstedeværelse av hydrogensulfid..
I den siste fasen virker metanogene bakterier som nedbryter acetanogeneseproduktene og genererer metan. I naturen virker disse bakteriene i sump, vannmiljø og i magen til drøvtyggere.
På slutten av denne fasen inneholder blandingen metan (45 til 55%), karbondioksid (40 til 50%), nitrogen (2 til 3%) og hydrogensulfid (1,5 til 2%).
Produksjonshastigheten for biogass og gjødsel avhenger av typen biodigester, det organiske materialet som mater det og temperaturen. Biogassen akkumuleres i den øvre delen av biodigesteren og blir ekstrahert gjennom rør til lagertanker.
Når gjæringen er ferdig, blir slammet (en blanding av faste stoffer og væske) ekstrahert gjennom rør. Utslippet er produsert av prinsippet om å kommunisere fartøy, det vil si at når du laster nytt materiale, får trykket overskuddet til å komme ut på motsatt side.
Forholdet mellom mengden innført materiale (organisk avfall og vann) og utgangsproduktet (biosol og biol) er nesten 1: 0,9. Dette tilsvarer et utbytte på 90%, der den høyeste andelen tilsvarer biol (væske).
Den produserte gassen må renses for å eliminere eller redusere innholdet av hydrogensulfid og vann ved hjelp av feller for å fange begge forbindelsene. Dette er nødvendig for å redusere risikoen for skade på utstyr på grunn av korroderende kraften til disse komponentene..
Vannet som bæres av biogassen faller ut når røret åpnes til et større rom og gassen fortsetter gjennom en annen innsnevring. Dette røret ender i en stor og hermetisk beholder for å inneholde vannet som senere ekstraheres av en petcock i den nedre delen..
Prosessen med å utvinne hydrogensulfidet fra biogassen ligner på vannlåsen, men fellen som er satt inn i røret, må inneholde jernflis eller svamper. Når biogassen passerer gjennom jernbedet, reagerer hydrogensulfidet med det og utfelles.
Blandingen av biosol og biol utsettes for en dekanteringsprosess for å skille begge komponentene. Biosolen kan brukes alene eller følge en blandingsprosess med kompostering for senere bruk som fast gjødsel.
Biol brukes som flytende bladgjødsel eller tilsettes vanningsvann, noe som gjør det veldig nyttig i hydroponiske systemer..
Biofordøyere klassifiseres i henhold til deres lasteperiode og strukturelle form. På grunn av lastens hyppighet har vi:
Det diskontinuerlige systemet o parti Den består av en lufttett tank som er fulladet og ikke lastes på nytt før den har sluttet å produsere biogass. Gassen akkumuleres i en flytende samler festet til den øvre delen av tanken (gasometer).
Denne typen biodigester brukes når tilgjengeligheten av organisk avfall er intermitterende.
I motsetning til det diskontinuerlige systemet, blir lasting og lossing utført på bestemte tidspunkter under produksjonsprosessen for biogass. I følge konstruksjonssystemet er det tre grunnleggende typer:
Den kalles også taiwansk og består av en flat betongforet grop der en polyetylenpose eller sylinder er installert. Tilkoblinger for innføring av organisk avfall og utgang av biogass må installeres i denne posen..
Sylinderen fylles med vann og luft, og senere tilsettes organisk avfall.
Det er den såkalte kinesiske biofordøyeren og består av en underjordisk tank bygget i murstein eller betong. Tanken er en vertikal sylinder med avrundede eller konvekse ender og har et laste- og lossesystem.
Biogassen akkumuleres i et rom som er etablert for dette formålet under den øvre kuppelen. Biodigesteren arbeider med et variabelt trykk av biogass i henhold til produksjonen.
Kalt Hindu biodigester, den består av en underjordisk sylindrisk tank med et laste- og lossesystem. Den er bygget i murstein eller betong, og i den øvre delen er det en flytende tank (gassometer) der biogassen akkumuleres.
Rustfritt eller plastbelagt glassfibergassometer flyter på toppen av blandingen takket være akkumulert biogass. Det har fordelen av å opprettholde et konstant gasstrykk.
Deretter går gasometeret opp og ned, avhengig av blandingsnivået og mengden biogass. Derfor kreves sideskinner eller en sentral føringsstang for å unngå friksjon med veggene..
I dette tilfellet er lasting og lossing av biodigester en kontinuerlig prosess som krever permanent tilgjengelighet av organisk avfall. De er store industrielle systemer som vanligvis brukes til behandling av lokalt avløp..
Til dette brukes oppsamlingstankanlegg, pumper for overføring til biofordøyere og utvinning av gjødsel. Biogassen utsettes for et filtreringssystem og distribueres ved kompresjon for å garantere distribusjonen til brukerne..
Installasjonen av en biodigester tillater resirkulering av organisk avfall, og reduserer dermed miljøforurensning og skaffer nyttige produkter. Når det gjelder landlige områder, er det spesielt viktig for forvaltningen av utskillelse av dyr i husdyrsystemer..
Biogass representerer en effektiv og økonomisk energikilde, hovedsakelig i områder der tilgjengeligheten av andre energikilder ikke er tilgjengelig. I landlige områder i økonomisk deprimerte land blir matlaging gjort med ved som påvirker miljøet.
Tilgjengeligheten av biogass kan bidra til å redusere etterspørselen etter ved og har derfor en positiv innvirkning på bevaringen av biologisk mangfold.
Ved hjelp av biofordøyere oppnås faste organiske gjødsel (biosol) og væske (biol). Disse gjødselene har lavere miljøpåvirkning og reduserer kostnadene ved landbruksproduksjon.
Ved å tillate riktig håndtering av organisk avfall, reduseres risikoen for helse. Det er fastslått at 85% av patogenene ikke overlever biofordøyelsesprosessen.
For eksempel reduseres fekale koliforme stoffer ved 35 ° C med 50-70% og sopp med 95% på 24 timer. Derfor, da det er en lukket prosess, reduseres dårlig lukt.
Systemet er krevende når det gjelder vanntilgjengelighet, siden det kreves en blanding. På den annen side må biodigereren være nær kilden til råstoff og stedet for biogassforbruk..
Biodigesteren må holde en konstant temperatur nær 35 ° C og innenfor et område mellom 20 og 60 ° C. Derfor kan det kreves en ekstern varmeinngang.
Det kan produsere hydrogensulfid (H2S), som er giftig og etsende, og silikonavledede siloksener inneholdt i kosmetiske produkter og i en blanding av organisk avfall. Disse siloksene genererer SiO2 (silisiumdioksid), som er slipende for maskiner og komponenter..
Tilstedeværelsen og konsentrasjonen av disse biproduktene avhenger av råmaterialet som brukes, andelen av vann og fast substrat, blant andre faktorer..
Det er nødvendig å samle avfallet i nærheten av biodigereren, noe som medfører logistiske og sanitære problemer som må løses.
Ettersom det er et drivstoffgassgenererende system, innebærer det en viss fare for eksplosjoner hvis ikke riktige forholdsregler blir tatt..
Selv om vedlikeholdet og driften av biodigereren er relativt billig, kan de første installasjons- og byggekostnadene være relativt høye.
En biodigester krever som grunnleggende elementer og en tank for gjæring, lasting og lossing av rør med sine respektive stoppekraner. I tillegg er tanker for biogass og gjødsel nødvendig..
Det er viktig å merke seg at hele systemet må være lufttett for å forhindre gasslekkasjer. Videre må systemet være konstruert av rustfrie materialer som PVC eller rustfritt stål for å unngå skader av vann og hydrogensulfid..
En plastfat eller tank kan brukes, hvis kapasitet vil avhenge av mengden organisk avfall som skal behandles. Denne tanken må ha et lufttett lokk, eller hvis ikke, må lokket forsegles med høy temperaturbestandig plastlim..
Tanken må ha fire hull, og alle installasjoner i dem må forsegles med silikon med høy temperatur.
Dette hullet er i midten av tanklokket, det må være minst 4 inches langt og en gjenget sanitærplugg må installeres. Denne pluggen blir koblet til et 4-tommers PVC-rør som kommer inn i tanken vertikalt opptil 10 cm før bunnen..
Denne inngangen tjener til å laste det organiske avfallet som tidligere er makulert eller makulert.
Det er viktig å huske at 25% av tankens plass må være ledig for akkumulering av gass, så et hull må åpnes i siden på det nivået. I dette hullet vil en tankadapter installeres med et segment på 2-tommers PVC-rør på 15 cm med en stoppekran..
Funksjonen til dette avløpet er å tillate at supernatantbiolen slipper ut når tanken er ladet gjennom lokket. Biol må oppbevares i egnede beholdere for senere bruk..
Dette andre avløpet må gå til bunnen av tanken for å trekke ut den tetteste delen av det gjærede produktet (biosol). Likeledes vil et segment med 2-tommers PVC-rør med en lengde på 15 cm og kran brukes..
Et 1/2-tommers hull blir kuttet i tanktoppen for å installere et PVC-rør med samme diameter ved hjelp av en tankadapter. Dette røret vil ha en stoppekran ved utløpet.
Biogassutløpsrøret må være minst 1,5 m langt for å sette vann- og hydrogensulfid-ekstraksjonssystemene inn i banen. Dette røret kan deretter forlenges om nødvendig for å overføre gassen til lagrings- eller bruksområdet..
For å fjerne vannet fra utløpet, må røret avbrytes 30 cm for å sette inn en plast- eller glassbeholder med et hermetisk lokk. Gassoverføringsrøret må ha en bypass gjennom en T-forbindelse, slik at gassen kommer inn i beholderen.
På denne måten fyller gassen beholderen, vannet kondenserer og gassen fortsetter seg gjennom røret..
Etter vannlåsen settes et 4-tommers rørsegment inn i de neste 30 cm ved bruk av tilsvarende reduksjoner. Dette segmentet må fylles med jernspon eller kommersielle metallsvamper..
Hydrogensulfidet vil reagere med metallet og utfelle, mens biogassen vil fortsette reisen til lagringsbeholderen eller bruksstedet..
Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.