BIODIGESTER Mille se on, tyypit, edut, haitat

Eräs Biodigesteri Se on suljettu säiliö, jossa metaanikaasu ja orgaaninen lannoite syntyy orgaanisen aineen anaerobisesta käymisestä. Biologinen perusta on orgaanisen aineen hajoaminen bakteerien vaikutuksella hydrolyysin, happamoitumisen, acethageneesin ja metanogeneesin avulla.

Biodigester tarjoaa tarvittavat kontrolloidut olosuhteet biodigestioprosessille. Tämän prosessin jälkeen ne saadaan biokaasun lopputuotteiksi (metaani, hiilidioksidi, typpi ja sulfidihappo), biosoli (kiinteä lannoite) ja biol (nestemäinen lannoite).

Biokaasujärjestelmä. Lähde: Renergon International AG [CC BY-SA 3.0 (https: // creativecommons.Org/lisenssit/by-SA/3.0)]

Perustoiminto alkaa orgaanisen jätteen ja veden lisäämisestä hermeettiseen astiaan, jossa syntyy anaerobinen käymisprosessi. Sitten biokaasu uutetaan varastointia varten, suoraa käyttöä tai lannoitteena.

Kolme biodigesterin perustyyppiä lastijärjestelmänsä mukaan ovat epäjatkuvia, puolijalkoja ja jatkuvia. Epäjatkuvat biodigesterit ladataan orgaanisilla jätteillä vain kerran jokaisessa tuotantoprosessissa, sitten lannoite uutetaan toisen syklin aloittamiseksi.

Semicontino -kuormituksen määrät ladataan säännöllisinä ajanjaksoina purkamalla ladatun äänenvoimakkuuden vastaavan lannoitteen määrä. Jatkuvat järjestelmät ovat teollisuuskasveja, joilla on pysyvä orgaaninen aine kuormitus, samoin kuin biokaasu ja lannoitteiden uuttaminen.

Biodigesterien eduista on orgaanisen jätteen asianmukainen hallinta, niiden kierrättäminen ja ympäristöriskejen vähentäminen. Lisäksi tuotetaan energiaa (biokaasua) ja orgaanisia lannoitteita, mikä tuottaa taloudellista ja ympäristöarvoa.

On kuitenkin myös tiettyjä haittoja, kuten vedenkulutus, vaikeus ylläpitää sopivia lämpötilatasoja ja haitallisten aineiden läsnäoloa (sulfidi, silokseenihappo). Se korostaa myös alueen lähellä olevan raaka -aineen kertymistä ja räjähdysriskejä.

Kotitekoinen biodigesteri voidaan rakentaa edullisella ja prosessin orgaanisella jätteellä keittiöstä. Tätä varten vaaditaan muun muassa vain hermeettinen kansi ja joitain putkistoaineistoja (muun muassa PVC -putkia, salasanoja)).

Suuremmassa mittakaavassa maaseutualueilla taloudellisin ja suhteellisen helpoin rakennusjärjestelmä on makkara. Tämä järjestelmä koostuu pohjimmiltaan suljetusta polyeteenipussista ja vastaavilla liitännällä.

[TOC]

Mitä varten se on

- Orgaanisen jätteen käsittely ja kierrätys

Biodigesterit ovat erittäin hyödyllisiä teknologisia vaihtoehtoja kestävän orgaanisen jätehuollon ja uusiutuvan energian tuotannon optiikassa. Esimerkiksi ne tarjoavat vaihtoehdon kiinteiden ja nestemäisten orgaanisten jätteiden kierrätykselle, jotka transformoituna raaka -aineeksi biodigesteriksi.

Siten orgaanisen jätteen kierrätys vähentää niiden saastuttavia vaikutuksia ja tuottaa säästöjä niiden käsittelyyn. Biodigestereita käytetään jätevedenkäsittelyyn, kaupunkien orgaanisen jätteiden jalostamiseen sekä maatalouden ja karjanjätteiden jätteisiin.

- Biokaasun ja biofertilisaattorien tuotanto

Anaerobinen ruuansulatusprosessi tuottaa biokaasua ja orgaanisia lannoitetuotteita.

Biokaasu

Biokaasulla on noin 60% metaanikaasua, joka on korkea kaloritehon polttoaine ja jota voidaan käyttää energiantuotantoon. Sitä voidaan käyttää keittämiseen, sähkön tuottamiseen (kaasuturbiinit), liikkumaan moottoreita tai lämmön.

Biofertilizantes

Biodigesterosista tulevat biofertilisaattorit saadaan tilassa (biosoli) ja nesteessä (biol), joilla on korkea makro- ja mikroravinteiden tasot. Biolista ne voidaan saada eristämällä emäksiset makroravinteet (fosfori, typpi ja kalium) ultrasuodatusprosessien ja käänteisosmoosin kautta. 

Biol sisältää tärkeitä määriä hyödyllisiä kasvuhormoneja kasvien kehityksessä, kuten indoliasetikkahappo, gibbereliinit ja sytokiniinit.

Kuinka se toimii

Biodigester toimii luomalla pyöräilyprosessin anaerobisella ruuansulatuksella, hydratoituneen orgaanisen aineen hajoamisesta ja ilman puuttuessa. Tämä tapahtuu käymisprosessin kautta, jolla on päätuotteita metaanikaasu (CH4) ja hiilidioksidi (CO2).

- BIODIGESTERI JA AGIATION -KURA

Se suoritetaan kuormitussäiliön läpi, joka koostuu talletuksesta, jossa orgaaninen aine on valmis lisäämään kuormitusputken avulla biodigesteriin.

Orgaaninen aine ja kuormankäsittely

Biodigesteriä on ruokittava määräajoin riittävällä orgaanisella aineella ja vedellä sen kuormituskapasiteettia varten. Tässä mielessä 25% vapaan biodigesterin tilavuudesta on jätettävä tuotetun kaasun kertymiseen.

Orgaanisen aineen tyyppi ja laatu vaikuttaa myös tuottavuuteen ja käyttöön tai ei kiinteän ja nestemäisen jäännöksen lannoitteena. Jotkut orgaaniset jätteet voivat aiheuttaa ongelmia käymisprosessissa, kuten sitrushedelmätähteet, jotka voivat happamasi väliaineen liikaa.

Se voi palvella sinua: trooppinen märkä metsä

Materiaali on murskattava tai pelkistettävä pienimmän mahdollisen koon ja käymisen helpottamiseksi ja seoksen on oltava 75% vettä ja 25% orgaanista ainetta. Sitä on sekoitettava säännöllisesti käymisprosessin homogeenisuuden takaamiseksi seoksessa.

Lämpötila- ja retentioaika

Orgaanisen aineen retentioaika biodigesterissa sen kokonaisen käymisen saavuttamiseksi riippuu tämän ja lämpötilan tyypistä. Korkeamman huoneenlämpötilassa nopeampi käyminen (esimerkiksi 30 ºC: n lämpötilassa voi kestää noin 20 päivää biodigesterin lataaminen).

- Anaerobinen ruuansulatus

Anaerobinen ruuansulatus. Lähde: Tilley, E., Ulrich, L., Lüthi, c., Reymond, pH., Zurbrügg, c. [CC BY-SA 3.0 (https: // creativecommons.Org/lisenssit/by-SA/3.0)]

Prosessissa ne käyttävät bakteereja, jotka vaativat riittäviä ympäristöolosuhteita, kuten ilman puuttumista, yli 20 ° C: n lämpötilat (ihanteellinen 30-35 ºC) ja ei kovin hapan väliaine. Näissä olosuhteissa kehitetään kolme vaihetta:

Hydrolyysi

Tässä prosessissa hydrolyyttiset bakteerit toimivat, jotka erittävät solunulkoisia entsyymejä. Siksi hiilihydraattien, proteiinien ja lipidien kompleksiketjut liukoisissa pienissä kappaleissa (sokerit, aminohapot ja rasvat) hajoavat).

Happamoituminen tai fermentoiva vaihe

Edellisen vaiheen liukoiset yhdisteet käyvät haihtuvien rasvahappojen, alkoholien, vedyn ja CO2.

Imetanogeneesi

Asetoogeeniset bakteerit tulevat peliin, jotka hapettavat orgaaniset hapot hiililähteenä. Ne tuottavat etikkahappoa (CH3COOH), vetyä (H2) ja hiilidioksidia (CO2) ja epämiellyttäviä hajuja.

Metaanin muodostuminen tai metanogeeninen faasi

Viimeisessä vaiheessa ne toimivat metaanogeenisiä bakteereja, jotka hajottavat metaania tuottavan asetonogeneesin tuotteet. Luonnossa nämä bakteerit toimivat suilla, vesiympäristöissä ja märehtijöiden vatsassa.

Tämän vaiheen lopussa seos sisältää metaania (45 - 55%), hiilidioksidia (40 - 50%), typpeä (2 - 3%) ja sulfidihappoa (1,5 - 2%).

- Biodigesterin vastuuvapaus

Biokaasun ja lannoitteiden tuotantoaste riippuu tyyppisistä biodigesteristä, orgaanisesta aineesta, joka syöttää sitä ja lämpötilaa. Biokaasu kerääntyy biodigesterin yläosaan ja uutetaan putkilla varastointilaitteisiin.

Kun käyminen on valmis, muta uutetaan (kiinteiden aineiden ja nesteen seos) putkilla. Vastuuvapauden tuottama alusten kommunikointiperiaate, ts. Uuden materiaalin lastattaessa paine tekee ylijäämästä vastakkaiselta puolelta.

Käytetyn aineen (orgaaninen jäte ja vesi) ja lähtötuotteen (biosoli ja bioli) välinen osuus on melkein 1: 0,9. Tämä vastaa 90%: n saantoa, jossa suurin osa vastaa biolia (neste).

- Biokaasu: Puhdistus

Tuotettu kaasu on puhdistettava sulfidin ja vesihappopitoisuuden poistamiseksi tai vähentämiseksi ansaan käyttämällä molempia yhdisteitä. Tämä on välttämätöntä laitteiden vaurioiden riskin vähentämiseksi näiden komponenttien syövyttävällä voimalla.

Vesiansa

Biokaasun vetämä vesi saostuu, kun putki avautuu suurempaan tilaan ja kaasu jatkuu toisella supistuksella. Tämä putki johtaa laajaan ja hermeettiseen astiaan sisältämään vettä, joka myöhemmin uutetaan puhdistusnäppäimellä pohjassa.

Sulfhydric -happoloukku

Biokaasun sulfiderihappojen poimimisprosessi on samanlainen kuin putken etenemissuunnassa sijaitsevan veden ansaan on sisällettävä siruja tai rautasieniä. Kun biokaasu ylittää rautavuoteen, sulfidihappo reagoi tämän kanssa ja saostuu.

- Lannoite: erottaminen ja kompostointi

Biosolin ja biolin seos käy läpi dekantointiprosessin, jotta molemmat komponentit voidaan erottaa. Biosolia voidaan käyttää yksin tai seurata kompostointiprosessia myöhempää käyttöä varten kiinteänä lannoitteena.

Biolia käytetään kasteluvedessä nestemäisenä tai lisättynä lannoitteena, joten se on erittäin hyödyllinen hydroponisissa järjestelmissä.

Kaverit

Biokaasutuotanto Saksassa. Lähde: Volker Thies (Asdrubal) [CC BY-SA 3.0 (http: // creativecommons.Org/lisenssit/by-SA/3.0/]]

Biodigesterit luokitellaan kuormituksensa ja rakennemuodon mukaisesti. Sen määräajoin, meillä on:

- Epäjatkuva

Epäjatkuva järjestelmä tai Erä Se koostuu hermeettisestä säiliöstä, joka on täynnä eikä latautuu, ennen kuin se on lopettanut biokaasun tuotannon. Kaasu kertyy kelluvaan kollektoriin, joka on kiinnitetty säiliön yläosaan (kaasumetri).

Tämän tyyppistä biodigesteriä käytetään, kun orgaanisen jätteen saatavuus on ajoittaista.

- Puolivälissä oleva

Toisin kuin epäjatkuva järjestelmä, kuormitukset ja päästöt suoritetaan tietyin ehdoin biokaasun tuotantoprosessin aikana. Rakentavaan järjestelmän mukaan on kolme perustyyppiä:

Se voi palvella sinua: Argentiinan luonnonvarat

Globe- tai Salchica -biodigestor

Sitä kutsutaan myös taiwanilaiseksi ja koostuu litteästä betonihaudasta, johon asennetaan polyeteenipussi tai sylinteri. Tämä laukku on asennettava orgaanisen jätteen pääsyn ja biokaasun ulostulon liitännät.

Sylinteri on täytetty vedellä ja ilmalla ja sen jälkeen lisätään orgaaninen jätteen kuorma.

Kiinteät kupolin biodigesterit

Se on niin kutsuttu kiinalainen biodigesteri ja koostuu maanalaisesta säiliöstä, joka on rakennettu tiiliin tai betoniin. Säiliö on pystysuuntainen sylinteri, jossa on kupera tai pyöristetyt päät, ja siinä on kuormajärjestelmä ja toinen purkaus.

Biokaasu kerääntyy tätä tarkoitusta varten perustettuun tilaan ylemmän kupolin alla. Biodigester toimii muuttuvan biokaasun paineen kanssa tuotannon mukaan.

Kelluva kupolin biodigesteri

Hindu biodigester, se koostuu maanalaisesta lieriömäisestä säiliöstä, jossa on lastaus- ja purkamisjärjestelmä. Se on rakennettu tiiliin tai betoniin ja yläosassaan on kelluva säiliö (kaasumetri), johon biokaasu kerääntyy.

Seoksella peitetty muovi- tai ruostumattomalla teräksellä olevalla kelluvilla kaasujen lasikuitukaasumetrillä kertyneen biokaasun ansiosta. Se on se etu, että se ylläpitää jatkuvaa kaasunpainetta.

Myöhemmin kaasumetri nousee ja putoaa sekoituksen tasosta ja biokaasun määrästä riippuen. Siksi vaaditaan sivukiskoja tai keskusoppaan sauva, joka välttää kitkan seinillä.

- Jatkuva

Tässä tapauksessa biodigesterin kuormitus ja purkaus on jatkuva prosessi, joten se vaatii orgaanisen jätteen pysyvän saatavuuden. Ne ovat suuria teollisuusjärjestelmiä, joita käytetään yleensä jäteveden käsittelyssä.

Tätä varten käytetään keräyssäiliöjärjestelmiä, pommeja biodigestereille ja lannoitteiden uuttamista. Biokaasulle altistetaan suodatus ja hajautettu järjestelmä pakkaamalla sen jakelun takaamiseksi käyttäjille.

Edut

Kierrätys ja pilaantuminen

Biodigesterin asennus mahdollistaa orgaanisen jätteen kierrätyksen, mikä vähentää ympäristön pilaantumista ja saada hyödyllisiä tuotteita. Maaseutuympäristön tapauksessa se on erityisen tärkeä eläinten eritteiden hoidossa karjajärjestelmissä.

Biokaasun hankkiminen

Biokaasu edustaa tehokasta ja taloudellista energialähdettä, lähinnä alueilla, joilla muiden energialähteiden saatavuus ei ole saatavissa. Taloudellisesti masentuneiden maiden maaseutualueilla se on keitetty polttopuilla, mikä vaikuttaa ympäristöön.

Biokaasun saatavuus voi auttaa vähentämään polttopuiden kysyntää, ja siksi sillä on positiivinen vaikutus biologisen monimuotoisuuden säilyttämiseen.

Lannoitetuotanto

Biodigesterien kautta saadaan kiinteät orgaaniset lannoitteet (biosoli) ja nesteet (biol). Näillä lannoitteilla on alhaisemmat ympäristövaikutukset ja vähentävät maatalouden tuotantokustannuksia.

Terveys

Antamalla orgaanisen jätteen asianmukainen hallinta, heidän terveydelle edustamat riskit vähenevät. On määritetty, että 85% patogeeneistä ei selviä biodigestioprosessista.

Esimerkiksi ulosteen koliformit 35 ° C: ssa vähenevät 50 ja 70% ja sienet 95% 24 tunnissa. Siksi suljettuna prosessina huonot hajut vähenevät.

Haitat

Veden saatavuus

Järjestelmä vaatii veden saatavuuden suhteen, koska seosta vaaditaan. Toisaalta biodigesterin on oltava lähellä raaka -ainelähdettä ja biokaasun kuluttajapaikkaa.

Lämpötila

Biodigesterin on säilytettävä vakio lämpötila lähellä 35 ° C ja välillä 20 - 60 ° C. Siksi voidaan tarvita ulkoinen lämmönosuus.

Damous by -tuoteilla

Sulfhydric -happoa (H2S) voi esiintyä, mikä on myrkyllistä ja syövyttämistä, ja silikonista johdettua silikonia, joka sisältyy kosmeettisiin tuotteisiin ja orgaanisen jätteen seokseen. Nämä siloksenot tuottavat SIO2: ta (piisidioksidia), joka on hankaava koneille ja komponenteille.

Näiden läsnäolo ja konsentraatio -tuotteet riippuvat käytetystä raaka -aineesta, veden ja kiinteän substraatin osuudesta muiden tekijöiden joukossa.

Jätteiden kertyminen

Jätettä tarvitaan biodigesterin lähellä, mikä tuo mukanaan logistiikka- ja terveysongelmia, joihin on puututtava.

Räjähdysriske

Polttoainekaasun tuottavan järjestelmänä se merkitsee tiettyä räjähdysriskiä, ​​jos erääntymistä varotoimenpiteistä ei toteuteta.

Kustannukset

Vaikka biodigesterin ylläpito ja hallinta on suhteellisen taloudellinen, alkuperäiset asennus- ja rakennuskustannukset voivat olla suhteellisen korkeat

Voi palvella sinua: diastrofismi: syyt, tyypit, seuraukset

Kuinka tehdä kotitekoinen biodigesteri

Kotitekoinen biodigesteri. Lähde: Kevisooryan [CC BY-SA 4.0 (https: // creativecommons.Org/lisenssit/by-SA/4.0)]

Biodigester vaatii peruselementtejä ja käymistilan, lastaus- ja purkamista putkien kanssa vastaavilla kulkuavaimillaan. Lisäksi biokaasun ja lannoitteiden talletukset ovat välttämättömiä.

On tärkeää pitää mielessä, että koko järjestelmän on oltava hermeettinen kaasuvuotojen välttämiseksi. Toisaalta järjestelmä on rakennettava ruostumattomilla materiaaleilla, kuten PVC: llä tai ruostumattomalla teräksellä veden ja sulfhydorihapon vaurioiden välttämiseksi.

- Fermentointisäiliö

Voidaan käyttää säiliötä tai muovisäiliötä, jonka kapasiteetti riippuu käsiteltävän orgaanisen jätteen määrästä. Tällä talletuksella on oltava hermeettinen kansi tai epäonnistumisen vuoksi kansi on suljettava korkeilla lämpötilojen kestävällä muoviliimalla.

Säiliössä on oltava neljä reikää ja kaikki niissä suoritetut tilat on suljettava korkean lämpötilan silikoni.

Kuormituskansi

Tämä reikä on säiliön kannen keskellä, sillä on oltava vähintään 4 tuumaa ja asennettava terveyskorkki langalla. Tämä pistoke on kytketty 4 -tuumaiseen PVC -putkeen, joka tulee pystysuoraan säiliöön jopa 10 cm ennen pohjaa.

Tämä merkintä ladata orgaaniset jätteet aiemmin murskattuna tai murskattuna.

Jätevesien viemärin reikä 1

On tärkeää muistaa, että 25% säiliötilasta on jätettävä vapaana kaasun kertymiseen, joten reikä on avattava sivulla tällä tasolla. Tässä säiliön sovittimen poraus asennetaan 2 tuuman PVC -putken segmentillä 15 cm pitkälle kulkunäppäimellä.

Tämän viemärin tarkoituksena on sallia supernatantin biolin ulostulon, kun säiliö lataa kuormituskannen. Biol on säilytettävä riittäviin astioihin seuraavaa käyttöä varten.

Jätevesien tyhjennysreikä 2

Tämän toisen viemärin on mentävä säiliön alaosaan käyneiden tuotteen tiheimmän osan purkamiseksi (biosoli). 2 -tuumaista PVC -putken segmenttiä, jonka pituus on 15 cm.

Biokaasu

Säiliön kansi avautuu 1/2 tuuman reikä asentaaksesi samanlaisen halkaisijan PVC -putken säiliösovittimella. Tällä putkella on poistumisavain poistumisessa.

- Biokaasun lähtö- ja puhdistusjärjestelmä

Biokaasujen lähtöputken on oltava vähintään 1,5 m pitkä, jotta vedenpoisto ja sulfidihapput järjestelmät ovat interspersperia. Sitten tätä putkea voidaan pidentää tarvittaessa kaasun siirtämiseksi varastoon tai käyttämään paikkaa.

Vedenpoisto

Veden poistamiseksi putki on keskeytettävä 30 cm: n lämpötilassa muovi- tai lasisäiliön intersperointiin hermeettisen kannen kanssa. Kaasunsiirtoputkella on oltava johdannainen T -yhteyden avulla, jotta kaasu tunkeutuu säiliöön.

Tällä tavoin kaasu täyttää säiliön, vesi tiivistyy ja kaasu seuraa polkuaan putken läpi.

Sulfhydric -happouutto

Vesiloukan jälkeen seuraavan 30 cm: n aikana 4 -tuumainen putken segmentti on välissä vastaavien pelkistysten läpi. Tämä segmentti on täytettävä rauta -siruilla tai kaupallisilla metallisienillä.

Sulfhydrinen happo reagoi metallin kanssa ja saostuu, kun taas biokaasu jatkaa reittiä säilytysastiaan tai käyttää paikkaa.

Viitteet

1. Aparcana-Robles S Y Jansen A (2008). Tutkimus anaerobisen käymisprosessin tuotteiden lannoitteen arvosta biokaasun tuotantoon. Germna -profec. 10 p.
2. Corona-Zúñiga I (2007). Biodigesterit. Monografia. Perustieteiden ja tekniikan instituutti, Hidalgon valtion autonominen yliopisto. Reforma Mineral, Hidalgo, Meksiko. 64 p.
3. Many-Loh C, Mamphweli S, Meyer E, Okos A, Makaka G ja Simon M (2013). Anaerobinen ruuansulatusmikrobi (bio-diges) lähestymistapana eläinten puhdistamiseen. Kansainvälinen ympäristötutkimus- ja kansanterveyslehti 10: 4390-4417.
4. Olaya-Arboleda ja ja González-Salcedo LO (2009). Biodigester -suunnittelun perusteet. Moduuli maatalouden rakenteiden aiheeseen. Kolumbian kansallinen yliopisto, Palmiran pääkonttori, tekniikan ja hallinnon tiedekunta. Palmira, Kolumbia. 31 p.
5. Pérez-medel JA (2010). Biodigesterin opiskelu ja suunnittelu pienviljelijöiden ja meijerin levittämiseen. Muisti. Konetekniikan laitos, fyysisen ja matematiikan tiedekunta, Chilen yliopisto. Santiago de Chile, chile. 77 p.
6. Yen-Phi VT, Clemens J, Rembenburg A, Vinneras B, Lenßen C ja Kistemann T (2009). Hygieeniset vaikutukset ja muovisten bio-digeserien kaasuntuotanto trooppisissa asunnoissa. Journal of Water and Health 7: 590-596.