Usine de biogaz à faire soi-même : mythes sur Internet et réalité rurale. Comment obtenir du biogaz à partir du fumier : un aperçu des principes de base et de la conception d'une usine de production Générateur de méthane utilisant des déchets alimentaires

Pour les propriétaires de grandes exploitations agricoles, la question du fumier, des fientes d'oiseaux et des restes d'animaux est un problème aigu. Pour résoudre le problème, vous pouvez utiliser des installations spéciales conçues pour produire du biogaz. Ils sont faciles à réaliser à la maison et peuvent être utilisés pendant une longue période avec un rendement élevé d'un produit prêt à l'emploi.

Qu’est-ce que le biogaz ?

Le biogaz est une substance obtenue à partir de matières premières naturelles sous forme de biomasse (fumier, fientes d'oiseaux) grâce à sa fermentation. Diverses bactéries sont impliquées dans ce processus, chacune se nourrissant des déchets des précédentes. Les micro-organismes suivants sont identifiés et participent activement au processus de production de biogaz :

• hydrolytique;
• acidifiant;
• formant du méthane.

La technologie de production de biogaz à partir de biomasse finie consiste à stimuler les processus naturels. Les bactéries présentes dans le fumier devraient être créées conditions optimales pour une reproduction rapide et un traitement efficace des substances. Pour ce faire, les matières premières biologiques sont placées dans une cuve étanche à l'oxygène.

Après cela, un groupe de microbes anaérobies entre en action. Ils permettent la conversion des composés contenant du phosphore, du potassium et de l'azote sous des formes pures. Le traitement produit non seulement du biogaz, mais également des approbations de qualité. Ils sont idéaux pour les besoins agricoles et sont plus efficaces que le fumier traditionnel.

Valeur environnementale de la production de biogaz

Grâce au traitement efficace des déchets biologiques, un carburant précieux est obtenu. La mise en place de ce procédé permet d'éviter les émissions de méthane dans l'atmosphère, qui ont un impact négatif sur environnement. Ce composé stimule l’effet de serre 21 fois plus fort que le dioxyde de carbone. Le méthane peut persister dans l'atmosphère pendant 12 ans.

Pour prévenir le réchauffement climatique, qui constitue un problème mondial, il est nécessaire de limiter l'entrée et la distribution de cette substance dans l'environnement. Les déchets résultant du processus de recyclage constituent un gage de haute qualité. Son utilisation permet de réduire le volume de composés chimiques utilisés. Les engrais synthétiques polluent les eaux souterraines et ont un impact négatif sur l’environnement.

Qu’est-ce qui affecte la productivité du processus de production ?

À bonne organisation processus de production pour la production de biogaz, à partir de 1 cube. m de matières premières organiques donnent environ 2 à 3 mètres cubes. m produit pur. Son efficacité est influencée par de nombreux facteurs :

• température ambiante ;
• niveau d'acidité des matières premières organiques;
• humidité ambiante;
• la quantité de phosphore, d'azote et de carbone dans la masse biologique initiale ;
• la taille des particules de fumier ou de déjections ;
• la présence de substances qui ralentissent le processus de transformation ;
• inclusion d'additifs stimulants dans la biomasse;
• fréquence d'alimentation en substrat.

Liste des matières premières utilisées pour la production de biogaz

Le biogaz ne peut pas être produit uniquement à partir de fumier ou de déjections d’oiseaux. D’autres matières premières peuvent être utilisées pour produire un carburant respectueux de l’environnement :

• vinasse de céréales;
• déchets de jus;
• pulpe de betterave;
• les déchets issus de la production de poisson ou de viande ;
• drêches;
• déchets des laiteries;
• boues fécales;
• déchets ménagers d'origine organique;
• déchets issus de la production de biodiesel à partir de colza.

Composition du gaz biologique

La composition du biogaz après passage est la suivante :

• 50 à 87 % de méthane ;
• 13 à 50 % de dioxyde de carbone ;
• impuretés d'hydrogène et de sulfure d'hydrogène.

Après avoir purifié le produit des impuretés, le biométhane est obtenu. Il s'agit d'un analogue, mais son origine est d'une nature différente. Pour améliorer la qualité du carburant, la teneur en méthane dans sa composition, qui constitue la principale source d'énergie, est normalisée.

Lors du calcul du volume de gaz produits, la température ambiante est prise en compte. Lorsqu'il augmente, le rendement du produit augmente et sa teneur en calories diminue. Les caractéristiques du biogaz sont affectées négativement par l’augmentation de l’humidité de l’air.

Champ d'application du biogaz

La production de biogaz joue un rôle important non seulement dans la préservation de l’environnement, mais alimente également l’économie nationale en carburant. Il se caractérise par une large gamme d'applications :

• utilisé comme matière première pour la production d'électricité, de carburant automobile ;
• répondre aux besoins énergétiques des petites ou moyennes entreprises ;
• Les installations de biogaz jouent le rôle d'installations de traitement, ce qui permet de résoudre le problème.

Technologie de production de biogaz

Pour produire du biogaz, des mesures doivent être prises pour accélérer le processus de dégradation naturelle de la matière organique. Avant d'être placées dans un récipient hermétiquement fermé avec un apport limité en oxygène, les matières premières naturelles sont soigneusement broyées et mélangées à une certaine quantité d'eau.

Le résultat est le substrat d'origine. La présence d'eau dans sa composition est nécessaire pour éviter les effets négatifs sur les bactéries qui peuvent survenir lorsque des substances proviennent de l'environnement. Sans le composant liquide, le processus de fermentation ralentit considérablement et réduit l'efficacité de l'ensemble de la bioinstallation.

Les équipements de type industriel de transformation des matières premières organiques sont en outre équipés de :

• un dispositif pour chauffer le substrat ;
• équipements pour mélanger les matières premières;
• dispositifs de surveillance de l'acidité de l'environnement.

Ces dispositifs augmentent considérablement l'efficacité des bioréacteurs. L'agitation élimine la croûte dure de la surface de la biomasse, ce qui augmente la quantité de gaz libérée. La durée de traitement de la masse organique est d'environ 15 jours. Pendant ce temps, il ne se décompose qu'à 25 %. Quantité maximale gaz naturel libéré lorsque le degré de dégradation du substrat atteint 33 %.

La technologie de production de gaz biologique implique un renouvellement quotidien du substrat. Pour ce faire, 5 % de la masse est retirée du bioréacteur, et une nouvelle portion de matières premières est placée à sa place. Le produit dépensé est utilisé comme avenant.

Technologie de production de biogaz à la maison

La production de biogaz à domicile s'effectue selon le schéma suivant :

1. La masse biologique est écrasée. Il est nécessaire d'obtenir des particules dont la taille ne dépasse pas 10 mm.
2. La masse résultante est soigneusement mélangée à de l'eau. Pour 1 kg de matières premières, vous avez besoin d'environ 700 ml de composant liquide. L'eau utilisée doit être potable et exempte d'impuretés.
3. L'ensemble du réservoir est rempli du substrat obtenu, après quoi il est hermétiquement fermé.
4. Il est conseillé de bien mélanger le substrat plusieurs fois par jour, ce qui augmentera l'efficacité de son traitement.
5. Au 5ème jour du processus de production, la présence de biogaz est vérifiée et celui-ci est progressivement pompé dans des bouteilles préparées à l'aide d'un compresseur. L'élimination périodique des produits gazeux est obligatoire. Leur accumulation entraîne une augmentation de la pression à l'intérieur du réservoir, ce qui affecte négativement le processus de dégradation de la masse biologique.
6. Au 15ème jour de production, une partie du substrat est retirée et une nouvelle portion de matériel biologique est chargée.

Pour déterminer le volume requis du réacteur pour le traitement de la biomasse, il convient de calculer la quantité de fumier produite pendant la journée. Le type de matières premières utilisées et les conditions de température qui seront maintenues dans l'installation doivent être pris en compte. Le réservoir utilisé doit être rempli à 85-90 % de son volume. Les 10 % restants sont nécessaires à l’accumulation du gaz biologique obtenu.

La durée du cycle de traitement doit être prise en compte. En maintenant une température de +35°C, cela dure 12 jours. Il ne faut pas oublier que les matières premières utilisées sont diluées avec de l'eau avant d'être envoyées au réacteur. Sa quantité est donc prise en compte avant de calculer le volume du réservoir.

Schéma d'une installation biologique simple

Pour produire du biogaz à la maison, il est nécessaire de créer des conditions optimales pour les micro-organismes qui décomposeront la masse biologique. Tout d'abord, il convient d'organiser le chauffage du générateur, ce qui entraînera des frais supplémentaires.

• Le volume du conteneur de stockage des déchets doit être d'au moins 1 mètre cube. m;
• il est nécessaire d'utiliser un récipient hermétiquement fermé ;
• l'isolation du réservoir de biomasse est une condition préalable à son fonctionnement efficace ;
• le réservoir peut être approfondi dans le sol. L'isolation thermique est installée uniquement dans sa partie supérieure ;
• Un batteur à main est installé dans le conteneur. Son manche est ressorti à travers un boîtier étanche ;
• des buses sont fournies pour le chargement/déchargement des matières premières et l'admission de biogaz.

Technologie de fabrication de réacteurs souterrains

Pour produire du biogaz, vous pouvez installer l’installation la plus simple en l’enfonçant dans le sol. La technologie de fabrication d'un tel réservoir est la suivante :

1. Creusez une fosse de la taille requise. Ses murs sont remplis de béton d'argile expansé, en outre renforcé.
2. Des trous sont laissés sur les murs opposés du bunker. Ils installent des tuyaux avec une certaine pente afin de pomper les matières premières et d'extraire les déchets.
3. Une canalisation de sortie d'un diamètre de 70 mm est installée presque tout en bas. Son autre extrémité est installée dans un réservoir dans lequel seront pompées les boues usées. Il est recommandé de le rendre rectangulaire.
4. Le pipeline d'approvisionnement en matières premières est placé à une hauteur de 0,5 m par rapport au fond. Son diamètre recommandé est de 30 à 35 mm. Le haut du tuyau est placé dans un réservoir séparé pour recevoir les matières premières préparées.
5. La partie supérieure du bioréacteur doit avoir une forme de dôme ou de cône. Il peut être fabriqué à partir de fer à toiture ordinaire ou d'autres tôles. Il est permis de fabriquer un couvercle de réservoir à l'aide d'une cuve en brique. Pour renforcer sa structure, la surface est en outre enduite avec l'installation d'un treillis de renfort.
6. Je fais une trappe au-dessus du couvercle du réservoir, qui doit être fermée hermétiquement. Un gazoduc d'évacuation du gaz y est également acheminé. De plus, une soupape de surpression est installée.
7. Pour mélanger le substrat, plusieurs tuyaux en plastique sont installés dans la cuve. Ils doivent être immergés dans la biomasse. De nombreux trous sont pratiqués dans les tuyaux, ce qui permet de mélanger les matières premières à l'aide de bulles de gaz en mouvement.

Calcul du rendement du biogaz

Le rendement en gaz biologique dépend de la teneur en matière sèche de la matière première et de sa nature :

• à partir de 1 tonne de fumier de gros bétail obtenez 50 à 60 mètres cubes. m de produit avec une teneur en méthane de 60% ;
• à partir de 1 tonne de déchets origine végétale obtenez 200 à 500 mètres cubes. m de biogaz avec une concentration en méthane de 70 % ;
• à partir de 1 tonne de graisse, on obtient 1 300 mètres cubes. m de gaz avec une concentration de méthane de 87%.

Pour déterminer l'efficacité de la production, des tests en laboratoire sont effectués sur les matières premières utilisées. Sa composition est calculée, ce qui affecte les caractéristiques de qualité du biogaz.

Le gaz est largement utilisé aussi bien dans l'industrie, notamment chimique (par exemple, matières premières pour la production de plastiques), que dans la vie quotidienne. Dans les conditions domestiques, le gaz est utilisé pour chauffer les habitations privées et immeubles d'habitation, la cuisine, le chauffage de l'eau, comme carburant pour les voitures, etc.

D'un point de vue environnemental, le gaz est l'un des carburants les plus propres. Comparé à d’autres types de carburant, il émet le moins d’émissions nocives.

Mais si l’on parle de gaz, nous entendons automatiquement le gaz naturel extrait des entrailles de la terre.

Un jour, je suis tombé sur un article dans le journal qui racontait comment un grand-père avait monté une installation simple et récupérait le gaz du fumier. Ce sujet m'a beaucoup intéressé. Et je voudrais parler de cette alternative au gaz naturel : le biogaz. Je trouve ce sujet assez intéressant et utile des gens ordinaires et surtout les agriculteurs.

Dans la cour de n'importe qui ferme paysanne Vous pouvez utiliser non seulement l’énergie éolienne et solaire, mais aussi le biogaz.

Biogaz- le carburant gazeux, produit de la décomposition microbiologique anaérobie des substances organiques. La technologie de production de gaz est une méthode de traitement, de recyclage et de désinfection respectueuse de l'environnement et sans déchets de divers déchets organiques d'origine végétale et animale.

Les matières premières pour produire du biogaz sont le fumier ordinaire, les feuilles, l'herbe, en général, tous les déchets organiques : fanes, déchets alimentaires, feuilles mortes.

Le gaz qui en résulte, le méthane, est le résultat de l’activité vitale des bactéries méthanes. Le méthane, également appelé gaz des marais ou gaz de mine, représente 90 à 98 % du gaz naturel utilisé dans la vie quotidienne.

L'installation de production de gaz est très simple à fabriquer. Nous avons besoin d'un récipient principal, vous pouvez le cuisiner vous-même ou en utiliser un tout prêt, cela peut être n'importe quoi. Une isolation thermique doit être installée sur les côtés du conteneur pour utiliser l'appareil pendant la saison froide. Nous faisons quelques trappes sur le dessus. À partir de l'un d'eux, nous connectons des tubes pour l'évacuation des gaz. Pour un processus de fermentation intensif et un dégagement de gaz, le mélange doit être agité périodiquement. Par conséquent, vous devez installer un appareil de mixage. Ensuite, le gaz doit être collecté et stocké ou utilisé aux fins prévues. Pour collecter le gaz, vous pouvez utiliser une chambre de voiture ordinaire, puis, si vous disposez d'un compresseur, le comprimer et le pomper dans des cylindres.

Le principe de fonctionnement est assez simple : le fumier est chargé par une seule trappe. À l’intérieur, cette biomasse est décomposée par des bactéries spéciales méthane. Pour rendre le processus plus intense, le contenu doit être agité et de préférence chauffé. Pour le chauffage, vous pouvez installer des tubes à l'intérieur desquels doivent circuler eau chaude. Le méthane libéré à la suite de l'activité vitale des bactéries pénètre dans les chambres de la voiture par des tubes et, lorsqu'une quantité suffisante s'accumule, il est comprimé à l'aide d'un compresseur et pompé dans des cylindres.

Par temps chaud ou lors de l'utilisation d'un chauffage artificiel, l'installation peut produire une quantité de gaz assez importante, de l'ordre de 8 m 3 /jour.

Il est également possible d'obtenir du gaz à partir des déchets ménagers des décharges, mais le problème réside dans les produits chimiques utilisés dans la vie quotidienne.

Les bactéries méthanes se trouvent dans les intestins des animaux et donc dans le fumier. Mais pour qu’ils commencent à fonctionner, il est nécessaire de limiter leur interaction avec l’oxygène, car celui-ci inhibe leurs fonctions vitales. C'est pourquoi il est nécessaire de créer des installations spéciales afin que les bactéries n'entrent pas en contact avec l'air.

Dans le biogaz obtenu, la concentration de méthane est légèrement inférieure à celle du gaz naturel. Par conséquent, lorsqu'il est brûlé, il produira un peu moins de chaleur. Lors de la combustion de 1 m 3 de gaz naturel, 7 à 7,5 Gcal sont libérés, puis lors de la combustion de biogaz - 6 à 6,5 Gcal.

Ce gaz est adapté au chauffage (nous avons également informations générales sur le chauffage) et pour une utilisation dans les poêles domestiques. Le coût du biogaz est faible, et dans certains cas pratiquement égal à zéro, si tout est fabriqué à partir de matériaux de récupération et que vous élevez, par exemple, une vache.

Les déchets issus de la production de gaz sont du lombricompost - un engrais organique dans lequel, pendant le processus de pourriture sans accès à l'oxygène, tout pourrit, depuis les graines de mauvaises herbes, et il ne reste que les micro-éléments utiles nécessaires aux plantes.

Il existe même des méthodes pour créer des gisements de gaz artificiel à l'étranger. Cela ressemble à ceci. Car une grande partie des déchets ménagers jetés sont constitués de matières organiques, qui peuvent pourrir et produire du biogaz. Pour que le gaz commence à se libérer, il est nécessaire de priver la matière organique d'interaction avec l'air. Par conséquent, les déchets sont enroulés en couches et la couche supérieure est constituée d’un matériau résistant aux gaz, tel que de l’argile. Ensuite, ils forent des puits et extraient du gaz comme s’ils provenaient de gisements naturels. Et plusieurs problèmes sont résolus en même temps, comme l'élimination des déchets et la production d'énergie.

Dans quelles conditions est produit le biogaz ?

Conditions d’obtention et valeur énergétique du biogaz

Afin de monter une installation de petite taille, il faut savoir à partir de quelles matières premières et par quelle technologie le biogaz peut être obtenu.

Le gaz est obtenu lors de la décomposition (fermentation) de substances organiques sans accès à l'air (processus anaérobie) : excréments d'animaux domestiques, paille, fanes, feuilles mortes et autres déchets organiques générés dans les ménages individuels. Il s’ensuit que le biogaz peut être obtenu à partir de tout déchet ménager susceptible de se décomposer et de fermenter à l’état liquide ou humide.

Le processus de décomposition (fermentation) se déroule en deux phases :

1. Décomposition de la biomasse (hydrotation) ;
2. Gazéification (libération de biogaz).

Ces processus se déroulent dans un fermenteur (usine de biogaz anaérobie).

Les boues obtenues après décomposition dans les installations de biogaz augmentent la fertilité des sols et la productivité augmente de 10 à 50 %. Ainsi, l'engrais le plus précieux est obtenu.

Le biogaz est constitué d'un mélange de gaz :

• méthane-55-75% ;
• dioxyde de carbone - 23-33%;
• sulfure d'hydrogène-7%.

La fermentation méthanique est un processus complexe de fermentation de substances organiques - un processus bactérien. La condition principale pour que ce processus se produise est la présence de chaleur.

Lors de la décomposition de la biomasse, de la chaleur est générée, qui est suffisante pour que le processus se déroule ; afin de retenir cette chaleur, le fermenteur doit être isolé thermiquement. Lorsque la température dans le fermenteur diminue, l'intensité du dégagement gazeux diminue, car les processus microbiologiques dans la masse organique ralentissent. Par conséquent, une isolation thermique fiable d’une installation de biogaz (biofermenteur) est l’une des conditions les plus importantes pour son fonctionnement normal. Lors du chargement du fumier dans le fermenteur, il doit être mélangé avec de l'eau chaude à une température de 35 à 40 ° C. Cela contribuera à assurer le mode de fonctionnement nécessaire.

Lors du rechargement, les pertes de chaleur doivent être minimisées. Assistance technique pour le biogaz.

Pour un meilleur chauffage du fermenteur, vous pouvez utiliser « l’effet de serre ». Pour ce faire, une charpente en bois ou en métal léger est installée au dessus de la coupole et recouverte d'un film plastique. Les meilleurs résultats sont obtenus à une température de la matière première fermentée à 30-32°C et une humidité de 90-95%. Dans les régions du centre et du nord, une partie du gaz produit doit être dépensée pendant les périodes froides de l'année pour chauffer davantage la masse fermentée, ce qui complique la conception des installations de biogaz.

Les installations sont faciles à construire dans des exploitations individuelles sous la forme de fermenteurs spéciaux pour la fermentation de la biomasse. La principale matière première organique à charger dans le fermenteur est le fumier.

Lors du premier chargement de fumier de bétail, le processus de fermentation doit durer au moins 20 jours et pour le fumier de porc, au moins 30 jours. Vous pouvez obtenir plus de gaz lors du chargement d'un mélange de divers composants par rapport au chargement, par exemple, de fumier de bétail.

Par exemple, un mélange de fumier de bétail et de fumier de volaille, une fois transformé, produit jusqu'à 70 % de méthane sous forme de biogaz.

Une fois le processus de fermentation stabilisé, vous devez charger chaque jour des matières premières avec pas plus de 10 % de la quantité de masse traitée dans le fermenteur.

Lors de la fermentation, en plus de la production de gaz, les substances organiques sont désinfectées. Les déchets organiques éliminent la microflore pathogène et désodorisent les odeurs désagréables.

Les boues obtenues doivent être périodiquement déchargées du fermenteur ; elles sont utilisées comme engrais.

Lorsque l'installation de biogaz est remplie pour la première fois, le gaz extrait ne brûle pas, car le premier gaz produit contient une grande quantité de dioxyde de carbone, environ 60 %. Par conséquent, il doit être rejeté dans l’atmosphère et après 1 à 3 jours, le fonctionnement de l’usine de biogaz se stabilisera.

Tableau n°1 - la quantité de gaz obtenue par jour lors de la fermentation des excréments d'un animal

En termes de quantité d'énergie dégagée, 1 m 3 de biogaz équivaut à :

• 1,5 kg de charbon ;
• 0,6 kg de kérosène ;
• 2 kW/h d'électricité ;
• 3,5 kg de bois de chauffage ;
• 12 kg de briquettes de fumier.

Conception d'installations de biogaz de petite taille

Figure 1 - Schéma de l'installation de biogaz la plus simple avec un dôme pyramidal : 1 - fosse à fumier ; 2 - rainure - joint hydraulique ; 3 — cloche pour collecter le gaz ; 4, 5 - tuyau de sortie de gaz ; 6 - manomètre.

Selon les dimensions indiquées sur la figure 1, la fosse 1 et le dôme 3 sont équipés. La fosse est revêtue de dalles en béton armé de 10 cm d'épaisseur, enduites de mortier de ciment et enduites de résine pour plus d'étanchéité. Une cloche de 3 m de haut est soudée en fer à toiture, dans la partie supérieure de laquelle va s'accumuler le biogaz. Pour la protéger de la corrosion, la cloche est périodiquement peinte avec deux couches de peinture à l'huile. Il est encore préférable de recouvrir d'abord l'intérieur de la cloche de minium rouge. Dans la partie supérieure de la cloche, un tuyau 4 est installé pour évacuer le biogaz et un manomètre 5 est installé pour mesurer sa pression. Le tuyau de sortie de gaz 6 peut être constitué d'un tuyau en caoutchouc, d'un tuyau en plastique ou en métal.

Autour de la fosse du fermenteur, une rainure en béton est installée - un joint hydraulique 2. rempli d'eau, dans laquelle la face inférieure de la cloche est immergée à 0,5 m.

Figure 2 - Dispositif d'évacuation des condensats : 1 - canalisation d'évacuation des gaz ; 2 - Tuyau en forme de U pour les condensats ; 3 - condensats.

Le gaz peut être fourni, par exemple, à une cuisinière par des tubes en métal, en plastique ou en caoutchouc. Pour éviter que les tubes ne gèlent à cause du gel de l'eau de condensation en hiver, utilisez un dispositif simple représenté sur la figure 2 : un tube 2 en forme de U est raccordé à la canalisation 1 au point le plus bas. La hauteur de sa partie libre doit être supérieure à la pression du biogaz (en mm de colonne d'eau). Le condensat 3 est évacué par l'extrémité libre du tube et il n'y aura aucune fuite de gaz.

Figure 3 - Schéma de l'installation de biogaz la plus simple à dôme conique : 1 - fosse à fumier ; 2 — dôme (cloche); 3 — partie élargie du tuyau ; 4 - tuyau de sortie de gaz ; 5 - rainure - joint hydraulique.

Dans l'installation représentée à la figure 3, la fosse 1 d'un diamètre de 4 mm et d'une profondeur de 2 m est recouverte à l'intérieur de tôles de toiture dont les tôles sont étroitement soudées. La surface intérieure du réservoir soudé est recouverte de résine pour une protection anticorrosion. À l'extérieur du bord supérieur du réservoir en béton, une rainure circulaire de 5 à 1 m de profondeur est installée, qui est remplie d'eau. La partie verticale du dôme 2, recouvrant le réservoir, y est librement installée. Ainsi, la rainure dans laquelle on verse de l'eau sert de joint hydraulique. Le biogaz est collecté dans la partie supérieure du dôme, d'où il est acheminé par le tuyau de sortie 3 puis par la canalisation 4 (ou tuyau) jusqu'au lieu d'utilisation.

Environ 12 mètres cubes de masse organique (de préférence du fumier frais) sont chargés dans le réservoir rond 1, qui est rempli de la fraction liquide du fumier (urine) sans ajout d'eau. Une semaine après le remplissage, le fermenteur commence à fonctionner. Dans cette installation, la capacité du fermenteur est de 12 mètres cubes, ce qui permet de le construire pour 2-3 familles dont les maisons sont situées à proximité. Une telle installation peut être construite sur une ferme si la famille élève par exemple des taureaux ou possède plusieurs vaches.

Figure 4 - Schémas de variantes des installations les plus simples : 1 - approvisionnement en déchets organiques ; 2 - conteneur pour déchets organiques ; 3 - zone de collecte des gaz sous le dôme ; 4 - tuyau de sortie de gaz ; 5 - drainage des boues ; 6 — manomètre ; 7 — dôme en film de polyéthylène ; 8 - joint hydraulique et ; 9 — marchandise ; 10—sac monobloc en polyéthylène collé.

Les schémas de conception et technologiques des installations de petite taille les plus simples sont présentés à la figure 4. Les flèches indiquent les mouvements technologiques de la masse organique initiale, du gaz et des boues. Structurellement, le dôme peut être rigide ou constitué d'un film de polyéthylène. Un dôme dur peut être réalisé avec une longue partie cylindrique pour plongée profonde dans la masse traitée flottante, figure 4, d, ou insérée dans un joint hydraulique, figure 4, e. Un dôme en film peut être inséré dans le joint hydraulique, figure 4, e, ou réalisé sous la forme d'un grand sac collé sans soudure. , Figure 4, g. Dans cette dernière version, un poids 9 est placé sur le sac en film pour que le sac ne gonfle pas trop, et également pour créer une pression suffisante sous le film.

Le gaz, qui est collecté sous le dôme ou le film, est acheminé par un gazoduc jusqu'au lieu d'utilisation. Pour éviter une explosion de gaz, une vanne réglée à une certaine pression peut être installée sur le tuyau de sortie. Cependant, le risque d'explosion de gaz est peu probable, car avec une augmentation significative de la pression du gaz sous le dôme, celui-ci se soulèvera dans le joint hydraulique jusqu'à une hauteur critique et basculera, libérant le gaz.

La production de biogaz peut être réduite car une croûte se forme à la surface de la matière première organique dans le fermenteur pendant la fermentation. Pour s'assurer qu'il ne gêne pas la fuite des gaz, il est brisé en mélangeant la masse dans le fermenteur. Vous ne pouvez pas mélanger à la main, mais en attachant une fourchette en métal au dôme par le bas. Le dôme du joint hydraulique s'élève jusqu'à une certaine hauteur lorsque le gaz s'accumule et s'abaisse au fur et à mesure de son utilisation.

Grâce au mouvement systématique du dôme de haut en bas, les fourches reliées au dôme vont détruire la croûte.

Une humidité élevée et la présence de sulfure d'hydrogène (jusqu'à 0,5 %) contribuent à une corrosion accrue des pièces métalliques des installations de biogaz. Par conséquent, l'état de tous les éléments métalliques du fermenteur est régulièrement surveillé et les zones endommagées sont soigneusement protégées, de préférence avec du plomb en une ou deux couches, puis peintes en deux couches avec n'importe quelle peinture à l'huile.

Figure 5. Schéma d'une installation de biogaz chauffée : 1 - fermenteur ; 2 — bouclier en bois; 3 - goulot de remplissage ; 4 — réservoir de méthane ; 5 - agitateur; 6 — tuyau de dérivation pour la sélection du biogaz ; 7 - couche d'isolation thermique ; 8 - grille; 9 - vanne de vidange pour la masse traitée ; 10 — canal pour l'alimentation en air ; 11 - souffleur.

Installation de biogaz avec chauffage de la masse fermentée par la chaleur , libéré lors de la décomposition du fumier dans un fermenteur aérobie, est représenté sur la figure 5. Il comprend une cuve de digestion - un récipient métallique cylindrique avec un goulot de remplissage 3. une vanne de vidange 9. un agitateur mécanique 5 et une buse 6 pour la sélection du biogaz.

Le fermenteur 1 peut être réalisé en rectangulaire et en 3 matériaux en bois. Pour le déchargement du fumier transformé, les parois du jus sont amovibles. Le sol du fermenteur est en treillis ; l'air est soufflé à travers le canal technologique 10 à partir d'un ventilateur 11. Le dessus du fermenteur est recouvert de tôles de bois 2. Pour réduire les pertes de chaleur, les parois et le fond sont constitués d'une couche d'isolation thermique. 7.

L'installation fonctionne comme ceci. Du lisier pré-préparé avec une teneur en humidité de 88 à 92 % est versé dans le réservoir de méthane 4 par la tête 3, le niveau de liquide est déterminé par la partie inférieure du goulot de remplissage. Le fermenteur aérobie 1 est rempli par la partie supérieure de l'ouverture avec du fumier de litière ou un mélange de fumier avec une charge organique sèche en vrac (paille, sciure) avec une teneur en humidité de 65 à 69 %. Lorsque l'air est introduit par le canal technologique dans le fermenteur, la masse organique commence à se décomposer et de la chaleur est libérée. Il suffit de chauffer le contenu du réservoir de méthane. Du biogaz est ainsi libéré. Il s’accumule dans la partie supérieure du réservoir du digesteur. Grâce au tuyau 6, il est utilisé pour les besoins domestiques. Pendant le processus de fermentation, le fumier présent dans le digesteur est mélangé avec un mélangeur 5.

Une telle installation sera rentabilisée en un an seulement grâce à l'élimination des déchets dans les ménages personnels. Les valeurs approximatives de la consommation de biogaz sont données dans le tableau 2.

Tableau n°2 – valeurs approximatives de consommation de biogaz

Remarque : l'installation peut fonctionner dans n'importe quelle zone climatique.

Figure 6 - Schéma de l'installation de biogaz individuelle IBGU-1 : 1 - goulotte de remplissage ; 2 - agitateur ; 3 - tuyau pour l'échantillonnage des gaz ; 4 - couche d'isolation thermique ; 5 — tuyau avec robinet pour décharger la masse traitée ; 6 - thermomètre.

Installation de biogaz individuelle (IBGU-1) pour une famille de 2 à 6 vaches ou 20 à 60 porcs, ou 100 à 300 volailles (Figure 6). L'installation peut traiter chaque jour de 100 à 300 kg de fumier et produit 100 à 300 kg d'engrais organiques respectueux de l'environnement et 3 à 12 m 3 de biogaz.

Introduction

Production de biogaz à partir de digesteurs et d'installations de biogaz agricole

Systèmes de stockage de biogaz

Composition du biogaz

Préparation du biogaz pour utilisation

Principales orientations et leaders mondiaux dans l'utilisation du biogaz

Conclusion

Liste de la littérature utilisée

Introduction

Dans la pratique mondiale de l'approvisionnement en gaz, une expérience suffisante a été accumulée dans l'utilisation de sources d'énergie renouvelables, y compris l'énergie de la biomasse. Le combustible gazeux le plus prometteur est le biogaz, dont l'intérêt pour son utilisation ces dernières années non seulement n'a pas diminué, mais continue de croître. Les biogaz désignent les gaz contenant du méthane qui se forment lors de la décomposition anaérobie de la biomasse organique. Selon la source de production, les biogaz sont divisés en trois grands types :

Gaz de digestion produit dans les stations d'épuration municipales (BG STP) ;

Biogaz produit dans les installations de biogaz (BGU) lors de la fermentation des déchets agricoles (BG Agricultural Production) ;

Gaz de décharge produit dans les décharges contenant des composants organiques (BG MSW).

Dans mon travail, j'ai examiné les technologies de production de ces gaz, leur composition, les méthodes de préparation du biogaz destiné à être utilisé, notamment les méthodes de purification des substances de ballast. Le biogaz a un large éventail d’utilisations, dont j’ai brièvement parlé dans cet ouvrage.

Production de biogaz à partir de digesteurs et d'installations de biogaz agricole

Selon la conception technique, les installations de biogaz sont divisées en trois systèmes : cumulatif, périodique et continu.

Les systèmes cumulatifs assurent la fermentation dans des réacteurs, qui servent également de lieu de stockage du fumier fermenté (substrat) jusqu'à son déchargement. Le substrat initial est introduit en continu dans le réservoir jusqu'à ce qu'il soit rempli. Le substrat fermenté est déchargé une à deux fois par an pendant la période d'application des engrais au sol. Dans ce cas, une partie des boues fermentées est spécialement laissée dans le réacteur et sert de matière première pour le cycle de fermentation ultérieur. Le volume de stockage combiné au bioréacteur est calculé pour le volume total de fumier retiré du complexe pendant la période inter-semis. De tels systèmes nécessitent de grandes quantités de stockage et sont très rarement utilisés.

Un système de production périodique de biogaz implique un chargement unique du substrat initial dans le réacteur, l'approvisionnement en graines et le déchargement du produit fermenté. Un tel système se caractérise par une intensité de travail assez élevée, un débit de gaz très inégal et nécessite au moins deux réacteurs, un réservoir pour accumuler le fumier initial et stocker le substrat fermenté.

Avec un schéma continu, le substrat d'origine est chargé en continu ou à certains intervalles (1 à 10 fois par jour) dans la chambre de fermentation, d'où la même quantité de sédiments fermentés est simultanément éliminée. Pour intensifier le processus de fermentation, divers additifs peuvent être ajoutés au bioréacteur, augmentant non seulement la vitesse de réaction, mais également le rendement et la qualité du gaz. Les installations de biogaz modernes sont généralement conçues pour un processus continu et sont constituées d'acier, de béton, de plastique et de brique. Pour l'isolation thermique, on utilise de la fibre de verre, de la laine de verre et du plastique cellulaire.

Sur la base de la productivité quotidienne, les systèmes et installations de biogaz existants peuvent être divisés en 3 types :

petit - jusqu'à 50 m 3 /jour ;

moyen – jusqu'à 500 m 3 /jour ;

grand - jusqu'à 30 000 m 3 / jour.

Les installations de digestion et de biogaz agricole ne présentent pas de différences fondamentales, à l'exception du substrat utilisé. Schéma technologique L'installation agricole de biogaz est représentée sur la Fig. 1.

Selon ce schéma, le fumier du bâtiment d'élevage (1) entre dans le réservoir de stockage (2), puis il est chargé dans le réservoir du digesteur - un réservoir pour la digestion anaérobie (4) à l'aide d'une pompe fécale (3). Le biogaz généré pendant le processus de fermentation entre dans le réservoir de gaz (5) puis vers le consommateur. Pour chauffer le fumier à la température de fermentation et maintenir le régime thermique dans le digesteur, un échangeur de chaleur (6) est utilisé, à travers lequel de l'eau chaude est utilisée. s'écoule, réchauffé dans la chaudière (7). Le fumier fermenté est déchargé dans l'installation de stockage du fumier (8).

Fig.1. Schéma généralisé de production de biogaz (biogaz agricole

Le bioréacteur dispose d'une isolation thermique, qui doit maintenir la température de fermentation de manière stable et être rapidement remplacée en cas de panne. Le bioréacteur est chauffé en plaçant des échangeurs de chaleur autour du périmètre des murs sous la forme d'une spirale de tuyaux dans lesquels circule de l'eau chaude avec une température initiale de 60 à 70 °C. Une température de liquide de refroidissement aussi basse est adoptée pour éviter la mort des micro-organismes producteurs de méthane et le collage des particules de substrat sur la surface d'échange thermique, ce qui peut entraîner une détérioration du transfert de chaleur. Le bioréacteur dispose également de dispositifs permettant un mélange constant du fumier. Le flux de fumier dans le digesteur est régulé afin que le processus de fermentation se déroule uniformément.

Au cours de la fermentation, la microflore se développe dans le fumier, qui détruit successivement les substances organiques en acides, et ces dernières, sous l'influence de bactéries syntrophiques et méthaneuses, sont transformées en produits gazeux - méthane et dioxyde de carbone.

Les digesteurs fournissent tous les paramètres de processus nécessaires - température (33-37º C), concentration de substances organiques, acidité (6,8-7,4), etc. La croissance des cellules de biocénose du méthane est également déterminée par le rapport C:N et sa valeur optimale. est 30 :1. Certaines substances contenues dans le substrat de départ peuvent inhiber la fermentation du méthane (Tableau 1). Par exemple, le fumier de poulet inhibe souvent la fermentation du méthane par un excès de NH3.

Tableau 1

Inhibiteurs de fermentation du méthane

Biogaz produit dans les décharges de déchets solides

Le processus de formation incontrôlée de gaz dans les décharges de déchets ménagers et autres contenant une grande proportion de composants organiques peut être considéré comme un processus de production de gaz contenant du méthane dans un système accumulateur pendant la durée du processus jusqu'à la décomposition complète de la partie organique ; est beaucoup plus long que dans les métatanks.

Dans la pratique nationale, les systèmes de recyclage du biogaz dans les décharges de déchets solides ne sont donc pas encore largement répandus, après un examen plus approfondi. caractéristiques de conception les systèmes de collecte et de transport du biogaz seront pris en compte expérience à l'étranger. Un diagramme schématique de l'un de ces systèmes dans une décharge de déchets solides est présenté sur la figure. 2. Le système se compose de deux parties principales : un réseau de collecte de gaz sous vide et un réseau de distribution de consommateurs de biogaz sous une pression excédentaire faible ou (moins souvent) moyenne.

Riz. 2. Construction d'un système de dégazage pour les décharges de déchets solides

Vous trouverez ci-dessous les définitions des éléments les plus importants du système de collecte des gaz à la décharge, illustrés à la Fig. 2 et les exigences relatives aux éléments individuels du système.

Les collecteurs de gaz sont des canalisations posées dans l'épaisseur des déchets, dans lesquelles un vide est créé. En règle générale, ils sont effectués soit verticalement sous la forme puits de gaz, ou horizontalement sous forme de canalisations perforées, mais en pratique d'autres formes sont également utilisées (réservoirs, chambres à gravier ou à pierre concassée, etc.).

Par gazoducs collecteurs, on entend des gazoducs qui sont sous vide et mènent à une partie des collecteurs collecteurs. Pour compenser les rabattements, ils disposent d'un raccordement flexible au collecteur de gaz (pour mesurer la pression) et des raccords pour le prélèvement de gaz sont situés dans l'unité de raccordement.

Les gazoducs de collecte sont regroupés en un point de collecte de gaz. Le point de collecte des gaz peut être réalisé sous la forme d'une canalisation, d'un réservoir, etc. et est situé au point le plus bas afin d'assurer la collecte et l'évacuation des condensats tombant. Les dispositifs d'instrumentation et d'automatisation sont situés au point de collecte des gaz.

Un système d'évacuation des condensats est un dispositif sur un gazoduc permettant de collecter et d'évacuer les condensats au point le plus bas du système de canalisations. Dans la zone de vide, les condensats sont évacués par des siphons, dans la zone de surpression - par des purgeurs de condensats réglables. Les condensats peuvent également être éliminés aussi bien dans la zone de dépression que dans la zone de surpression à l'aide d'un dispositif de refroidissement.

La canalisation d'aspiration est la section droite de la canalisation située devant le dispositif d'injection ; des dispositifs d'instrumentation et d'automatisation sont également fournis ici.

Les appareils à pression (ventilateur, soufflante, etc.) permettent de créer le vide nécessaire au transport du gaz depuis un corps de stockage ou de créer une surpression lors du transport du gaz vers le lieu d'utilisation (vers une torchère, vers un système de récupération, etc.). ).

L'unité de compresseur sert à augmenter la surpression du gaz.

Les dispositifs de soufflante sont situés dans la salle des machines. Les structures traditionnelles sont des conteneurs, des enceintes métalliques ou des petits bâtiments (garages, structures en blocs, etc.). Dans les grandes installations, les dispositifs d'injection de gaz sont situés dans la salle des machines ; ils peuvent parfois être placés dans des espaces ouverts sous un auvent.

La technologie n'est pas nouvelle. Son développement a commencé au XVIIIe siècle, lorsque Jan Helmont, un chimiste, a découvert que le fumier émettait des gaz inflammables.

Ses recherches ont été poursuivies par Alessandro Volta et Humphrey Davy, qui ont découvert du méthane dans le mélange gazeux. À la fin du XIXe siècle, en Angleterre, le biogaz issu du fumier était utilisé dans les lampadaires. Au milieu du XXe siècle, on a découvert des bactéries produisant du méthane et ses précurseurs.

Le fait est que trois groupes de micro-organismes travaillent alternativement dans le fumier, se nourrissant des déchets des bactéries précédentes.

Les premières à agir sont les bactéries acétogènes, qui dissolvent les glucides, les protéines et les graisses présentes dans le lisier.

Après traitement de l'apport de nutriments par des micro-organismes anaérobies, du méthane, de l'eau et du dioxyde de carbone se forment. En raison de la présence d'eau, le biogaz à ce stade n'est pas capable de brûler - il doit être purifié et passe donc par des installations de traitement.

Qu'est-ce que le biométhane

Le gaz obtenu à la suite de la décomposition de la biomasse du fumier est un analogue du gaz naturel. Il est presque 2 fois plus léger que l'air, donc il monte toujours. C’est ce qui explique la technologie de production artificielle : un espace libre est laissé au sommet pour que la substance puisse être libérée et s’accumuler, d’où elle est ensuite pompée pour être utilisée pour ses propres besoins.

Le méthane influence grandement l'effet de serre - bien plus que le dioxyde de carbone - 21 fois. Par conséquent, la technologie de traitement du fumier constitue un moyen non seulement économique, mais également respectueux de l’environnement, d’éliminer les déjections animales.

• cuisson;

• dans les moteurs à combustion interne des automobiles ;

• pour chauffer une maison privée.

Le biogaz produit une grande quantité de chaleur. 1 mètre cube équivaut à brûler 1,5 kg de charbon.

Comment est produit le biométhane ?

Il peut être obtenu non seulement à partir du fumier, mais aussi des algues, des matières végétales, des graisses et autres déchets animaux, ainsi que des résidus issus de la transformation des matières premières des poissonneries. En fonction de la qualité matériel source, sa capacité énergétique dépend du rendement final du mélange gazeux.

La quantité minimale de gaz obtenue est de 50 mètres cubes par tonne de fumier de bétail. Maximum - 1 300 mètres cubes après transformation de la graisse animale. La teneur en méthane peut atteindre 90 %.

Un type de gaz biologique est le gaz de décharge. Il se forme lors de la décomposition des déchets dans les décharges suburbaines. L’Occident dispose déjà d’équipements qui traitent les déchets de la population et les transforment en carburant. En tant que type d’entreprise, elle dispose de ressources illimitées.

Sa base de matières premières comprend :

• industrie alimentaire;

• l'élevage;

• élevage de volailles;

• pêcheries et usines de transformation;

• laiteries;

• production de boissons alcoolisées et faiblement alcoolisées.

Toute industrie est obligée d’éliminer ses déchets – cela coûte cher et n’est pas rentable. À la maison, à l'aide d'une petite installation faite maison, vous pouvez résoudre plusieurs problèmes à la fois : chauffer gratuitement la maison, fertiliser le terrain avec des nutriments de haute qualité issus du traitement du fumier, libérer de l'espace et éliminer les odeurs.

Technologie de production de biocarburants

Toutes les bactéries qui participent à la formation du biogaz sont anaérobies, c'est-à-dire qu'elles n'ont pas besoin d'oxygène pour vivre. Pour ce faire, des récipients de fermentation complètement étanches sont construits, dont les tuyaux de sortie ne laissent pas non plus passer l'air de l'extérieur.

Après avoir versé le liquide brut dans la cuve et augmenté la température jusqu'à la valeur requise, les bactéries commencent à fonctionner. Du méthane commence à être libéré, qui monte de la surface du lisier. Il est envoyé dans des oreillers ou des réservoirs spéciaux, après quoi il est filtré et aboutit dans des bouteilles de gaz.

Les déchets liquides provenant des bactéries s'accumulent au fond, d'où ils sont périodiquement pompés et également envoyés au stockage. Après cela, une nouvelle portion de fumier est pompée dans le réservoir.

Régime de température du fonctionnement des bactéries

Pour transformer le fumier en biogaz, il est nécessaire de créer des conditions propices au travail des bactéries. certains d'entre eux sont activés à des températures supérieures à 30 degrés - mésophiles. Dans le même temps, le processus est plus lent et les premiers produits peuvent être obtenus au bout de 2 semaines.

Les bactéries thermophiles fonctionnent à des températures de 50 à 70 degrés. Le temps nécessaire pour obtenir du biogaz à partir du fumier est réduit à 3 jours. Dans ce cas, les déchets sont des boues fermentées qui sont utilisées dans les champs comme engrais pour les cultures agricoles. Il n'y a pas de micro-organismes pathogènes, d'helminthes et de mauvaises herbes dans les boues, car ils meurent lorsqu'ils sont exposés à des températures élevées.

Manger genre spécial bactéries thermophiles capables de survivre dans des environnements chauffés à 90 degrés. Ils sont ajoutés aux matières premières pour accélérer le processus de fermentation.

Une diminution de la température entraîne une diminution de l'activité des bactéries thermophiles ou mésophiles. Dans les ménages privés, les mésophylles sont plus souvent utilisées, car elles ne nécessitent pas de chauffage particulier du liquide et la production de gaz est moins chère.

Par la suite, lorsque le premier lot de gaz est reçu, il peut être utilisé pour chauffer le réacteur avec des micro-organismes thermophiles.

Important! Les méthanogènes ne tolèrent pas les changements brusques de température, ils doivent donc être maintenus au chaud en hiver à tout moment.

Comment préparer les matières premières à verser dans le réacteur

Pour produire du biogaz à partir du fumier, il n’est pas nécessaire d’introduire spécialement des micro-organismes dans le liquide, car on les retrouve déjà dans les excréments d’animaux. Il vous suffit de maintenir la température et d'ajouter une nouvelle solution de fumier à temps. Il doit être préparé correctement. L'humidité de la solution doit être de 90 % (consistance d'une crème sure liquide), Par conséquent, les excréments secs sont d'abord remplis d'eau - crottes de lapin, crottes de cheval, crottes de mouton, crottes de chèvre. Fumier de porc dans forme pure

n'a pas besoin d'être dilué car il contient beaucoup d'urine. L'étape suivante consiste à décomposer les solides du fumier. Plus la fraction est fine, mieux les bactéries traiteront le mélange et plus de gaz sera libéré. A cet effet, les installations utilisent un agitateur qui fonctionne en permanence.

Cela réduit le risque de formation d’une croûte dure à la surface du liquide.

Technologie de purification des gaz

Lors de la transformation du fumier en biogaz, on obtient :

• 70 % de méthane ;

• 30 % de dioxyde de carbone ;

• 1% d'impuretés de sulfure d'hydrogène et autres composés volatils.

Pour que le biogaz puisse être utilisé à la ferme, il doit être débarrassé de ses impuretés. Pour éliminer le sulfure d'hydrogène, des filtres spéciaux sont utilisés. Le fait est que les composés volatils de sulfure d'hydrogène, se dissolvant dans l'eau, forment de l'acide. Il contribue à l’apparition de rouille sur les parois des canalisations ou des réservoirs si ceux-ci sont en métal.

• Le gaz résultant est comprimé sous une pression de 9 à 11 atmosphères.

• Il est introduit dans un réservoir d'eau, où les impuretés sont dissoutes dans le liquide.

A l'échelle industrielle, la chaux ou charbon actif, ainsi que des filtres spéciaux.

Comment réduire la teneur en humidité

Il existe plusieurs façons de vous débarrasser vous-même des impuretés de l’eau contenues dans le gaz. L’un d’eux est le principe d’un alambic Moonshine. Le tuyau froid dirige le gaz vers le haut. Le liquide se condense et s'écoule. Pour ce faire, le tuyau est posé sous terre, où la température diminue naturellement. À mesure qu'elle augmente, la température augmente également et le gaz séché pénètre dans l'installation de stockage.

La deuxième option est un joint hydraulique. Après sa sortie, le gaz pénètre dans un récipient contenant de l'eau et y est nettoyé de ses impuretés. Cette méthode est appelée en une étape, lorsque le biogaz est immédiatement nettoyé de toutes les substances volatiles et de l'humidité à l'aide d'eau.

Principe du joint hydraulique

Quelles installations sont utilisées pour produire du biogaz ?

Si l'installation est prévue à proximité d'une ferme, alors la meilleure solution Il y aura une conception pliable qui pourra être facilement transportée vers un autre endroit. L'élément principal de l'installation est un bioréacteur dans lequel les matières premières sont versées et le processus de fermentation se produit. Les grandes entreprises utilisent des réservoirs volume 50 mètres cubes.

Dans les fermes privées, des réservoirs souterrains sont construits comme bioréacteur. Ils sont disposés en brique dans un trou préparé et recouverts de ciment. Le béton augmente la sécurité de la structure et empêche l'air d'entrer. Le volume dépend de la quantité de matière première obtenue chaque jour à partir d'animaux domestiques.

Les systèmes de surface sont également populaires à la maison. Si vous le souhaitez, l'installation peut être démontée et déplacée vers un autre emplacement, contrairement à un réacteur souterrain stationnaire. Des fûts en plastique, en métal ou en chlorure de polyvinyle sont utilisés comme réservoirs.

Par type de contrôle il y a :

• stations automatiques dans lesquelles le remplissage et le pompage des matières premières usées s'effectuent sans intervention humaine ;

• mécanique, où l'ensemble du processus est contrôlé manuellement.

A l'aide d'une pompe, vous pouvez faciliter la vidange de la cuve dans laquelle tombent les déchets après fermentation. Certains artisans utilisent des pompes pour pomper le gaz des coussins (par exemple les chambres à air d'une voiture) vers une installation de traitement.

Schéma d'une installation artisanale de production de biogaz à partir de fumier

Avant de construire une usine de biogaz sur votre site, vous devez vous familiariser avec les dangers potentiels qui pourraient provoquer l'explosion du réacteur. La condition principale est le manque d'oxygène.

Le méthane est un gaz explosif et peut s'enflammer, mais pour ce faire, il doit être chauffé au-dessus de 500 degrés. Si le biogaz se mélange à l’air, une surpression se produira, ce qui entraînera la rupture du réacteur. Le béton peut se fissurer et ne pourra plus être utilisé.

Vidéo : Biogaz à partir de fientes d'oiseaux

Pour éviter que la pression n'arrache le couvercle, utilisez un contrepoids, un joint de protection entre le couvercle et le réservoir. Le récipient n'est pas complètement rempli - il doit y avoir au moins 10 % du volume pour la libération des gaz. Mieux – 20%.

Ainsi, pour réaliser un bioréacteur avec tous les accessoires sur votre site, il vous faut :

• Il est bon de choisir un lieu pour qu'il soit situé à l'écart du logement (on ne sait jamais).

• Calculez la quantité estimée de fumier que les animaux produisent quotidiennement. Comment compter - lisez ci-dessous.

• Décidez où poser les tuyaux de chargement et de déchargement, ainsi qu'un tuyau pour condenser l'humidité dans le gaz résultant.

• Décidez de l'emplacement du réservoir à déchets (engrais par défaut).

• Creusez une fosse en fonction des calculs de la quantité de matières premières.

• Sélectionnez un conteneur qui servira de réservoir à fumier et installez-le dans la fosse. Si un réacteur en béton est prévu, le fond de la fosse est rempli de béton, les murs sont revêtus de briques et enduits de mortier de béton. Après cela, vous devez lui laisser le temps de sécher.

• Les liaisons entre le réacteur et les canalisations sont également scellées au stade de la pose de la cuve.

• Équiper une trappe pour l'inspection du réacteur. Un joint scellé est placé entre eux.

Si le climat est froid, avant de bétonner ou d'installer un réservoir en plastique, réfléchissez aux moyens de le chauffer. Il peut s'agir d'appareils chauffants ou de ruban adhésif utilisés dans la technologie des « planchers chauds ».

A la fin des travaux, vérifier l'étanchéité du réacteur.

Calcul de la quantité de gaz

À partir d’une tonne de fumier, vous pouvez obtenir environ 100 mètres cubes de gaz. Question : Quelle quantité de litière les animaux domestiques produisent-ils par jour ?

• poulet – 165 g par jour;

• vache – 35 kg;

• chèvre – 1 kg;

• cheval – 15 kg;

• mouton – 1 kg;

• porc – 5 kg.

Multipliez ces chiffres par le nombre de têtes et vous obtenez la dose journalière d'excréments à traiter.

Une plus grande quantité de gaz provient des vaches et des porcs. Si vous ajoutez au mélange des plantes énergétiquement puissantes telles que le maïs, les fanes de betteraves et le mil, la quantité de biogaz augmentera.

Les plantes et les algues des marais ont un grand potentiel. Le plus élevé concerne les déchets des usines de transformation de la viande. S'il existe de telles fermes à proximité, nous pouvons alors coopérer et installer un réacteur pour tout le monde.

La période d’amortissement d’un bioréacteur est de 1 à 2 ans.

Déchets de biomasse après la production de gaz

Après traitement du fumier dans un réacteur, le sous-produit est une boue biologique. Lors du traitement anaérobie des déchets, les bactéries dissolvent environ 30 % de la matière organique. Le reste est publié sans modification. La substance liquide est également un sous-produit de la fermentation du méthane et est également utilisée dans agriculture

pour le pansement des racines. Le dioxyde de carbone est une fraction de déchet que les producteurs de biogaz s'efforcent d'éliminer.

Mais si vous le dissolvez dans l'eau, ce liquide peut également être bénéfique.

Utilisation complète des produits des usines de biogaz

Afin d'utiliser pleinement les produits obtenus après transformation du fumier, il est nécessaire d'entretenir une serre. Premièrement, les engrais organiques peuvent être utilisés pour la culture de légumes toute l’année, dont le rendement sera stable. Deuxièmement, le dioxyde de carbone est utilisé comme fertilisant - racinaire ou foliaire, et sa production est d'environ 30 %. Les plantes absorbent le dioxyde de carbone de l’air et en même temps poussent mieux et gagnent de la masse verte.

Si vous consultez des experts dans ce domaine, ils vous aideront à installer un équipement qui convertit le dioxyde de carbone de sa forme liquide en substance volatile.

Vidéo : Le biogaz en 2 jours

Le fait est que pour entretenir une ferme d'élevage, les ressources énergétiques obtenues peuvent être importantes, surtout en été, lorsque le chauffage de la grange ou de la porcherie n'est pas nécessaire. Il est donc recommandé d'effectuer une opération supplémentaire vue rentable

activités - une serre respectueuse de l'environnement. Les produits restants peuvent être stockés dans des chambres réfrigérées - en utilisant la même énergie. La réfrigération ou tout autre équipement peut fonctionner avec l’électricité générée par une batterie à gaz.

Utiliser comme engrais

Pour réduire la perte de substances azotées, des excréments frais sont ajoutés au sol, mais le méthane libéré endommage ensuite le système racinaire des plantes. Après traitement du fumier, le méthane est utilisé pour ses propres besoins et tous les nutriments sont préservés.

Après fermentation, le potassium et le phosphore passent sous une forme chélatée, qui est absorbée par les plantes à 90 %. Si vous le regardez en général, alors 1 tonne de fumier fermenté peut remplacer 70 à 80 tonnes d'excréments animaux ordinaires.

Le traitement anaérobie préserve tout l'azote présent dans le fumier, le convertissant sous forme d'ammonium, ce qui augmente le rendement de toute culture de 20 %.

Cette substance n'est pas dangereuse pour le système racinaire et peut être appliquée 2 semaines avant la plantation des cultures en pleine terre, afin que la matière organique ait le temps d'être traitée par les micro-organismes aérobies du sol.

Avant utilisation, le biofertilisant est dilué avec de l'eau. dans un rapport de 1:60. Les fractions sèches et liquides conviennent pour cela, qui, après fermentation, vont également dans le réservoir de matières premières usées.

Par hectare, vous avez besoin de 700 à 1 000 kg/l d'engrais non dilué. Considérant que d'un mètre cube Si la zone du réacteur produit jusqu'à 40 kg d'engrais par jour, vous pourrez alors approvisionner en un mois non seulement votre propre parcelle, mais aussi celle de votre voisin en vendant de la matière organique.

Quels nutriments peuvent être obtenus après le traitement du fumier ?

La principale valeur du fumier fermenté en tant qu'engrais est la présence d'acides humiques qui, comme une coquille, retiennent les ions potassium et phosphore. En s'oxydant dans l'air lors d'un stockage à long terme, les microéléments perdent leurs qualités bénéfiques, mais lors du traitement anaérobie, au contraire, ils gagnent.

Les humates ont un effet positif sur la composition physique et chimique du sol. Grâce à l’ajout de matière organique, même les sols les plus lourds deviennent plus perméables à l’humidité. De plus, la matière organique fournit de la nourriture aux bactéries du sol. Ils traitent ensuite les résidus qui n'ont pas été consommés par les anaérobies et libèrent des acides humiques. Grâce à ce processus, les plantes reçoivent des nutriments qui sont complètement absorbés.

En plus des principaux - azote, potassium et phosphore - le biofertilisant contient des micro-éléments. Mais leur quantité dépend de la matière première - origine végétale ou animale.

Méthodes de stockage des boues

Il est préférable de conserver le fumier fermenté au sec. Cela le rend plus pratique à emballer et à transporter. La matière sèche perd moins propriétés bénéfiques et il peut être stocké fermé. Bien qu’un tel engrais ne se détériore pas du tout au cours d’une année, il doit ensuite être scellé dans un sac ou un récipient.

Les formes liquides doivent être conservées dans des récipients fermés avec un couvercle hermétique pour empêcher l'azote de s'échapper.

Le principal problème des producteurs de biofertilisants est la commercialisation en hiver, lorsque les plantes sont en dormance. Sur le marché mondial, le coût des engrais de cette qualité oscille autour de 130 dollars la tonne. Si vous installez une ligne de conditionnement de concentrés, vous pouvez payer votre réacteur dans un délai de deux ans.

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L'auto-assemblage d'un tel équipement coûtera une somme d'argent raisonnable et le gaz produit sera d'une grande aide dans le ménage : il peut être utilisé pour cuisiner, chauffer la maison et pour d'autres besoins.

Essayons de comprendre les spécificités de cet équipement, ses avantages et ses inconvénients. Et aussi s'il est possible de construire soi-même une installation de biogaz et si elle sera efficace.

Le biogaz est formé à la suite de la fermentation d'un substrat biologique. Il est décomposé par des bactéries hydrolytiques, productrices d'acide et de méthane. Le mélange de gaz produit par les bactéries est inflammable, car contient un pourcentage important de méthane.

Ses propriétés ne diffèrent pratiquement pas de celles du gaz naturel, utilisé pour les besoins industriels et domestiques.

S'il le souhaite, chaque propriétaire peut acheter une installation de biogaz de fabrication industrielle, mais cela coûte cher et l'investissement est rentabilisé en 7 à 10 ans. Par conséquent, il est logique de faire un effort et de fabriquer un bioréacteur de vos propres mains.

Le biogaz est un carburant respectueux de l'environnement et la technologie utilisée pour sa production n'a pas beaucoup d'impact sur l'environnement. De plus, les déchets qui doivent être éliminés sont utilisés comme matière première pour le biogaz.

Ils sont placés dans un bioréacteur, où s'effectue le traitement :

• la biomasse est exposée aux bactéries pendant un certain temps. La durée de fermentation dépend du volume de matières premières ;
• en raison de l'activité des bactéries anaérobies, il est libéré mélange inflammable gaz, qui comprend le méthane (60 %), le dioxyde de carbone (35 %) et certains autres gaz (5 %). La fermentation libère également du sulfure d’hydrogène potentiellement dangereux en petites quantités. Il est toxique, il est donc fortement déconseillé que les gens y soient exposés ;
• le mélange de gaz provenant du bioréacteur est purifié et acheminé vers un réservoir de gaz, où il est stocké jusqu'à ce qu'il soit utilisé aux fins prévues ;
• le gaz provenant d’un réservoir de gaz peut être utilisé de la même manière que le gaz naturel. Il va à appareils électroménagers– les fournaises à gaz, chaudières de chauffage etc.;
• La biomasse décomposée doit être régulièrement retirée du fermenteur. C'est un travail supplémentaire, mais l'effort est payant. Après fermentation, la matière première se transforme en engrais de haute qualité, utilisé dans les champs et les potagers.

Une installation de biogaz n'est bénéfique pour le propriétaire d'une maison privée que s'il a un accès constant aux déchets fermes d'élevage. En moyenne, à partir de 1 mètre cube. Vous pouvez obtenir 70 à 80 mètres cubes de substrat. biogaz, mais la production de gaz est inégale et dépend de nombreux facteurs, notamment températures de la biomasse. Cela complique les calculs.