Biooodigester Vad är det för, typer, fördelar, nackdelar

En Biograf Det är en stängd tank där metangas och organisk gödningsmedel genereras från anaerob jäsning av organiskt material. Den biologiska grunden är sönderdelning av organiskt material genom verkan av bakterier genom hydrolys, försurning, acetagenes och metanogenes.

Biodigester tillhandahåller de nödvändiga kontrollerade förhållandena för biodigestionsprocessen. Efter denna process erhålls de som biogas slutprodukter (metan, koldioxid, kväve och sulfidsyra), biosol (fast gödselmedel) och biol (flytande gödningsmedel).

Biogassystem. Källa: Renergon International AG [CC BY-SA 3.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenser/BY-SA/3.0)]

Den grundläggande funktionen börjar från att tillsätta organiskt avfall och vatten till en hermetisk behållare, där den anaeroba jäsningsprocessen genereras. Sedan extraheras biogas för lagring, direkt användning eller som gödselmedel.

De tre grundläggande typerna av biodigesters enligt deras lastsystem är diskontinuerliga, halvkontinuerliga och kontinuerliga. Diskontinuerliga biodigesters laddas med organiskt avfall endast en gång i varje produktionsprocess, sedan extraheras gödningsmedel för att starta en annan cykel.

De av Semicontino -belastning laddas i regelbundna perioder genom att extrahera mängden gödningsmedel motsvarande den laddade volymen. Kontinuerliga system är industriella anläggningar med permanent organisk material, liksom biogas och utvinning av gödselmedel.

Bland fördelarna med biodigesters tillåter korrekt hantering av organiskt avfall, återvinner dem och minskar miljöriskerna. Dessutom produceras energi (biogas) och organiska gödselmedel, vilket genererar ekonomiskt och miljömässigt värde.

Det finns emellertid också vissa nackdelar som vattenförbrukning, svårigheten att upprätthålla lämpliga temperaturnivåer och närvaro av skadliga ämnen (sulfid, siloxensyra). Det belyser också ackumuleringen av råmaterialet nära området och explosionsrisker.

En hemlagad biodigester kan byggas med en låg kostnad och process organiskt avfall från köket. För detta krävs endast ett hermetiskt lock och vissa VVS -material (PVC -rör, lösenord, bland andra), bland andra).

I större skala, på landsbygden är det mest ekonomiska och relativt enkla konstruktionssystemet korv. Detta system består i princip av en förseglad polyetenpåse och med motsvarande anslutningar.

[TOC]

Vad är det för

- Behandling och återvinning av organiskt avfall

Biodigesters är mycket användbara tekniska alternativ under Optics of Sustainable Organic Waste Management and Renewable Energy Production. Till exempel tillhandahåller de ett alternativ för återvinning av fast och flytande organiskt avfall, som förvandlas till råmaterial för Biodigester.

Således återvinning av organiskt avfall minskar deras förorenande påverkan och genererar besparingar på deras hantering. Biodigesters används för avloppsbehandling, organiskt avfallsbehandling och jordbruks- och boskap.

- Biogas och biograferproduktion

Den anaeroba matsmältningsprocessen genereras som biogas och organiska gödselprodukter.

Biogas

Biogas har cirka 60% metangas som är ett bränsle av hög kalorikraft och kan användas för energiproduktion. Det kan användas för att laga mat, generera el (gasturbiner), flytta motorer eller värme.

Biografer

Biofertilisatorerna till följd av biodigesteros erhålls i tillstånd (biosol) och vätska (BIOL) med höga nivåer av makro och mikronäringsämnen. Från biol kan de erhållas i isolering av basiska makronäringsämnen (fosfor, kväve och kalium) genom ultrafiltreringsprocesser och omvänd osmos. 

Biol innehåller viktiga mängder användbara tillväxthormoner för växtutveckling såsom indol-ättiksyra, gibbereliner och cytokininer bland andra.

Hur fungerar det

Biodigesteren fungerar genom att generera en cykellats genom anaerob matsmältning, från att sönderdela hydratiserat organiskt material och i frånvaro av luft. Detta inträffar genom en jäsningsprocess som har som huvudprodukter metangas (CH4) och koldioxid (CO2).

- Bioodigester och agitationsbelastning

Det utförs genom lasttanken, som består av en insättning där organiskt material är beredd att läggas till av laströret till Biodigester.

Organiskt material och belastningsbehandling

Biodigestern måste regelbundet matas med tillräckligt med organiskt material och vatten för sin lastkapacitet. I detta avseende måste 25% av volymen av den fria biologigestern lämnas för ackumulering av den producerade gasen.

I sin tur kommer typen och kvaliteten på organiskt material också att påverka produktiviteten och användningen eller inte av fast och flytande rest som gödningsmedel. Vissa organiska avfall kan generera problem i fermenteringsprocessen, till exempel citrusfruktrester som kan försäkra mediet för mycket.

Det kan tjäna dig: tropisk våtskog

Materialet måste krossas eller reduceras till lägsta möjliga storlek, och för att underlätta jäsning och blandning måste innehålla 75% vatten och 25% organiskt material. Det måste agiteras regelbundet för att garantera jäsningsprocessens homogenitet i blandningen.

Temperatur och kvarhållningstid

Retentionstiden för organiskt material i Biodigester för att uppnå sin totala jäsning beror på typen av detta och temperaturen. Vid en högre rumstemperatur kommer snabbare att vara jäsning (till exempel vid 30 ºC kan det ta cirka 20 dagar att ladda biodigestern).

- Anaerob matsmältning

Anaerob matsmältning. Källa: Tilley, E., Ulrich, l., Lüthi, c., Reymond, pH., Zurbrügg, c. [CC BY-SA 3.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenser/BY-SA/3.0)]

Under processen verkar de bakterier som kräver adekvata miljöförhållanden såsom frånvaro av luft, temperaturer större än 20 ° C (idealisk 30-35 ºC) och ett inte särskilt surt medium. Under dessa förhållanden utvecklas tre faser:

Hydrolys

I denna process verkar hydrolytiska bakterier som utsöndrar extracellulära enzymer. Därför bryts de komplexa kedjorna av kolhydrater, proteiner och lipider i lösliga mindre bitar (socker, aminosyror och fetter))).

Försurning eller fermentativ stadium

Lösliga föreningar i föregående fas fermenteras till flyktiga fettsyror, alkoholer, väte och CO2.

Acetanogenes

Acetoogena bakterier spelar in som oxiderar organiska syror som en kolkälla. De genererar ättiksyra (CH3COOH), väte (H2) och koldioxid (CO2) och obehaglig lukt produceras på grund av närvaron av sulfidryra.

Metanbildning eller metanogen fas

I den sista fasen verkar de metanogena bakterier som sönderdelar produkterna från acetonogenes som genererar metan. I naturen agerar dessa bakterier i träsk, vattenmiljöer och i idisslare i magen.

I slutet av denna fas innehåller blandningen metan (45 till 55%), koldioxid (40 till 50%), kväve (2 till 3%) och sulfidsyra (1,5 till 2%).

- Biografi

Produktionshastigheten för biogas och gödningsmedel beror på BioDigester, det organiska materialet som matar det och temperaturen. Biogasen ackumuleras i den övre delen av Biodigester och extraheras med rör till lagringsavlagringar.

När jäsningen är klar extraheras leran (en blandning av fasta ämnen och vätska) med rör. Urladdningen produceras av principen om att kommunicera fartyg, det vill säga när trycket laddas av nytt material gör överskottet från motsatt sida.

Andelen mellan mängden som införts (organiskt avfall och vatten) och utgångsprodukten (biosol och biol) är nästan 1: 0,9. Detta motsvarar ett 90%avkastning, där den högsta andelen motsvarar biol (vätska).

- Biogas: rening

Den producerade gasen måste renas för att eliminera eller minska innehållet i sulfid och vattensyra med fällor för att fånga båda föreningarna. Detta är nödvändigt för att minska risken för skador på utrustningen genom den frätande kraften hos dessa komponenter.

Vattenfälla

Vattnet som dras av biogasen fälls ut när röret öppnas för ett större utrymme och gasen fortsätter med en annan sammandragning. Detta rör leder till en bred och hermetisk behållare för att innehålla vattnet som därefter extraheras av en rensnyckel längst ner.

Sulfhydronsyrafälla

Processen för att extrahera sulfiderinsyra från biogas liknar den för vattenfällan, men fällan isär i rörbanan måste innehålla chips eller järnsvampar. När biogas korsar järnbädden reagerar sulfidsyran med detta och fälls ut.

- Gödningsmedel: separering och kompostering

Blandningen av biosol och biol genomgår en dekanteringsprocess för att separera båda komponenterna. Biosol kan användas ensam eller följa en komposteringsprocess för senare användning som fast gödselmedel.

Biol används som en vätska eller tillsatt bladgödsel i bevattningsvatten, så det är mycket användbart i hydroponiska system.

Grabbar

Biogasproduktion i Tyskland. Källa: Volker Thies (Asdrubal) [CC BY-SA 3.0 (http: // Creativecommons.Org/licenser/BY-SA/3.0/]]

Biodigesters klassificeras enligt deras periodicitet av belastning och strukturell form. För dess periodicitet har vi:

- Diskontinuerlig

Det diskontinuerliga systemet eller Omgång Den består av en hermetisk tank som är full och inte laddas igen förrän den har slutat producera biogas. Gasen ackumuleras i en flytande samlare fäst på toppen av tanken (gasometer).

Denna typ av biodigester används när tillgängligheten av organiskt avfall är intermittent.

- Halvkontinuerlig

Till skillnad från det diskontinuerliga systemet utförs laster och urladdningar i vissa termer under biogasprocessen. Enligt dess konstruktiva system finns det tre grundtyper:

Det kan tjäna dig: naturresurser från Argentina

Biodigestor of Globe eller Salchicha

Det kallas också taiwanesiska och består av en platt betonggrav där en polyetylenpåse eller cylinder är installerad. Denna väska måste installeras anslutningarna för inträde av organiskt avfall och biogasens utgång.

Cylindern är fylld med vatten och luft och därefter tillsätts den organiska avfallsbelastningen.

Fixade kupolbiodigestrar

Det är den så kallade kinesiska bioogigestern och består av en underjordisk tank byggd i tegel eller betong. Tanken är en vertikal cylinder med konvexa eller rundade ändar och har ett lastsystem och en annan urladdning.

Biogasen ackumuleras i ett utrymme som är etablerat för detta ändamål under den övre kupolen. Biodigestern arbetar med ett variabelt biogastryck enligt dess produktion.

Flytande kupolbiodigester

Kallas hindubiodigester, den består av en underjordisk cylindrisk tank med ett last- och lossningssystem. Den är byggd i tegel eller betong och i sin övre del finns en flytande tank (gasometer) där biogasen ackumuleras.

Fiberglasgasometern täckt med plast- eller rostfritt stålflöten på blandningen tack vare de ackumulerade biogasen. Det har fördelen att den upprätthåller ett konstant gastryck.

Därefter stiger gasometern och faller beroende på blandning och mängd biogasnivån och mängden. Därför krävs sidsskenor eller en central styrstång som undviker friktion med väggarna.

- Kontinuerlig

I detta fall är lastning och utsläpp av Biodigester en kontinuerlig process, så det kräver permanent tillgänglighet av organiskt avfall. De är stora industriella system som vanligtvis används för avloppsbehandling av samhällen.

För detta används insamlingstanksystem, bomber för biogödsel och gödselmedel. Biogasen utsätts för ett filtrerings- och distribuerat system genom komprimering för att garantera dess distribution till användare.

Fördelar

Återvinning och föroreningar

Installationen av en Biodigester tillåter återvinning av organiskt avfall, vilket minskar miljöföroreningar och erhåller användbara produkter. När det gäller landsbygdsmiljön är det särskilt viktigt för hanteringen av djurens utsöndring i boskapssystem.

Få biogas

Biogas representerar en effektiv och ekonomisk energikälla, främst i områden där tillgången till andra energikällor inte är tillgänglig. På landsbygden i ekonomiskt deprimerade länder tillagas den med ved, vilket påverkar miljön.

Biogasillgänglighet kan bidra till att minska efterfrågan på ved och därför ha en positiv inverkan på bevarande av biologisk mångfald.

Gödselproduktion

Genom biodigesters erhålls fasta organiska gödselmedel (biosol) och vätskor (BIOL). Dessa gödselmedel har en lägre miljöpåverkan och minskar jordbruksproduktionskostnaderna.

Hälsa

Genom att tillåta korrekt hantering av organiskt avfall reduceras de risker de representerar för hälsan. Det har fastställts att 85% av patogenerna inte överlever biodragningsprocessen.

Till exempel reduceras fekala koliformer vid 35 ° C med 50 och 70% och svampar med 95% på 24 timmar. Därför reduceras de dåliga luktarna som en stängd process.

Nackdelar

Vattentillgänglighet

Systemet är krävande när det gäller vattentillgänglighet, eftersom en blandning krävs. Å andra sidan måste Biodigester vara nära råvarokällan och biogasens konsumentplats.

Temperatur

Biodigestern måste hålla en konstant temperatur nära 35 ° C och inom ett intervall mellan 20 och 60 ° C. Därför kan ett externt värmebidrag krävas.

Damous av -produkter

Sulfhydronsyra (H2S) kan förekomma, vilket är giftigt och frätande, och silikon -härledd silikon som finns i kosmetiska produkter och i blandningen av organiskt avfall. Dessa siloxenos genererar SiO2 (kiseldioxid), vilket är slipande för maskiner och komponenter.

Närvaron och koncentrationen av dessa genom -produkter beror på det använda råvaran, andel vatten och fast substrat bland andra faktorer.

Avfallsackumulation

Det krävs att samla avfall nära Biodigester, som medför logistik och hälsoproblem som måste tas upp.

Explosionsrisker

Som ett system som genererar en bränslgas innebär det en viss risk för explosioner om förfallna försiktighetsåtgärder inte vidtas.

Kostar

Även om underhållet och hanteringen av Biodigester är relativt ekonomiskt kan de första installations- och byggkostnaderna vara relativt höga

Kan tjäna dig: diastrofism: orsaker, typer, konsekvenser

Hur man gör en hemlagad biogigester

Hemlagad biograf. Källa: Kevisooryan [CC BY-SA 4.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenser/BY-SA/4.0)]

En biologigester kräver som grundelement och en jäsningstank, lastning och lossning av rör med sina respektive passagenycklar. Dessutom är insättningar för biogas och gödningsmedel nödvändiga.

Det är viktigt att komma ihåg att hela systemet måste vara hermetiskt för att undvika gasläckor. Å andra sidan måste systemet byggas med rostfria material som PVC eller rostfritt stål för att undvika skador på vatten och sulfhydorinsyra.

- Jäsningstank

En Tonge eller plastbehållare kan användas vars kapacitet beror på mängden organiskt avfall som ska bearbetas. Denna avsättning måste ha ett hermetiskt lock eller, så att locket måste tätas med höga temperaturer resistent plastlim.

Tanken måste ha fyra hål och alla anläggningar som utförs i dem måste tätas med silikon med hög temperatur.

Belastningslock

Detta hål är i mitten av tanklocket, det måste ha minst 4 tum och installerat en sanitetsmössa med tråd. Denna plugg kommer att anslutas till ett 4 -tums PVC -rör som kommer vertikalt i tanken upp till 10 cm före botten.

Det här inlägget kommer att tjäna till att ladda organiskt avfall som tidigare var smulat eller krossat.

Hål 1 av avloppsvatten dränering

Det är viktigt att komma ihåg att 25% av tankutrymmet måste lämnas fritt för ackumulering av gas, så ett hål måste öppnas på sidan på den nivån. I denna borrning kommer en adapter för tank att installeras med ett 2 -tums PVC -rörsegment 15 cm i längd med en passage -nyckel.

Detta avlopp är att tillåta utgången från Supernatant Biol när tanken har laddats av lastskyddet. Biol måste förvaras i adekvata containrar för efterföljande användning.

Avloppsvattenhål 2

Denna andra avlopp måste gå längst ner på tanken för att extrahera den tätaste delen av den fermenterade produkten (Biosol). Ett 2 -tums PVC -rörsegment på 15 cm i längd kommer också att användas med ett lösenord med en stegnyckel.

Biogasutgång

Ett hål på 1/2 tum öppnas på tankskyddet för att installera ett PVC -rör med lika diameter med en tankadapter. Det här röret kommer att ha en passage -nyckel vid utgången.

- Biogasutmatning och reningssystem

Biogasutgångsröret måste vara minst 1,5 m långt för att kunna skilja sig över vattenuttag och sulfidsyra -system i dess bana. Då kan detta rör utvidgas vid behov för att överföra gasen till dess lagring eller användning.

Vattenutdrag

För att ta bort vattnet måste röret avbrytas vid 30 cm för att skilja en plast- eller glasbehållare med hermetiskt lock. Gasöverföringsröret måste ha en härledning med hjälp av en T -anslutning, så att gasen penetrerar behållaren.

På detta sätt fyller gasen behållaren, vatten kondenseras och gasen följer dess väg genom röret.

Sulfhydrinsyrauttag

Efter vattenfällan är det i de kommande 30 cm ett 4 -tums rörsegment isär genom motsvarande reduktioner. Detta segment måste fyllas med järnchips eller kommersiella metallsvampar.

Sulfhydronsyra kommer att reagera med metallen och fällningen, medan biogas fortsätter vägen till lagringsbehållaren eller användningsstället.

Referenser

1. Aparcana-Robles S Y Jansen A (2008). Studie om gödningsvärdet för produkterna från den anaeroba jäsningsprocessen för biogasproduktion. Gerna Profec. 10 p.
2. Corona-Zúñiga I (2007). Biografer. Monografi. Institute of Basic Sciences and Engineering, Autonomous University of the State of Hidalgo. Reforma mineral, hidalgo, mexico. 64 s.
3. Manyi-Loh C, Mamphweli S, Meyer E, Okoh A, Makaka G och Simon M (2013). Anaerob matsmältning Mikrobiell (Bio-Diges) som en strategi för dekontaminering av djuravfall. International Journal of Environmental Research and Public Health 10: 4390-4417.
4. Olaya-Arboleda och och González-Salcedo LO (2009). Grundläggande för biodigesterdesign. Modul för ämnet jordbrukskonstruktioner. Fakulteten för teknik och administration, National University of Colombia, Palmira Headquarters. Palmira, Colombia. 31 p.
5. Pérez-Medel Ja (2010). Studie och design av en biodigester för applicering hos små jordbrukare och mejeri. Minne. Institutionen för maskinteknik, fakulteten för fysiska och matematikvetenskaper, University of Chile. Santiago de Chile, Chile. 77 s.
6. Yen-Phi VT, Clemens J, Rembenburg A, Vinneras B, Lenßen C och Kistemann T (2009). Hygieniska effekter och gasproduktion av plastbio-digeserare under tropiska konditioner. Journal of Water and Health 7: 590-596.