Bioodigester, wofür es, Typen, Vorteile, Nachteile

A BioDigester Es ist ein geschlossener Tank, in dem Methangas und organischer Dünger aus der anaeroben Fermentation der organischen Substanz erzeugt werden. Die biologische Fundament ist die Zersetzung der organischen Substanz durch die Wirkung von Bakterien durch Hydrolyse, Versauerung, Acethagenese und Methanogenese.

Der Biodigester liefert die erforderlichen kontrollierten Bedingungen für den Biodigestion -Prozess. Nach diesem Prozess werden sie als Biogas -Endprodukte (Methan, Kohlendioxid, Stickstoff und Sulfidsäure), Biosol (fester Dünger) und Biol (Flüssigkeitsdünger) erhalten.

Biogassystem. Quelle: Rengon International AG [CC BY-SA 3.0 (https: // creativecommons.Org/lizenzen/by-sa/3.0)]]

Die grundlegende Funktionen beginnt mit dem Hinzufügen von organischen Abfällen und Wasser zu einem hermetischen Behälter, in dem der anaerobe Fermentationsprozess erzeugt wird. Dann wird die Biogas zur Speicherung, direkter Verwendung oder als Dünger extrahiert.

Die drei grundlegenden Arten von Biodigestern gemäß ihrem Frachtsystem sind diskontinuierliche, halbinuierliche und kontinuierliche. Diskontinuierliche Biodigestiere werden in jedem Produktionsprozess nur einmal mit organischer Abfälle beladen, dann wird der Dünger extrahiert, um einen anderen Zyklus zu starten.

Diejenigen der Semikontino -Belastung werden in regelmäßigen Zeiträumen geladen, indem die Menge an Dünger extrahiert wird, die dem beladenen Volumen entspricht. Kontinuierliche Systeme sind Industrieanlagen mit einer dauerhaften Belastung für organische Substanz sowie Biogas und Düngerextraktion.

Unter den Vorteilen von Biodigestern ermöglichen die ordnungsgemäße Behandlung von organischen Abfällen, recyceln sie und reduzieren die Umweltrisiken. Darüber hinaus werden Energie (Biogas) und organische Düngemittel produziert, was zu Wirtschafts- und Umweltwert führt.

Es gibt jedoch auch bestimmte Nachteile wie den Wasserverbrauch, die Schwierigkeit, die geeigneten Temperaturniveaus und das Vorhandensein von schädlichen Substanzen aufrechtzuerhalten (Sulfid, Siloxensäure). Es zeigt auch die Anhäufung des Rohstoffs in der Nähe des Bereichs und der Explosionsrisiken.

Ein hausgemachtes Biodigester kann mit geringen Kosten gebaut werden und organische Abfälle aus der Küche verarbeiten. Dafür sind unter anderem nur ein hermetischer Deckel und einige Sanitärmaterialien (PVC -Röhrchen, Passwörter) erforderlich).

In größerem Umfang ist das wirtschaftlichste und relativ einfachste Bausystem in ländlichen Gebieten Wurst. Dieses System besteht grundsätzlich aus einem versiegelten Polyethylenbeutel und den entsprechenden Verbindungen.

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Wofür ist das

- Behandlung und Recycling von organischen Abfällen

Biodigesters sind sehr nützliche technologische Alternativen unter der Optik einer nachhaltigen organischen Abfallbewirtschaftung und der Produktion erneuerbarer Energien. Zum Beispiel bieten sie eine Alternative zum Recycling von festen und flüssigen organischen Abfällen, die für Biodigester in Rohstoff verwandelt werden.

So reduziert das Recycling von organischen Abfällen ihre Umweltverschmutzung und erzielt Einsparungen bei ihrem Umgang. Biodigesters werden zur Abwasserbehandlung, zur Verarbeitung organischer Abfälle sowie für landwirtschaftliche und Viehabfälle verwendet.

- Produktion von Biogas und Biofertilizern

Der anaerobe Verdauungsprozess erzeugt als Biogas- und organische Düngerprodukte.

Biogas

Biogas hat etwa 60% Methangas, das ein Brennstoff mit hoher Kalorienleistung ist und für die Energieerzeugung verwendet werden kann. Es kann verwendet werden, um zu kochen, Strom zu erzeugen (Gasturbinen), Motoren oder Wärme bewegen.

Biofertilizanten

Die aus biodigesteros resultierenden Biofertilisierer werden im Zustand (Biosol) und Flüssigkeit (Biol) mit hohen Makro- und Mikronährstoffen erhalten. Aus Biol können sie in Isolation grundlegende Makronährstoffe (Phosphor, Stickstoff und Kalium) durch Ultrafiltrationsprozesse und Umkehroosmose erhalten werden. 

Biol enthält wichtige Mengen nützlicher Wachstumshormone für die Pflanzenentwicklung wie Indol-Essigsäure, Gibbereline und Cytokinine unter anderem.

Wie funktioniert es

Das Biodigester erzeugt einen Radfahren durch anaerobe Verdauung, durch Zersetzung hydratisierter organischer Substanz und in Abwesenheit von Luft. Dies erfolgt durch einen Fermentationsprozess, der als Hauptprodukte Methangas (CH4) und Kohlendioxid (CO2) aufweist.

- Bioodigester- und Agitationsbelastung

Es wird über den Lasttank durchgeführt, der aus einer Ablagerung besteht.

Organische Materie und Lastverarbeitung

Der Biodigester muss in regelmäßigen Abständen mit ausreichender organischer Substanz und Wasser für seine Belastungskapazität gefüttert werden. In diesem Sinne müssen 25% des Volumens des freien Biodigester zur Ansammlung des produzierten Gass übrig bleiben.

Der Typ und die Qualität der organischen Substanz beeinflussen wiederum auch die Produktivität und Nutzung oder nicht von festen und flüssigen Rückständen als Dünger. Einige organische Abfälle können Probleme im Fermentationsprozess erzeugen, wie z.

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Das Material muss zerkleinert oder auf die niedrigstmögliche Größe reduziert werden. Um die Fermentation und die Mischung zu erleichtern, muss 75% Wasser und 25% organische Stoffe enthalten. Es muss regelmäßig aufgeregt werden, um die Homogenität des Fermentationsprozesses in der Mischung zu gewährleisten.

Temperatur- und Retentionszeit

Die Retentionszeit der organischen Substanz im Biodigester zur Erreichung seiner gesamten Fermentation hängt von der Art dieser und der Temperatur ab. Bei einer höheren Raumtemperatur wird schneller die Fermentation sein (z. B. bei 30 ° C kann es etwa 20 Tage dauern, um den Biodigester aufzuladen).

- Anaerobe Gärung

Anaerobe Gärung. Quelle: Tilley, e., Ulrich, l., Lüthi, c., Reymond, Ph., Zurbrügg, c. [CC BY-SA 3.0 (https: // creativecommons.Org/lizenzen/by-sa/3.0)]]

In dem Prozess wirken sie Bakterien, die angemessene Umweltbedingungen wie das Fehlen von Luft, Temperaturen von mehr als 20 ° C (ideal 30-35 ° C) und ein nicht sehr saueres Medium erfordern. Unter diesen Bedingungen werden drei Phasen entwickelt:

Hydrolyse

In diesem Prozess handeln hydrolytische Bakterien, die extrazelluläre Enzyme absondern. Daher werden die komplexen Ketten von Kohlenhydraten, Proteinen und Lipiden in löslichen Mollstücken (Zucker, Aminosäuren und Fette) zerlegt).

Versand- oder Fermentationsstadium

Lösliche Verbindungen der vorherigen Phase werden zu flüchtigen Fettsäuren, Alkoholen, Wasserstoff und CO2 fermentiert.

Acethanogenese

Acetoogene Bakterien kommen ins Spiel, die organische Säuren als Kohlenstoffquelle oxidieren. Sie erzeugen Essigsäurer.

Methanbildung oder metanogene Phase

In der letzten Phase wirken sie metanogene Bakterien, die die Produkte der Acetonogenese zersetzen, die Methan erzeugen. In der Natur wirken diese Bakterien in Sümpfen, Wasserumgebungen und im Magen von Wiederkäuern.

Am Ende dieser Phase enthält das Gemisch Methan (45 bis 55%), Kohlendioxid (40 bis 50%), Stickstoff (2 bis 3%) und Sulfidsäure (1,5 bis 2%).

- Biodigester -Entladung

Die Produktionsrate von Biogas und Düngemittel hängt davon ab. Die Biogas sammeln sich im oberen Teil des Biodigester an und werden von Rohren in Speicherablagerungen extrahiert.

Sobald die Fermentation beendet ist, wird der Schlamm durch Rohre extrahiert (eine Mischung aus Feststoffen und Flüssigkeit). Die Entladung wird durch das Prinzip der kommunizierenden Gefäße erzeugt, dh beim Laden neuer Material macht der Druck den Überschuss aus der entgegengesetzten Seite.

Der Anteil zwischen der eingeführten Menge der eingeführten Materie (organischer Abfälle und Wasser) und dem Ausgangsprodukt (Biosol und Biol) beträgt fast 1: 0,9. Dies entspricht einer 90%igen Ausbeute, wobei der höchste Anteil Biol (Flüssigkeit) entspricht.

- Biogas: Reinigung

Das erzeugte Gas muss gereinigt werden, um den Gehalt an Sulfid und Wassersäure unter Verwendung von Fallen zu beseitigen oder zu verringern, um beide Verbindungen zu fangen. Dies ist erforderlich, um das Risiko einer Schädigung der Ausrüstung durch die korrosive Leistung dieser Komponenten zu verringern.

Wasserfalle

Das von den Biogas gezogene Wasser schlendert sich, wenn sich das Rohr zu einem größeren Raum öffnet, und das Gas setzt sich durch eine andere Verengung fort. Dieses Rohr führt zu einem breiten und hermetischen Behälter, um das Wasser zu enthalten, das anschließend durch einen Säubertaste unten extrahiert wird.

Sulfhydric -Säurefalle

Das Verfahren zur Extraktion von Sulfiderinsäure aus Biogas ähnelt der der Wasserfalle, aber die in der Rohrbahn durchgestrahlte Falle muss Chips oder Eisenschwämme enthalten. Wenn die Biogas das Eisenbett überqueren, reagiert Sulfidsäure damit und schlägt aus.

- Dünger: Trennung und Kompostierung

Die Mischung aus Biosol und Biol wird einem Dekantierungsprozess durchgeführt, um beide Komponenten zu trennen. BIOSOL kann allein verwendet werden oder einem Kompostierungsprozess für die spätere Verwendung als fester Dünger befolgen.

Biol wird als flüssiger oder zugesetzter Blattdünger in Bewässerungswasser verwendet, daher ist es in hydroponischen Systemen sehr nützlich.

Leute

Biogasproduktion in Deutschland. Quelle: Volker Thies (Asdrubal) [CC BY-SA 3.0 (http: // creativecommons.Org/lizenzen/by-sa/3.0/]]

Biodigesters werden nach ihrer Periodizität von Last und struktureller Form klassifiziert. Für seine Periodizität der Gebühr haben wir:

- Diskontinuierlich

Das diskontinuierliche System oder Charge Es besteht aus einem hermetischen Panzer, der voll ist und erst wieder lädt, wenn es die Herstellung von Biogas nicht mehr lädt. Das Gas sammelt sich in einem schwimmenden Sammler an der Oberseite des Tanks (Gasmesser) an.

Diese Art von Biodigester wird verwendet, wenn die Verfügbarkeit von organischen Abfällen intermittierend ist.

- Halbkontinuierlich

Im Gegensatz zum diskontinuierlichen System werden Lasten und Entladungen während des Biogas -Produktionsprozesses bestimmt durchgeführt. Nach seinem konstruktiven System gibt es drei Grundtypen:

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Biodigestor von Globe oder Salchicha

Es wird auch als taiwanesisch bezeichnet und besteht aus einem flachbezogenen Betongrab, in dem ein Polyethylenbeutel oder ein Zylinder installiert ist. Diese Tasche muss die Verbindungen für den Eintritt von organischen Abfällen und die Ausgabe der Biogas installiert werden.

Der Zylinder ist mit Wasser und Luft gefüllt, und anschließend wird die organische Abfallbelastung zugesetzt.

Feste Kuppelbiodigesters

Es ist der sogenannte chinesische Biodigester und besteht aus einem unterirdischen Tank, der aus Ziegel oder Beton gebaut wurde. Der Tank ist ein vertikaler Zylinder mit konvexen oder abgerundeten Enden und verfügt über ein Lastsystem und eine andere Entladung.

Die Biogas sammeln sich in einem für diesen Zweck unter der oberen Kuppel festgelegten Raum an. Der Biodigester arbeitet mit einem variablen Biogasdruck gemäß seiner Produktion.

Schwimmende Kuppel Biodigester

Hindu Biodigester genannt, besteht es aus einem unterirdischen zylindrischen Tank mit einem Ladungs- und Entladesystem. Es ist aus Ziegel oder Beton gebaut und in seinem oberen Teil gibt es einen schwimmenden Tank (Gasometer), in dem sich die Biogas ansammeln.

Das mit Plastik- oder Edelstahl bedeckte Glasfasergasometer schwimmt dank der akkumulierten Biogas auf der Mischung auf der Mischung. Es hat den Vorteil, dass es einen konstanten Gasdruck beibehält.

Anschließend steigt das Gasometer und fällt je nach Mischungsniveau und Menge an Biogas. Daher sind Seitenschienen oder eine zentrale Führungsstange, die Reibung mit den Wänden vermeidet.

- Kontinuierlich

In diesem Fall ist die Belastung und Entladung des Biodigester ein kontinuierliches Verfahren, daher erfordert es eine dauerhafte Verfügbarkeit von organischen Abfällen. Sie sind große industrielle Systeme, die im Allgemeinen für die Abwasserverarbeitung der Gemeinden verwendet werden.

Zu diesem Zweck werden Sammelstanksysteme, Bomben für die Biodigesters und die Düngerextraktion verwendet. Die Biogas wird durch Komprimierung einem Filter- und verteilten System unterzogen, um den Benutzern seine Verteilung zu gewährleisten.

Vorteile

Recycling und Verschmutzung

Die Installation eines Biodigester ermöglicht das Recycling von organischen Abfällen, somit die Umweltverschmutzung und das Erhalten nützlicher Produkte. Im Falle des ländlichen Umfelds ist es besonders wichtig für die Behandlung von Tierausscheidungen in Tiersystemen.

Biogas erhalten

Biogas stellt eine effiziente und wirtschaftliche Energiequelle dar, hauptsächlich in Bereichen, in denen die Verfügbarkeit anderer Energiequellen nicht zugänglich ist. In ländlichen Gebieten wirtschaftlich depressiver Länder wird es mit Brennholz gekocht, was sich auf die Umwelt auswirkt.

Die Verfügbarkeit von Biogas kann dazu beitragen, die Nachfrage nach Brennholz zu verringern und sich daher positiv auf die Erhaltung der biologischen Vielfalt auswirken.

Düngerproduktion

Durch Biodigester werden feste organische Düngemittel (BIOSOL) und Flüssigkeiten (Biol) erhalten. Diese Düngemittel haben eine geringere Auswirkungen auf die Umwelt und senken die landwirtschaftlichen Produktionskosten.

Gesundheit

Durch die ordnungsgemäße Behandlung von organischen Abfällen werden die Risiken, die sie für die Gesundheit darstellen, verringert. Es wurde festgestellt, dass 85% der Krankheitserreger den Biodigestionsprozess nicht überleben.

Zum Beispiel werden Fäkal -Coliformen bei 35 ° C um 50 und 70% und Pilze in 24 Stunden um 95% reduziert. Wenn ein geschlossener Prozess ist, werden die schlechten Gerüche reduziert.

Nachteile

Wasserverfügbarkeit

Das System ist in Bezug auf die Wasserverfügbarkeit anspruchsvoll, da eine Mischung erforderlich ist. Andererseits muss der BioDigester in der Nähe der Rohstoffquelle und der Biogas -Verbraucherstelle liegen.

Temperatur

Der Biodigester muss eine konstante Temperatur nahe 35 ° C und innerhalb eines Bereichs zwischen 20 und 60 ° C aufrechterhalten. Daher kann ein externer Wärmebeitrag erforderlich sein.

Damous von -produkten

Sulfhydricsäure (H2S) kann auftreten, was toxisch und ätzend ist, und von Silikon abgeleitete Silikon, die in kosmetischen Produkten und in der Mischung aus organischen Abfällen enthalten sind. Diese Siloxenos erzeugen SiO2 (Siliziumdioxid), was für Maschinen und Komponenten abrasiv ist.

Das Vorhandensein und die Konzentration von diesen nach -produkten hängen von dem verwendeten Rohstoff, dem Anteil des Wassers und des festen Substrats unter anderem ab.

Abfallakkumulation

Es ist erforderlich, Abfälle in der Nähe des Biodigester zu sammeln, was Logistik- und Gesundheitsprobleme mit sich bringt, die angegangen werden müssen.

Explosionsrisiken

Da ein System ein Kraftstoffgas erzeugt, bedeutet dies ein gewisses Explosionsrisiko, wenn keine Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden.

Kosten

Obwohl die Wartung und Verwaltung des Biodigester relativ wirtschaftlich ist, können die anfänglichen Installations- und Baukosten relativ hoch sein

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Wie man einen hausgemachten BioDigester macht

Hausgemachter Biodigester. Quelle: Kevisooryan [CC BY-SA 4.0 (https: // creativecommons.Org/lizenzen/by-sa/4.0)]]

Ein Biodigester benötigt als Grundelement. Darüber hinaus sind Einzahlungen für Biogas und Dünger erforderlich.

Es ist wichtig zu bedenken, dass das gesamte System hermetische sein muss, um Gaslecks zu vermeiden. Andererseits muss das System mit Edelstahlmaterialien wie PVC oder Edelstahl gebaut werden, um eine Beschädigung von Wasser und Schwefelsäure zu vermeiden.

- Fermentationstank

Es kann ein Tonge oder ein Kunststofftank verwendet werden, dessen Kapazität von der Menge an organischen Abfällen abhängt, die verarbeitet werden sollen. Diese Ablagerung muss einen hermetischen Deckel haben oder, ohne dass der Deckel mit hohen Temperaturen beständiger Plastikkleber versiegelt werden muss.

Der Tank muss vier Löcher haben und alle darin durchgeführten Einrichtungen müssen mit Hochtemperatur -Silikon versiegelt werden.

Lastdeckel

Dieses Loch befindet sich in der Mitte des Tankdeckels, muss mindestens 4 Zoll haben und eine Sanitärkappe mit Faden installiert. Dieser Stecker wird an ein 4 -Zoll -PVC.

Dieser Eintrag dient dazu, organische Abfälle zu laden, die zuvor zerbröckelt oder zerquetscht wurden.

Loch 1 der Abwasserentwässerung

Es ist wichtig zu beachten, dass 25% des Tankraums frei bleiben müssen. In dieser Bohrung wird ein Adapter für den Tank mit einem 2 -Zoll -PVC -Röhrchen -Segment 15 cm mit einer Durchgangstaste installiert.

Dieser Abfluss lässt den Ausgang des überstandenden Biols nach dem Aufladung des Tanks durch die Lastabdeckung zulassen. Biol muss für die spätere Verwendung in angemessenen Behältern gespeichert werden.

Abflussloch 2

Dieser zweite Abfluss muss am Boden des Tanks gehen, um den dichtesten Teil des fermentierten Produkts (BIOSOL) zu extrahieren. Ein 2 -Zoll -PVC -Rohrsegment mit einer Länge von 15 cm wird auch mit einem Passwort mit einem Schrittschlüssel verwendet.

Biogasausgabe

Ein 1/2 -Zoll -Loch wird an der Tankabdeckung geöffnet, um ein PVC -Rohr mit gleichem Durchmesser mit einem Tankadapter zu installieren. Dieses Rohr wird am Ausgang einen Durchgangstaste haben.

- Biogasausgangs- und Reinigungssystem

Das Biogas -Ausgangsrohr muss mindestens 1,5 m lang sein, um die Wasserextraktion und die sauren Sulfidsysteme in seiner Flugbahn zu interagieren. Dann kann dieses Rohr bei Bedarf verlängert werden.

Wasserextraktion

Um das Wasser zu entfernen, muss das Rohr bei 30 cm unterbrochen werden, um einen Plastik- oder Glasbehälter mit hermetischem Deckel zu unterbrechen. Das Gasübertragungsrohr muss eine Ableitung mittels einer T -Verbindung haben, so dass das Gas in den Behälter eindringt.

Auf diese Weise füllt das Gas den Behälter, das Wasser kondensiert und das Gas folgt seinem Weg durch das Rohr.

Sulfhydsäurextraktion

Nach der Wasserfalle wird in den nächsten 30 cm ein 4 -Zoll -Rohrsegment durch die entsprechenden Reduktionen durchsetzt. Dieses Segment muss mit Eisenchips oder kommerziellen Metallschwämmen gefüllt werden.

Die Schwefelsäure reagiert mit dem Metall und schlägt, während die Biogas den Weg zum Lagerbehälter fortsetzen oder Standort verwenden.

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