BioDigester Hva er det for, typer, fordeler, ulemper

EN Biodigester Det er en lukket tank der metangass og organisk gjødsel genereres fra anaerob gjæring av organisk materiale. Det biologiske fundamentet er nedbrytning av organisk materiale ved virkning av bakterier gjennom hydrolyse, forsuring, acetagenese og metanogenese.

Biodigester gir de nødvendige kontrollerte forholdene for biodestion -prosessen. Etter denne prosessen oppnås de som biogass sluttprodukter (metan, karbondioksid, nitrogen og sulfidsyre), biosol (fast gjødsel) og biol (flytende gjødsel).

Biogasssystem. Kilde: Renergon International AG [CC BY-SA 3.0 (https: // creativecommons.Org/lisenser/by-SA/3.0)]

Den grunnleggende funksjonen starter fra å tilsette organisk avfall og vann til en hermetisk beholder, der den anaerobe gjæringsprosessen genereres. Deretter blir biogassene trukket ut for lagring, direkte bruk eller som gjødsel.

De tre grunnleggende typene biodigesters i henhold til lastesystemet er diskontinuerlige, halvkontinuerlige og kontinuerlige. Diskontinuerlige biodigesters er lastet med organisk avfall bare en gang i hver produksjonsprosess, deretter blir gjødselen trukket ut for å starte en annen syklus.

De med semikontinobelastning er lastet i vanlige perioder ved å trekke ut mengden gjødsel som tilsvarer det lastede volumet. Kontinuerlige systemer er industrianlegg med permanent organisk materiale, samt biogass og gjødselutvinning.

Blant fordelene med biodigesters tillater riktig håndtering av organisk avfall, resirkulering av dem og reduserer miljømessige risikoer. I tillegg produseres energi (biogass) og organisk gjødsel, noe som genererer økonomisk og miljømessig verdi.

Imidlertid er det også visse ulemper som vannforbruk, vanskeligheten med å opprettholde passende nivåer av temperatur og tilstedeværelse av skadelige stoffer (sulfid, siloksensyre). Det fremhever også akkumulering av råstoffet i nærheten av området og eksplosjonsrisikoen.

En hjemmelaget Biodigester kan bygges med lav pris og prosessorganisk avfall fra kjøkkenet. For dette er det bare et hermetisk lokk og noen rørleggermaterialer (PVC -rør, passord, blant andre), blant andre).

I større skala, i landlige områder, er det mest økonomiske og relativt enkle byggesystemet pølse. Dette systemet består i utgangspunktet av en forseglet polyetylenpose og med de tilsvarende tilkoblingene.

[TOC]

Hva er den til

- Behandling og resirkulering av organisk avfall

Biodigesters er veldig nyttige teknologiske alternativer under optikk av bærekraftig organisk avfallshåndtering og produksjon av fornybar energi. For eksempel gir de et alternativ for gjenvinning av fast og flytende organisk avfall, som blir omdannet til råstoff for Biodigester.

Dermed reduserer resirkulering av organisk avfall deres forurensende påvirkning og genererer besparelser på håndteringen. Biodigesters brukes til avløpsvannbehandling, organisk avfall av organisk avfall og landbruks- og husdyravfall.

- Biogass og produksjon av biofertilisatorer

Den anaerobe fordøyelsesprosessen genererer som biogass og organiske gjødselprodukter.

Biogass

Biogass har omtrent 60% metangass som er et drivstoff med høy kalorikraft og kan brukes til energiproduksjon. Den kan brukes til å lage mat, generere strøm (gassturbiner), flytte motorer eller varme.

Biofertilizantes

Biofertilisatorene som følge av biodigesteros oppnås i tilstand (biosol) og væske (biol) med høye nivåer av makro og mikronæringsstoffer. Fra biol kan de oppnås isolert grunnleggende makronæringsstoffer (fosfor, nitrogen og kalium) gjennom ultrafiltreringsprosesser og omvendt osmose. 

Biol inneholder viktige mengder nyttige veksthormoner for planteutvikling som indoleddiksyre, gibbereliner og cytokininer blant andre.

Hvordan virker det

Biodigester fungerer ved å generere en sykkelprosess ved anaerob fordøyelse, fra nedbrytende hydrert organisk materiale og i fravær av luft. Dette skjer gjennom en gjæringsprosess som har som hovedprodukter metangass (CH4) og karbondioksid (CO2).

- Bioudigester og agitasjonsbelastning

Den utføres gjennom lastetanken, som består av et avsetning der organisk materiale er forberedt på å bli tilsatt av lastrøret til Biodigester.

Organisk materiale og belastningsbehandling

Biodigester må med jevne mellomrom mates med tilstrekkelig organisk materiale og vann for sin belastningskapasitet. I denne forstand må 25% av volumet av den frie Biodigester være igjen for akkumulering av gassen som er produsert.

På sin side vil typen og kvaliteten på organisk materiale også påvirke produktiviteten og bruken eller ikke av faste og flytende rester som gjødsel. Noe organisk avfall kan generere problemer i gjæringsprosessen, for eksempel sitrusfruktrester som kan forsurte mediet for mye.

Det kan tjene deg: tropisk våt skog

Materialet må knuses eller reduseres til lavest mulig størrelse, og for å lette gjæring og blanding må inneholde 75% vann og 25% organisk materiale. Det må opprøres med jevne mellomrom for å garantere homogeniteten til gjæringsprosessen i blandingen.

Temperatur og retensjonstid

Retensjonstiden for organisk materiale i Biodigester for å oppnå den totale gjæringen vil avhenge av typen av dette og temperaturen. Ved høyere romtemperatur vil raskere gjæring (for eksempel ved 30 ºC kan det ta omtrent 20 dager å lade opp biodigester).

- Anaerob fordøyelse

Anaerob fordøyelse. Kilde: Tilley, E., Ulrich, l., Lüthi, ca., Reymond, Ph., Zurbrügg, ca. [CC By-SA 3.0 (https: // creativecommons.Org/lisenser/by-SA/3.0)]

I prosessen virker de bakterier som krever tilstrekkelige miljøforhold som fravær av luft, temperaturer større enn 20 ° C (ideell 30-35 ºC) og et ikke veldig surt medium. Under disse forholdene er det utviklet tre faser:

Hydrolyse

I denne prosessen virker hydrolytiske bakterier som utskiller ekstracellulære enzymer. Derfor er de komplekse kjedene av karbohydrater, proteiner og lipider i oppløselige mindre stykker (sukker, aminosyrer og fett) ødelagt).

Forsuring eller fermentativ stadium

Oppløselige forbindelser fra forrige fase er gjæret til flyktige fettsyrer, alkoholer, hydrogen og CO2.

Acetanogenese

Acetoogene bakterier spiller inn som oksiderer organiske syrer som en karbonkilde. De genererer eddiksyre (CH3COOH), hydrogen (H2) og karbondioksid (CO2) og ubehagelige lukt produseres på grunn av tilstedeværelsen av sulfidrinsyre.

Metanformasjon eller metanogen fase

I den siste fasen virker de metanogene bakterier som dekomponerer produktene fra acetonogenese som genererer metan. I naturen virker disse bakteriene i sumper, vannmiljøer og i magen av drøvtyggere.

På slutten av denne fasen inneholder blandingen metan (45 til 55%), karbondioksid (40 til 50%), nitrogen (2 til 3%) og sulfidsyre (1,5 til 2%).

- Biodigester utskrivning

Biogass- og gjødselproduksjonshastigheten avhenger av biodigester, det organiske stoffet som mater det og temperaturen. Biogassene akkumuleres i den øvre delen av Biodigester og blir trukket ut av rør til lagringsavsetninger.

Når gjæringen er ferdig, blir gjørmen trukket ut (en blanding av faste stoffer og væske) med rør. Utladningen produseres av prinsippet om å kommunisere fartøyer, det vil si når du laster nytt materiale, gjør trykket overskuddet ut av motsatt side.

Andelen mellom mengden som ble introdusert (organisk avfall og vann) og utgangsproduktet (biosol og biol) er nesten 1: 0,9. Dette tilsvarer et avkastning på 90%, der den høyeste andelen tilsvarer Biol (væske).

- Biogass: Rensing

Gassen som produseres må renses for å eliminere eller redusere innholdet av sulfid og vannsyre ved bruk av feller for å fange begge forbindelsene. Dette er nødvendig for å redusere risikoen for skade på utstyret ved den korrosive kraften til disse komponentene.

Vannfelle

Vannet dratt av biogassene utfeller når røret åpnes for et større rom og gassen fortsetter med en annen innsnevring. Dette røret fører til en bred og hermetisk beholder for å inneholde vannet som deretter blir trukket ut av en rensetast nederst.

Sulfhydronsyrefelle

Prosessen for å trekke ut sulfidersyre fra biogass er lik den for vannfellen, men fellen ispedd rørbanen må inneholde flis eller jernsvamper. Når biogassene krysser jernbedet, reagerer sulfidsyre med dette og presipiterer.

- Gjødsel: separasjon og kompostering

Blandingen av biosol og biol gjennomgår en dekantasjonsprosess for å skille begge komponentene. Biosol kan brukes alene eller følge en komposteringsprosess for senere bruk som fast gjødsel.

Biol brukes som en væske eller tilsatt bladgjødsel i vanningsvann, så det er veldig nyttig i hydroponiske systemer.

Folkens

Biogassproduksjon i Tyskland. Kilde: Volker Thies (Asdrubal) [CC BY-SA 3.0 (http: // creativecommons.Org/lisenser/by-SA/3.0/]]

Biodigesters er klassifisert i henhold til deres periodisitet av belastning og strukturell form. For sin periodisitet av ladning har vi:

- Diskontinuerlig

Det diskontinuerlige systemet eller Parti Den består av en hermetisk tank som er full og ikke lastes igjen før den har sluttet å produsere biogass. Gassen akkumuleres i en flytende samler festet øverst på tanken (gasometer).

Denne typen Biodigester brukes når tilgjengeligheten av organisk avfall er periodisk.

- Semi-kontinuerlig

I motsetning til det diskontinuerlige systemet, utføres belastninger og utslipp på visse termer under biogassproduksjonsprosessen. I henhold til det konstruktive systemet er det tre grunnleggende typer:

Det kan tjene deg: Naturressurser fra Argentina

Biodigestor av Globe eller Salchicha

Det kalles også taiwanesisk og består av en flatbelagt betonggrav der en polyetylenpose eller sylinder er installert. Denne vesken må installeres tilkoblingene for inntreden av organisk avfall og produksjonen av biogassene.

Sylinderen er fylt med vann og luft, og deretter tilsettes den organiske avfallsbelastningen.

Fast Dome Biodigesters

Det er den såkalte kinesiske Biodigester og består av en underjordisk tank bygget i murstein eller betong. Tanken er en vertikal sylinder med konvekse eller avrundede ender og har et lastesystem og en annen utladning.

Biogassene akkumuleres i et rom som er etablert for dette formålet under øvre kuppel. Biodigesteren jobber med et variabelt biogasstrykk i henhold til produksjonen.

Flytende kuppel Biodigester

Kalt Hindu Biodigester, består den av en underjordisk sylindrisk tank med et last- og lossesystem. Den er innebygd murstein eller betong, og i den øvre delen er det en flytende tank (gasometer) der biogassene akkumuleres.

Fiberfibergasometeret dekket med plast eller rustfritt stål flyter på blandingen takket være de akkumulerte biogassene. Det har fordelen at det opprettholder et konstant gasstrykk.

Deretter stiger gasometeret og faller avhengig av blanding og mengde biogass. Derfor kreves sideskinner eller en sentral guidestang som unngår friksjon med veggene.

- Kontinuerlige

I dette tilfellet er lasting og utslipp av Biodigester en kontinuerlig prosess, så det krever varig tilgjengelighet av organisk avfall. De er store industrisystemer som vanligvis brukes til fellesskapens avløpsbehandling.

For dette brukes innsamlingstanker, bomber for biodigesters og gjødselutvinning. Biogassene blir utsatt for et filtrerings- og distribuert system ved komprimering for å garantere distribusjonen til brukerne.

Fordeler

Gjenvinning og forurensning

Installasjonen av en biodigester tillater resirkulering av organisk avfall, og reduserer dermed miljøforurensning og innhenting av nyttige produkter. Når det.

Oppnå biogass

Biogass representerer en effektiv og økonomisk energikilde, hovedsakelig i områder der tilgjengeligheten av andre energikilder ikke er tilgjengelig. I landlige områder av økonomisk deprimerte land tilberedes det med ved, noe som påvirker miljøet.

Tilgjengelighet av biogass kan bidra til å redusere etterspørselen.

Gjødselproduksjon

Gjennom biodigesters oppnås solide organiske gjødsel (biosol) og væsker (biol). Disse gjødslene har lavere miljøpåvirkning og reduserer produksjonskostnadene.

Helse

Ved å tillate riktig håndtering av organisk avfall, reduseres risikoen de representerer for helse. Det er bestemt at 85% av patogenene ikke overlever biodestion -prosessen.

For eksempel reduseres fekale koliformer ved 35 ° C med 50 og 70% og sopp med 95% på 24 timer. Derfor reduseres den dårlige lukten å være en lukket prosess.

Ulemper

Vanntilgjengelighet

Systemet er krevende når det gjelder vanntilgjengelighet, siden det kreves en blanding. På den annen side må Biodigester være i nærheten.

Temperatur

Biodigester må opprettholde en konstant temperatur nær 35 ° C og innenfor et område mellom 20 og 60 ° C. Derfor kan det være nødvendig med et eksternt varmebidrag.

Damous av -produkter

Sulfhydrikkyre (H2s) kan forekomme, som er giftig og etsende, og silikon -avledet silikon inneholdt i kosmetiske produkter og i blandingen av organisk avfall. Disse siloksenosene genererer SiO2 (silisiumdioksid), som er slitende for maskiner og komponenter.

Tilstedeværelsen og konsentrasjonen av disse med -produkter avhenger av råstoffet som brukes, andel vann og fast underlag blant andre faktorer.

Avfallsakkumulering

Det kreves å samle avfall i nærheten.

Eksplosjonsrisiko

Å være et system som genererer en drivstoffgass, innebærer det en viss risiko for eksplosjoner hvis det ikke blir tatt nødvendige forholdsregler.

Kostnader

Selv om vedlikehold og styring av Biodigester er relativt økonomisk, kan de første installasjons- og byggekostnadene være relativt høye

Kan tjene deg: Distrofisme: årsaker, typer, konsekvenser

Hvordan lage en hjemmelaget Biodigester

Hjemmelaget Biodigester. Kilde: Kvisooryan [CC BY-SA 4.0 (https: // creativecommons.Org/lisenser/by-SA/4.0)]

En Biodigester krever som grunnleggende elementer og en gjæringstank, lasting og lossing av rør med sine respektive passeringsnøkler. I tillegg er forekomster for biogass og gjødsel nødvendig.

Det er viktig å huske på at hele systemet må være hermetikk for å unngå gasslekkasjer. På den annen side må systemet bygges med rustfrie materialer som PVC eller rustfritt stål for å unngå skader på vann og sulfhydorsyre.

- Fermenteringstank

En tonge eller plastank kan brukes hvis kapasitet vil avhenge av mengden organisk avfall som skal behandles. Dette avsetningen må ha et hermetisk lokk eller, som ikke klarer at lokket må forsegles med høye temperaturer motstandsdyktig plastlim.

Tanken må ha fire hull og alle fasilitetene som er utført i dem, må forsegles med høy temperatur silikon.

Last lokk

Dette hullet er i midten av tank lokket, det må ha minst 4 tommer og installert en sanitærhette med tråd. Denne pluggen vil være koblet til et 4 -tommers PVC -rør som kommer inn vertikalt i tanken opptil 10 cm før bunnen.

Denne oppføringen vil tjene til å laste inn organisk avfall som tidligere er smuldret eller knust.

Hull 1 av avløpsdrenering

Det er viktig å huske at 25% av tankrommet må være fri for akkumulering av gass, så et hull må åpnes på siden på det nivået. I denne boringen vil en adapter for tank bli installert med et 2 -tommers PVC -rørsegment 15 cm i lengde med en passeringsnøkkel.

Dette avløpet er å tillate utgangen fra supernatanten Biol når tanken er ladet opp av lastdekselet. Biol må lagres i tilstrekkelige containere for etterfølgende bruk.

Avløpshull 2

Dette andre avløpet må gå i bunnen av tanken for å trekke ut den tetteste delen av det fermenterte produktet (Biosol). Et 2 -tommers PVC -rørsegment på 15 cm i lengde vil også brukes med et passord med en trinntast.

Biogassutgang

Et 1/2 tommers hull åpnes på tankdekselet for å installere et PVC -rør med lik diameter ved hjelp av en tankadapter. Dette røret vil ha en passeringsnøkkel ved avkjørselen.

- Biogassutgang og rensingssystem

Biogassutgangsrøret må være minst 1,5 m langt, for å kunne krysse av vannutvinning og sur suriske systemer i sin bane i sin bane. Da kan dette røret utvides om nødvendig for å overføre gassen til lagring eller bruk sted.

Vannutvinning

For å fjerne vannet, må røret avbrytes ved 30 cm for å krysse en plast- eller glassbeholder med hermetisk lokk. Gassoverføringsrøret må ha en avledning ved hjelp av en T -tilkobling, slik at gassen trenger inn i beholderen.

På denne måten fyller gassen beholderen, vannet kondenserer og gassen følger banen gjennom røret.

Sulfhydronsyreekstraksjon

Etter vannfellen, i løpet av de neste 30 cm, er et 4 -tommers rørsegment ispedd de tilsvarende reduksjonene. Dette segmentet må fylles med jernflis eller kommersielle metallsvamper.

Sulfhydrric acid vil reagere med metall og bunnfall, mens biogassene vil fortsette ruten til lagringsbeholderen eller bruke stedet.

Referanser

1. Aparcana-rilles s y Jansen A (2008). Studie på gjødselverdien til produktene fra den anaerobe gjæringsprosessen for biogassproduksjon. Germna Profec. 10 s.
2. Corona-Zúñiga I (2007). Biodigesters. 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 og Simon M (2013). Anaerob fordøyelse mikrobiell (biodiges) som en tilnærming til dekontaminering av dyr er bort. International Journal of Environmental Research and Public Health 10: 4390-4417.
4. Olaya-Arboleda og og González-Salcedo Lo (2009). Grunnleggende for Biodigester Design. Modul for gjenstand for landbrukskonstruksjoner. Fakultet for ingeniørfag og administrasjon, National University of Colombia, Palmira hovedkvarter. Palmira, Colombia. 31 s.
5. Pérez-Medel JA (2010). Studie og design av en biodigester for anvendelse hos småbønder og meieri. Hukommelse. Department of Mechanical Engineering, Fakultet for fysiske og matematikkvitenskap, University of Chile. Santiago de Chile, Chile. 77 s.
6. Yen-Phi VT, Clemens J, Rembenburg A, Vinneras B, Lenßen C og Kistemann T (2009). Hygieniske efekter og gassproduksjon av biotistere i plast under tropiske kondisjon. Journal of Water and Health 7: 590-596.