A biodigester Det är en sluten tank där metangas och organiskt gödningsmedel genereras från anaerob fermentering av organiskt material. Den biologiska grunden är nedbrytningen av organiskt material genom bakteriens verkan genom hydrolys, försurning, acetanogenes och metanogenes..
Biodigestern tillhandahåller de kontrollerade förhållanden som är nödvändiga för biodigestionsprocessen. Efter denna process erhålls biogas (metan, koldioxid, kväve och vätesulfid), biosol (fast gödsel) och biol (flytande gödningsmedel) som slutprodukter..
Grundoperationen börjar från att tillsätta organiskt avfall och vatten till en lufttät behållare, där den anaeroba fermenteringsprocessen genereras. Biogasen extraheras sedan för lagring, direkt användning eller som gödningsmedel.
De tre grundläggande typerna av biofördelare enligt deras laddningssystem är diskontinuerliga, halvkontinuerliga och kontinuerliga. Diskontinuerliga biofördelare laddas med organiskt avfall bara en gång i varje produktionsprocess, sedan extraheras gödselmedlet för att starta en ny cykel.
De med halvkontinuerlig belastning laddas i regelbundna perioder och extraherar mängden gödsel som motsvarar den laddade volymen. Kontinuerliga system är industrianläggningar med en permanent belastning av organiskt material, samt utvinning av biogas och gödselmedel.
Bland fördelarna med biofördelare är att tillåta korrekt hantering av organiskt avfall, återvinning och minskning av miljörisker. Dessutom produceras energi (biogas) och organiska gödningsmedel, vilket genererar ekonomiskt och miljömässigt värde..
Det finns emellertid också vissa nackdelar såsom vattenförbrukning, svårigheten att upprätthålla de ideala temperaturnivåerna och närvaron av skadliga ämnen (vätesulfid, siloxener). Det belyser också ackumulering av råvaror nära området och risker för explosioner.
Du kan bygga en relativt billig hemlagad biodigerare och bearbeta organiskt köksavfall. Detta kräver bara ett fat med ett hermetiskt lock och några VVS-material (bland annat PVC-rör, stoppkranar)..
I större skala är korven den mest ekonomiska och relativt lättbyggda i hus på landsbygden. Detta system består i grunden av en förseglad polyetenpåse med motsvarande anslutningar..
Artikelindex
Biodigesters är mycket användbara tekniska alternativ ur hållbar hantering av organiskt avfall och produktion av förnybar energi. Till exempel ger de ett alternativ för återvinning av fast och flytande organiskt avfall som omvandlas till råvara för biodigestern..
Återvinning av organiskt avfall på detta sätt minskar dess förorenande påverkan och genererar besparingar i hanteringen. Biodigesters används för avloppsvattenbehandling, urbana fasta organiska avfallshantering och jordbruks- och boskapsavfall.
Den anaeroba nedbrytningsprocessen genererar biogas och organiskt gödselmedel som produkter.
Biogas har cirka 60% metangas, vilket är ett bränsle med högt kaloriinnehåll och kan användas för energiproduktion. Den kan användas för att laga mat, generera elektricitet (gasturbiner), flytta motorer eller värma.
Biogödselmedel som härrör från biodegesters erhålls i ett tillstånd (biosol) och flytande (biol) med höga nivåer av makro- och mikronäringsämnen. Grundläggande makronäringsämnen (fosfor, kväve och kalium) kan erhållas isolerat från biol genom ultrafiltrering och omvänd osmosprocesser..
Biol innehåller betydande mängder tillväxthormoner som är användbara för växtutveckling, såsom indolättiksyra, gibberelliner och cytokininer, bland andra..
Biodigestern fungerar genom att generera en bioförgasningsprocess genom anaerob matsmältning, från nedbrytning av det hydratiserade organiska materialet och i frånvaro av luft. Detta sker genom en jäsningsprocess vars huvudprodukter är metangas (CH4) och koldioxid (CO2)..
Det utförs genom lasttanken, som består av en tank i vilken det organiska materialet är berett att tillsättas av laströret till biodigestern.
Biodigestern måste regelbundet matas med organiskt material och tillräckligt med vatten för sin bärförmåga. I denna mening måste 25% av biodigestern volym lämnas fri för ackumulering av den producerade gasen..
I sin tur kommer typen och kvaliteten på organiskt material också att påverka produktiviteten och användningen av fast och flytande avfall som gödningsmedel eller inte. Vissa organiska avfall kan orsaka problem i jäsningsprocessen, såsom rester av citrusfrukter som kan sura mediet för mycket.
Materialet måste krossas eller reduceras till minsta möjliga storlek, och för att underlätta jäsning måste blandningen innehålla 75% vatten och 25% organiskt material. Det måste omröras med jämna mellanrum för att garantera homogeniteten hos fermenteringsprocessen i blandningen..
Retentionstiden för det organiska materialet i biodigestern för att uppnå sin fulla jäsning beror på typen av detta och temperaturen. Ju högre omgivningstemperatur, desto snabbare blir jäsning (till exempel vid 30 ºC kan det ta cirka 20 dagar att ladda biodigestern).
Bakterier som kräver lämpliga miljöförhållanden såsom frånvaro av luft, temperaturer över 20 ° C (helst 30-35 ° C) och ett inte särskilt surt medium verkar i processen. Under dessa förhållanden utvecklas tre faser:
I denna process verkar hydrolytiska bakterier som utsöndrar extracellulära enzymer. Därför bryts de komplexa kedjorna av kolhydrater, proteiner och lipider ner i mindre lösliga bitar (sockerarter, aminosyror och fetter).
De lösliga föreningarna i föregående fas fermenteras till flyktiga fettsyror, alkoholer, väte och CO2.
Acetogena bakterier spelar in som oxiderar organiska syror som en kolkälla. De genererar ättiksyra (CH3COOH), väte (H2) och koldioxid (CO2) och obehagliga lukter produceras genom närvaron av vätesulfid..
I den sista fasen verkar metanogena bakterier som sönderdelar acetanogenesprodukter och genererar metan. I naturen verkar dessa bakterier i träsk, vattenmiljöer och i idisslare.
I slutet av denna fas innehåller blandningen metan (45 till 55%), koldioxid (40 till 50%), kväve (2 till 3%) och vätesulfid (1,5 till 2%).
Produktionshastigheten för biogas och gödselmedel beror på vilken typ av biodigerare, det organiska material som matar det och temperaturen. Biogasen ackumuleras i den övre delen av biodigestern och extraheras genom rör till lagringstankar.
När jäsning är klar extraheras slammet (en blandning av fasta ämnen och vätska) genom rören. Urladdningen produceras enligt principen att kommunicera kärl, det vill säga när man laddar nytt material gör trycket att överskottet kommer ut på motsatt sida.
Förhållandet mellan mängden infört material (organiskt avfall och vatten) och utgångsprodukten (biosol och biol) är nästan 1: 0,9. Detta motsvarar ett utbyte på 90%, där den högsta andelen motsvarar biol (flytande).
Den producerade gasen måste renas för att eliminera eller minska halten vätesulfid och vatten med hjälp av fällor för att fånga båda föreningarna. Detta är nödvändigt för att minska risken för skador på utrustningen på grund av korrosionsförmågan hos dessa komponenter..
Vattnet som transporteras av biogasen fälls ut när röret öppnas till ett större utrymme och gasen fortsätter genom ytterligare en förträngning. Detta rör slutar i en stor och hermetisk behållare för att innehålla vattnet som senare extraheras av en petcock i nedre delen..
Processen för att utvinna vätesulfiden från biogasen liknar den i vattenlåset, men fällan som sätts in i rörets väg måste innehålla järnflis eller svampar. När biogasen passerar genom järnbädden reagerar vätesulfiden med den och fälls ut.
Blandningen av biosol och biol utsätts för en dekanteringsprocess för att separera båda komponenterna. Biosolen kan användas ensam eller följa en process för blandning med kompostering för senare användning som fast gödselmedel.
Biol används som flytande bladgödsel eller tillsätts i bevattningsvatten, vilket gör det mycket användbart i hydroponiska system..
Biodigesters klassificeras enligt deras laddningsperiodicitet och strukturella form. På grund av dess laddningsfrekvens har vi:
Det diskontinuerliga systemet o omgång Den består av en lufttät tank som är fulladdad och inte laddas om förrän den har slutat producera biogas. Gasen ackumuleras i en flytande uppsamlare fäst vid tankens övre del (gasometer).
Denna typ av biodigester används när tillgången på organiskt avfall är intermittent.
Till skillnad från det diskontinuerliga systemet utförs lastning och lossning vid vissa tidpunkter under produktion av biogas. Enligt dess konstruktionssystem finns det tre grundläggande typer:
Det kallas också taiwanesiskt och består av en platt betongfodrad grop där en polyetenpåse eller cylinder är installerad. Anslutningar för tillförsel av organiskt avfall och utlopp av biogas måste installeras i denna påse..
Cylindern fylls med vatten och luft och senare tillsätts belastningen med organiskt avfall.
Det är den så kallade kinesiska biodigestern och består av en underjordisk tank byggd i tegel eller betong. Tanken är en vertikal cylinder med rundade eller konvexa ändar och har ett last- och lossningssystem.
Biogasen ackumuleras i ett utrymme som är inrättat för detta ändamål under den övre kupolen. Biodigestern arbetar med ett varierande tryck av biogas beroende på dess produktion.
Kallas hinduisk biodigester och består av en underjordisk cylindrisk tank med ett lastnings- och lossningssystem. Den är byggd i tegel eller betong och i dess övre del finns en flytande tank (gasometer) där biogasen ackumuleras.
Den rostfria eller plastbelagda glasfibergasometern flyter ovanpå blandningen tack vare den ackumulerade biogasen. Det har fördelen att bibehålla ett konstant gastryck.
Därefter går gasometern upp och ner beroende på blandningsnivån och mängden biogas. Därför krävs sidoskenor eller en central styrstång för att undvika friktion med väggarna..
I detta fall är lastning och lossning av biodigestern en kontinuerlig process som kräver permanent tillgänglighet av organiskt avfall. De är stora industriella system som vanligtvis används för bearbetning av samhällsavlopp..
För detta används uppsamlingsbehållarsystem, pumpar för överföring till biofördelare och utvinning av gödselmedel. Biogasen utsätts för ett filtreringssystem och distribueras genom kompression för att garantera dess distribution till användarna..
Installationen av en biodigester möjliggör återvinning av organiskt avfall, vilket minskar miljöföroreningar och erhåller användbara produkter. När det gäller landsbygdsområden är det särskilt viktigt för hanteringen av djurutsöndring i boskapssystem..
Biogas utgör en effektiv och ekonomisk energikälla, främst i områden där tillgången till andra energikällor inte är tillgänglig. På landsbygden i ekonomiskt deprimerade länder görs matlagning med ved som påverkar miljön.
Tillgången på biogas kan bidra till att minska efterfrågan på ved och har därför en positiv inverkan på bevarandet av biologisk mångfald.
Med hjälp av biodigesters erhålls fasta organiska gödningsmedel (biosol) och vätska (biol). Dessa gödselmedel har en lägre miljöpåverkan och minskar kostnaderna för jordbruksproduktionen.
Genom att tillåta korrekt hantering av organiskt avfall minskar riskerna för hälsan. Det har fastställts att 85% av patogenerna inte överlever biodigestionsprocessen.
Exempelvis reduceras fekala koliformer vid 35 ° C med 50-70% och svampar med 95% på 24 timmar. Eftersom det är en sluten process minskar dålig lukt.
Systemet är krävande när det gäller tillgång till vatten, eftersom en blandning krävs. Å andra sidan måste biodigestern vara nära råvarukällan och biogasförbrukningen..
Biodigestern måste hålla en konstant temperatur nära 35 ° C och inom ett område mellan 20 och 60 ° C. Därför kan en extern värmeingång krävas.
Det kan producera vätesulfid (H2S), som är giftigt och frätande, och silikonbaserade siloxener i kosmetiska produkter och i en blandning av organiskt avfall. Dessa siloxener genererar SiO2 (kiseldioxid), som är slipande för maskiner och komponenter..
Förekomsten och koncentrationen av dessa biprodukter beror bland annat på vilken råvara som används, andelen vatten och fast substrat..
Det är nödvändigt att ackumulera avfallet nära biodigestern, vilket medför logistiska och sanitära problem som måste åtgärdas.
Eftersom det är ett bränslegasgenererande system innebär det en viss explosionsrisk om inte korrekta försiktighetsåtgärder vidtas..
Även om underhållet och driften av biodigestern är relativt billigt kan de initiala installationskostnaderna och byggkostnaderna vara relativt höga.
En biodigester kräver som grundelement och en tank för jäsning, lastning och lossning av rör med respektive stoppkranar. Dessutom är tankar för biogas och gödselmedel nödvändiga..
Det är viktigt att notera att hela systemet måste vara lufttätt för att förhindra gasläckage. Dessutom måste systemet vara konstruerat av rostfria material som PVC eller rostfritt stål för att undvika skador av vatten och vätesulfid..
En plastfat eller tank kan användas vars kapacitet beror på mängden organiskt avfall som ska bearbetas. Denna tank måste ha ett lufttätt lock eller, om inte, måste locket tätas med högtemperaturbeständigt plastlim..
Tanken måste ha fyra hål och alla installationer i dem måste tätas med silikon med hög temperatur.
Detta hål är i mitten av tanklocket, det måste vara minst 4 tum långt och en gängad sanitetsplugg måste installeras. Denna kontakt kommer att anslutas till ett 4-tums PVC-rör som kommer in i tanken vertikalt upp till 10 cm före botten..
Denna entré tjänar till att ladda det organiska avfallet som tidigare strimlats eller strimlats.
Det är viktigt att komma ihåg att 25% av tankutrymmet måste lämnas fritt för ackumulering av gas, så ett hål måste öppnas i sidan på den nivån. I det här hålet installeras en tankadapter med ett segment av 2-tums PVC-rör 15 cm långt med en kran..
Funktionen för detta avlopp är att låta supernatantbiolen släppa ut när tanken har laddats igenom laddningslocket. Biol måste förvaras i lämpliga behållare för senare användning..
Detta andra avlopp måste gå till botten av tanken för att extrahera den tätaste delen av den fermenterade produkten (biosol). På samma sätt kommer ett segment av 2-tums PVC-rör med en längd av 15 cm med kran användas..
Ett 1/2-tums hål kommer att skäras i lådan för att installera ett PVC-rör med samma diameter med en tankadapter. Detta rör kommer att ha en kran vid utloppet.
Utloppsröret för biogas måste vara minst 1,5 m långt för att sätta in vatten- och vätesulfidutsugningssystemen i dess väg. Detta rör kan sedan förlängas vid behov för att överföra gasen till dess förvarings- eller användningsplats..
För att ta bort vattnet från utloppet måste röret avbrytas 30 cm för att sätta in en plast- eller glasbehållare med ett hermetiskt lock. Gasöverföringsröret måste ha en förbikoppling genom en T-anslutning så att gasen kommer in i behållaren.
På detta sätt fyller gasen behållaren, vattnet kondenserar och gasen fortsätter genom röret..
Efter vattenlåset sätts ett 4-tums rörsegment in i de närmaste 30 cm med motsvarande minskningar. Detta segment måste fyllas med järnspån eller kommersiella metallsvampar..
Vätesulfiden reagerar med metallen och fälls ut, medan biogasen fortsätter sin resa till förvaringsbehållaren eller användningsstället..
Ingen har kommenterat den här artikeln än.