Биогаз своими руками

Добыча биогаза в домашних условиях своими руками

Шаг 1: Выбор бочки

Сначала необходимо выбрать подходящую бочку, в который мы будем хранить «источник энергии», то есть, как вы поняли, пищевые отходы и навоз.

Шаг 2: Делаем отверстия

Делаем отверстия на входе и на выходе в бочке. Можно сделать с помощью дрели, но в данном случае, отверстие сделано с помощью нагретой металлической трубы.

Шаг 3: Установка труб

Устанавливаем трубы на входе и выходе в отверстия, сделанные нами ранее. Трубы вставляем и вклеиваем.

Шаг 4: Создание и установка держателя «бензобака»

Было взято ведро от краски на 20 литров, этот резервуар будет содержать добываемый нами газ. Бак фиксируется с помощью клапана, который используют сантехники.

Шаг 5: Добавляем коровий навоз

Смешиваем коровий навоз (5 кг на 50 литров) и добавляем воды. Помещаем в бак.

Шаг 6: Почти закончили

Первые 10-15 дней газ вы не получите, так как это время необходимо для того, что бы прошли все необходимые процессы.

Шаг 7: Избавляемся от двуокиси углерода

Для того, чтобы данный газ горел, необходимо избавится от двуокиси углерода. Этого можно добиться за счет использования обычного фильтра, которых много в разных строительных магазинах.

Шаг 8: Готово!

Вы сами заметите, как «топливный бак» будет подниматься по мере происхождения химических реакций. Тогда уже необходимо открывать клапан и получать биогаз.

Использовать биогаз можно для разных целей. Не рекомендуется использовать биогаз для приготовления еды, так как это может негативно повлиять на вкусовые качества (если не избавится от отдушек).

Биогаз рекомендуется использовать для технических задач: отопление дома, нагрев чего-либо. Чем больше резервуар с навозом, тем больше биогаза будет вырабатываться.

Специфика получения биогаза

Биогаз образуется в результате брожения биологического субстрата. Его разлагают гидролизные, кислото- и метанообразующие бактерии. Смесь вырабатываемых бактериями газов получается горючей, т.к. содержит большой процент метана.

По своим свойствам она практически не отличается от природного газа, который используется для промышленных и бытовых нужд.

При желании каждый владелец дома может приобрести биогазовую установку промышленного изготовления, но это дорого, а окупаются вложения в течение 7-10 лет. Поэтому имеет смысл приложить усилия и сделать биореактор своими руками

Биогаз – экологически чистое топливо, а технология его получения не оказывает особого влияния на окружающую среду. Более того, в качестве сырья для биогаза используют отходы жизнедеятельности, которые нуждаются в утилизации.

Их помещают в биореактор, где происходит переработка:

• в течение некоторого времени биомасса подвергается воздействию бактерий. Срок брожения зависит от объема сырья;
• в результате деятельности анаэробных бактерий выделяется горючая смесь газов, в состав которой входят метан (60%), углекислый газ (35%) и некоторые другие газы (5%). Также при брожении в небольших количествах выделяется потенциально опасный сероводород. Он ядовит, поэтому крайне нежелательно, чтобы люди подвергались его воздействию;
• смесь газов из биореактора очищается и поступает в газгольдер, где хранится до момента использования по назначению;
• газ из газгольдера можно использовать точно так же, как природный. Он поступает к бытовым приборам – газовым печам, отопительным котлам и т.п.;
• разложившуюся биомассу необходимо регулярно удалять из ферментатора. Это дополнительные трудозатраты, однако усилия окупаются. После брожения сырье превращается в высококачественное удобрение, которое используют на полях и огородах.

Биогазовая установка выгодна для владельца частного дома только в том случае, если у него есть постоянный доступ к отходам животноводческих ферм. В среднем из 1 м.куб. субстрата можно получить 70-80 м.куб. биогаза, но выработка газа идет неравномерно и зависит от многих факторов, в т.ч. температуры биомассы. Это осложняет расчеты.

Биогазовые установки идеально подходят для фермерских хозяйств. Отходы жизнедеятельности животных способны дать достаточно газа для полноценного обогрева жилых помещений и хозяйственных построек

Чтобы процесс получения газа был стабильным и непрерывным, лучше всего строить несколько биогазовых установок, а субстрат в ферментаторы закладывать с разницей во времени. Такие установки работают параллельно, а сырье в них загружают последовательно.

Это гарантирует постоянную выработку газа, благодаря чему можно добиться его непрерывного поступления к бытовым приборам.

В идеале биореактор должен подогреваться. Каждые 10 градусов тепла увеличивают выработку газа вдвое. Хотя обустройство подогрева требует вложений, это окупается большей эффективностью конструкции

Самодельное биогазовое оборудование, собранное из подручных материалов, обходится гораздо дешевле установок промышленного производства. Его эффективность ниже, но вполне соответствует вложенным средствам. Если есть доступ к навозу и желание приложить собственные усилия для сборки и обслуживания конструкции, это очень выгодно.

Преимущества и недостатки системы

Биогазовые установки имеют немало преимуществ, но и недостатков хватает, поэтому перед началом проектирования и строительства следует все взвесить:

• Утилизация отходов. Благодаря биогазовой установке можно получить максимум пользы от мусора, от которого все равно пришлось бы избавляться. Эта утилизация менее опасна для окружающей среды, чем закапывание отходов.
• Возобновляемость сырья. Биомасса – это не уголь и не природный газ, добыча которых истощает запасы ресурсов. При ведении сельского хозяйства сырье появляется постоянно.
• Относительная небольшое количество СО2. При получении газа окружающая среда не загрязняется, а вот при его использовании в атмосферу выделяется небольшое количество двуокиси углерода. Оно не опасно и не способно критично изменить экологию, т.к. его поглощают растения в процессе роста.
• Умеренное выделение серы. При сгорании биогаза в атмосферу попадает небольшое количество серы. Это негативное явление, однако его масштабы познаются в сравнении: при сжигании природного газа загрязнение окружающей среды окислами серы гораздо больше.
• Стабильная работа. Производство биогаза более стабильно, чем работа солнечных батарей или ветряков. Если энергией солнца и ветра нельзя управлять, то биогазовые установки зависят от деятельности человека.
• Можно использовать несколько установок. Газ – это всегда риски. Чтобы снизить потенциальный ущерб в случае аварии, можно рассредоточить по участку несколько биогазовых установок. Если правильно спроектировать и собрать систему из нескольких ферментаторов, она будет работать стабильнее, чем один крупный биореактор.
• Выгоды для сельского хозяйства. Для получения биомассы высаживают некоторые виды растений. Можно выбрать такие, которые улучшают состояние грунта. Например, сорго снижает эрозию почвы, улучшает ее качество.

У биогаза есть и недостатки. Хотя это относительно чистое топливо, оно все же загрязняет атмосферу. Также могут возникать проблемы с поставками растительной биомассы.

Безответственные владельцы установок нередко заготавливают ее так, что истощают землю и нарушают экологический баланс.

Расчет рентабельности установки

В качестве сырья для производства биогаза обычно используют коровий навоз. Одна взрослая корова может дать его столько, чтобы обеспечить 1.5 м.куб. топлива; свинья – 0.2 м.куб.; курица или кроль (в зависимости от массы тела) – 0.01-0.02 м.куб. Чтобы понять, много это или мало, можно сравнить с более привычными видами ресурсов.

Галерея изображений Фото из Устройство биореактора из утепленной пластиковой емкости Удобный транспорт для перевозки субстрата Компактная установка промышленного производства Биогазовая установка на молочной ферме

1 м.куб. биогаза обеспечивает такое же количество тепловой энергии, как:

• дрова – 3.5 кг;
• уголь – 1-2 кг;
• электричество – 9-10 кВт/ч.

Если знать примерный вес сельскохозяйственных отходов, которые будут доступны в течение ближайших лет, и количество необходимой энергии, можно просчитать рентабельность биогазовой установки.

Один из главных недостатков добычи биогаза – запах. Возможность использования небольших компостных куч – это большой плюс, но придется терпеть неудобства и тщательно контролировать процесс, чтобы не спровоцировать распространение болезнетворных микроорганизмов

Для закладки в биореактор готовят субстрат, в который входят несколько компонентов в таких пропорциях:

• навоз (лучше всего коровий или свиной) – 1.5 т;
• органические отходы (это могут быть перегнившие листья или другие компоненты растительного происхождения) – 3.5 т;
• подогретая до 35 градусов вода (количество теплой воды рассчитывают так, чтобы ее масса составляла 65-75% от общего количества органики).

Расчет субстрата сделан для одной закладки на полгода, если исходить из умеренного потребления газа. Примерно через 10-15 дней процесс ферментации даст первые результаты: газ появится в небольших количествах и начнет заполнять хранилище. Через 30 дней можно ожидать полноценной выработки топлива.

Оборудование для производства биогаза пока еще не особенно распространено в нашей стране. Во многом это связано с плохой информированностью людей о преимуществах и особенностях работы биогазовых систем. В Китае и Индии многие небольшие фермерские хозяйства оборудованы кустарными установками для получения дополнительного чистого топлива

Если установка работает правильно, объем биогаза постепенно будет увеличиваться, пока субстрат не перегниет. Производительность конструкции напрямую зависит от скорости брожения биомассы, которая в свою очередь связана с температурой и влажностью субстрата.

Инструкция по самостоятельному строительству

Если нет опыта в сборке сложных систем, имеет смысл подобрать в сети или разработать самый простой чертеж биогазовой установки для частного дома.

Чем проще конструкция, тем она надежнее и долговечнее. Позже, когда появятся навыки строительства и обращения с системой, можно будет переделать оборудование или смонтировать дополнительную установку.

В дорогих конструкциях промышленного производства предусмотрены системы перемешивания биомассы, автоматического подогрева, очистки газа и т.д. Бытовое оборудование не так сложно. Лучше собрать простую установку, а потом добавить элементы, в которых возникнет необходимость

При расчете объема ферментатора стоит ориентироваться на 5 м.куб. Такая установка позволяет получить количество газа, необходимое для обогрева частного дома площадью 50 м.кв., если в качестве источника тепла используют газовый котел или печь.

Это усредненный показатель, т.к. калорийность биогаза обычно не выше 6000 ккал/м.куб.

Чтобы процесс ферментации протекал более-менее стабильно, нужно добиться правильного температурного режима. Для этого биореактор устанавливают в земляной яме или заранее продумывают надежную теплоизоляцию. Постоянный подогрев субстрата можно обеспечить, если под основание ферментатора подвести трубу водяного отопления

Строительство биогазовой установки можно разделить на несколько этапов.

Этап 1 – подготовка ямы под биореактор

Практически вся биогазовая установка находится под землей, поэтому многое зависит от того, как была вырыта и отделана яма. Есть несколько вариантов укрепления стенок и герметизации ямы – пластик, бетон, полимерные кольца.

Оптимальное решение – покупка готовых полимерных колец с глухим дном. Они обойдутся дороже подручных материалов, зато не потребуется дополнительная герметизация. Полимеры чувствительны к механическим нагрузкам, зато не боятся влаги и химически агрессивных веществ. Они не подлежат ремонту, но при необходимости их легко будет заменить.

От подготовки стен и днища биореактора зависит интенсивность брожения субстрата и выход газа, поэтому яму тщательно укрепляют, утепляют и герметизируют. Это самый сложный и трудоемкий этап работ

Этап 2 – обустройство газового дренажа

Покупка и монтаж специальных мешалок для биогазовых установок – дорогое удовольствие. Систему можно удешевить, обустроив газовый дренаж. Он представляет собой вертикально установленные полимерные канализационные трубы, в которых проделано множество отверстий.

При расчете длины труб дренажа следует ориентироваться на запланированную глубину заполнения биореактора. Верхние части труб должны быть выше этого уровня.

Для газового дренажа можно выбрать металлические или полимерные трубы. Первые прочнее, а вторые устойчивее к химическим воздействиям. Лучше отдать предпочтение полимерам, т.к. металл быстро проржавеет и сгниет

В готовый биореактор можно сразу загрузить субстрат. Его накрывают пленкой, чтобы выделяющийся в процессе ферментации газ находился под небольшим давлением. Когда будет готов купол, это обеспечит нормальную подачу биометана по отводящей трубе.

Этап 3 – монтаж купола и труб

Завершающий этап сборки простейшей биогазовой установки – это монтаж купольной верхней части. В самой высокой точке купола устанавливают газоотводящую трубу и протягивают ее к газгольдеру, без которого не обойтись.

Емкость биореактора закрывают плотной крышкой. Чтобы предотвратить смешивание биометана с воздухом, обустраивают гидрозатвор. Также он служит для очистки газа. Нужно предусмотреть спусковой клапан, который сработает, если давление в ферментаторе будет слишком высоким.

Более подробно отом, как сделать биогаз из навоза читайте в этом материале.

Свободное пространство биореактора в какой-то мере выполняет функции хранилища газа, однако этого недостаточно для безопасной работы установки. Газ должен потребляться постоянно, иначе возможен взрыв от избыточного давления под куполом

Выводы и полезное видео по теме

Хотя в сборке и обустройстве биогазового оборудования нет ничего сложного, нужно быть предельно внимательным к деталям. Ошибки недопустимы, т.к. могут привести к взрывам и разрушениям. Предлагаем видеоинструкции, которые помогут разобраться в устройстве установок, правильно их собрать и дополнить полезными приспособлениями для более удобного использования биогаза.

В видеоролике рассказано, как устроена и работает стандартная биогазовая установка:

Пример самодельной биогазовой установки. Видеоурок по обустройству системы своими руками:

Видеоинструкция по сборке биогазовой установки из бочки:

Описание процесса изготовления мешалок для субстрата:

Подробное описание работы самодельного газового хранилища:

Какой бы простой ни была биогазовая установка, выбранная для частного дома, не стоит на ней экономить. Если есть возможность, лучше купить разборный биореактор промышленного производства.

Если нет – изготовить из качественных и устойчивых материалов: полимеров, бетона или нержавеющей стали. Это позволит создать по-настоящему надежную и безопасную систему газоснабжения дома.

Что можно сделать из мочи и навоза

Ученые пытаются найти экологически чистые материалы, использование которых не приведет к дальнейшему загрязнению окружающей среды. И иной раз они весьма необычные, например, моча и навоз…

Как сделать кирпичи из мочи

Кирпичи из мочи

Мы уже рассказывали, что в Китае есть весьма «ароматный» деликатес, который варят в моче, но люди стараются найти и другие применения этому отходу человеческой жизнедеятельности.

Так, студенты университета Кейптауна (Южно-Африканская Республика) научились изготавливать из человеческой мочи кирпичи.

По словам изобретателей, человеческая моча — экологически чистое сырье, причем очень доступное — ведь каждый из нас несколько раз в сутки справляет малую нужду, в среднем выделяя за один раз около 300 граммов мочи. Кроме того, обычные кирпичи нужно обжигать в печах, что приводит к большому выбросу в атмосферу углекислого газа и к загрязнению окружающей среды. А для «мочевых» кирпичей этого не нужно — они сами затвердевают при комнатной температуре. Так зачем же такому «добру» пропадать?

Итак, сначала из туалетов университета собиралась моча, а ее нужно много — на один кирпич уходит до тридцати литров мочи (то есть примерно сто «доз» мочи); затем в нее добавляли песок и специальные бактерии, которые способны вырабатывать фермент, помогающий разлагать содержащуюся в моче мочевину и продуцировать карбонат кальция, цементирующий песок. Причем происходит это при нормальной температуре.

На изготовление одного кирпича уходит чуть менее недели.

Кирпичи из человеческой мочи

Как известно, моча скверно пахнет, да и кирпичи из нее пованивают, правда, по словам авторов, лишь первые пару суток — после запах выветривается.

К тому же, моча, содержащая много полезных элементов, может служить сырьем для производства удобрений. Так что, можно убить двух зайцев — изготовить и удобрения, и кирпичи. Безотходное производство!

Пиво из мочи

Производство чистой воды и пива из мочи

А еще в Бельгии из человеческой мочи производят пиво. Звучит скверно. Лично мне не захотелось бы его пробовать.

Как известно, основной компонент мочи — это вода. Бельгийские специалисты придумали устройство на солнечных батареях, разлагающее мочу на воду и минеральные добавки. И из добытой воды и было решено варить пиво.

Это пиво можно поздравить с «боевым крещением». Недавно в бельгийском городе Генте прошел музыкальный фестиваль, во время которого из мочи было выделено около тысячи литров воды, которая пошла на питье и пивоварение. Участников фестиваля источник воды (моча) нисколько не смутил.

Ученые считают, что пиво из мочи — это частный случай, но ведь сейчас есть немало мест на Земле, где пресная вода — редкость, а посему нужно искать дополнительные источники для ее получения. В будущем проблема нехватки питьевой воды может стать еще более актуальной.

Ткань из навоза

Джалила Эссаиди за работой

На производство целлюлозы ежегодно уходит огромное количество древесины, а деревья, как известно, зеленый щит Земли. Кроме того, у фермеров многих стран, разводящих крупный рогатый скот, есть большая проблема — куда деть навоз. Конечно же, какая-то часть фермеров реализует его или производит удобрение, но у большинства навоз — это головная боль, поскольку во многих странах фермеры обязаны убирать его за своей скотиной. Об одном таком случае мы уже рассказывали, когда баварские фермеры были вынуждены надевать на коров простыни, чтобы буренки гадили в них.

Учитывая все вышеизложенное, Джалила Эссаиди из Нидерландов решила попробовать получить из навоза целлюлозу, чтобы потом изготавливать из нее ткани.

Как художнику по специальности пришла в голову такая мысль? Все вполне логично — коровы едят траву, в которой содержится целлюлоза. Следовательно, она в переработанном виде находится и в навозе. Логично, что переработав навоз, Джалила надеялась получить целлюлозу.

Была разработана и опробована технология преобразования навоза в целлюлозу, потом Джалила договорилась с пятнадцатью фермерами, которые поставляют ей навоз, а вскоре планируется строительство целого завода, посему потребность в навозе возрастет.

По мнению Эссаиди, целлюлоза из навоза (стихи прямо-таки) получается очень высокого качества, что дает возможность производить очень тонкие ткани.

Биоразлагаемый материал из панцирей крабов и опилок

Краб

Как известно, пластиковые отходы перерабатываются в течение пяти столетий, а производится пластика очень много — ведь сейчас пластиковая тара одна из самых распространенных, да и во многих других сферах нашей жизни без него никуда.

Как его утилизировать? Конечно же, есть технологии его вторичной переработки, но воплощение их в жизнь стоит недешево. Потому люди ненужные пластиковые вещи либо просто выбрасывают, либо сжигают, что не намного лучше — и то, и другое загрязняет нашу Землю.

Поэтому и появилась идея производить нечто подобное пластику из материала, который легко разлагается в природе и не является источником ее загрязнения. Опять же, этот материал должен быть дешевым, чтобы конкурировать с пластмассой.

В одном университете штата Пенсильвания (США) научились делать, к примеру, такой материал: из обычной целлюлозы выделяется целлюлозогликолевая кислота, которая соединяется с хитозаном, получаемым из хитина панцирей крабов.

Этот новый материал вполне может заменить пластик — он тоже прочный и водонепроницаемый. Так что вполне может служить для производства тары, посуды и отделочных стройматериалов.

Плевое дело

Раз плюнуть…

Ученые университета города Бингемтон (штат Нью-Йорк, США) создали необычный топливный элемент: на бумагу нанесены высушенные бактерии, которые начинают вырабатывать электрический ток, если на них плюнуть. Конечно, чтобы вырабатывать огромные количества энергии, не обойдешься маленьким листиком с бактериями — нужны гораздо большие масштабы. Но, по мнению разработчиков, человеческая слюна есть везде и всегда, она не загрязняет окружающую среду и вполне может помочь обеспечить энергией те места Земли, куда тянуть линии электропередач проблематично.

Устройства из опавших листьев

Что можно сделать из опавших листьев

В Мэрилендском университете создали натриевую батарейку из сожженных дубовых листьев — листья сжигали в течение часа при огромной температуре, а затем обугленные остатки покрыли натрием. Почему именно листья, а не какие-то другие растительные «отходы»? Потому что опавших листьев очень доступный материал.

А в Китае разработали конденсаторы из опавших листьев. Каждую осень в Китае, как и в других странах, собирается и сжигается огромное количество опавших листьев, когда над землей стелется густой вонючий дым, от которого задыхаются люди.

Группа китайских энтузиастов решила использовать собранные листья для производства органических конденсаторов. Для этого листья измельчают и высушивают при определенной температуре, затем их обрабатывают гидроокисью калия и снова нагревают. Как утверждают изобретатели, конденсаторы из этого материала имеют отличные свойства.

Ученые не собираются останавливаться на достигнутом — далее планируется придумать что-то полезное из кукурузной и рисовой соломы, а также из картофельных очисток.

Еще предлагаем прочесть, куда можно применить использованную туалетную бумагу.

Как сделать деньги из навоза

На днях опять получил очередное письмо. Просят люди новых идей для фермерства, кто-то хочет начать свое дело, а какое — не могут додуматься. Пишут мне, как автору многих рассказов про новые начинания фермеров. В этом году я открыл бесплатную школу для фермеров по личностному росту на своем сайте, так что можно там заниматься, потом сами будете себе идеи производить. Но раз уж ко мне обратились, то давайте свои входные данные о том состоянии, в котором Вы находитесь…

Пишет мне один фермер: «Из дешевых ресурсов — много навоза от КРС. Есть еще овцы. Больше ничего нет». Скудно с информацией. Но на самом деле для рассуждений этого хватает. Так как есть дешевый ресурс – навоз!

Что с навозом можно сделать? Высушить, обеззаразить, внести в почву, произвести сухие гранулы…. Самое главное не это, а то, сколько добавочной стоимости будет иметь будущий продукт, и как Вы выведите его на рынок. Я уже не спрашиваю, где вы возьмете денежный ресурс.

На мой взгляд, нужно обеззаразить. Без рассуждений сразу скажу: оптимальный способ для нас — обеззараживать кислотой: смесью азотной, фосфорной и серной, чтобы операция давала сразу эффект, навоз тогда превращается в питательный компост с хорошим содержанием макро и микроэлементов, там появляется азот, фосфор и сера. После того, как мы обеззаразили сырье, мы должны убрать кислотность продукта. Вариантов несколько, можно взять поташ (углекислый калий), можно известь. Снова смешиваем и получаем обеззараженный компост для выращивания грибов, в компосте появился еще и калий. Засеваем его мицелием и выращиваем грибы. Но вот беда, после выращивания грибов остается снова отход — это грибные блоки, компост с вросшим в него мицелием, он весь просто пронизан белыми гифами грибов. Смотрим применение такого продукта: микокорм, удобрения. А дальше выбираем по стоимости и по удобству рынка, куда продавать будем. Лучше вообще не продавать. Тогда в свое хозяйство, на корм овцам. Но для этого нужно добавить молотого сена, зерна и пропустить в экструдер ЭТР. На самом деле оборудования получается целая линия, но купит она себя за полгода. В итоге мы производим высококачественные корма для своих овец.

Для тех, кто не знаком с пищеварением овцы, скажу, что у овцы мы кормим не овцу, а микрофлору ЖКТ овцы, овца потребляет свою микрофлору и продукты ее жизнедеятельности. Ее проще назвать не травоядной, а бактериоядной. Наши корма, обработанные в экструдере ЭТР — это обеззараженный прекрасный корм для микрофлоры ЖКТ овцы.

Меня иногда упрекают, что я даю идеи с применением экструдера ЭТР: но это пока единственный экструдер, который может перерабатывать сено, солому, шелуху с зерном. Поэтому пока приходится писать с указанием марки, чтобы в головах фермеров не было путаницы.

Домашнее задание. Возьмите за ресурс помет овцы и найдите продукт, который можно будет продавать. Если не получится, есть Школа фермеров, а можете писать на мое имя, отвечу и дам решение. Подсказка есть в рассказе «Как овцы свиней накормили».

Для запуска такого проекта можно найти себе партнера из города, который не только даст деньги на совместный проект, но и поможет со сбытом грибов, а так же со следующим продуктом.

Подробнее об экструдере ЭТР – .

Вячеслав Костин

В штате Вирджиния фермер, выращивает целый ряд зерновых культур, содержит крупный рогатый скот, птиц, и создает топливо!

Технологии создания топлива из навоза развивается с каждым днем, но это всё еще не подходит для любого фермера…

Гленн Родес родился и вырос на ферме, на которой выращивали и выращивают индейку в Порт-Репаблике, штате Вирджиния, к югу от Харрисонбурга в долине Шенандоа. Четыре поколения его семьи живут там, выращивают птиц, крупный рогатый скот и зерновые культуры.

Семья Родес экспериментировала с переработкой навоза в топливо в течение нескольких лет. Родес даже называют себя «топливными фермерами» в своем электронном адресе.

На ферме Родес есть био-горелка, это прибор для подогрева биомассы, в которой используется часть навоза от 280 000 индюшек, которых семья выращивает каждый год для производства тепла для своих птицефабрик и экономят тысячи долларов в год на пропан. Горелка превращает навоз в метановый газ, который позже используется для отопления.

«Я думаю, что это позор, что мы не произвели больше энергии», — сказал один из членов семьи в один холодный день, когда он демонстрировал устройство.

«И здесь у нас был продукт, который мы могли бы использовать для производства».

Сторонники превращения навоза в топлива наблюдают за прогрессом семьи Родес. Кристен Хьюз, исполнительный директор некоммерческой организации Sustainable Chesapeake, которая участвовала в различных демонстрационных проектах получения энергии из навоза, сказала, что она в восторге от прогресса, достигнутого братьями Родес за последние несколько лет. Хьюз недавно привезла весь совет директоров на ферму, чтобы они посмотрели на весь процесс и поговорить с братьями о том, чего они смогли добиться.

Био-горелка, разработанная Kentucky-based LEI Systems, стоила Родесам около 100 000 долларов, большая часть расходов была покрыта федеральными грантами. Они установили вторую систему за 60 000 долларов за свои деньги. Родес взяли обе системы, чтобы оптимизировать их для своей фермы, как для производства энергии, так и для окружающей среды.

У создания топлива из навоза существует много вариантов и оно происходит в разных масштабах — от сельскохозяйственных систем на ферме до огромных компаний, которые собирают и обрабатывают навоз из различных мест. Ученые исследующие Чесапикский залив и борющиеся за сохранение чистоты природы, давно обсуждают потенциал таких проектов, так как видят в этом возможность сокращения загрязнения заливов и рек. Эти системы помогают сохранить попадание избыточных питательных веществ от навоза в подземные воды, и помогают в производстве топлива для фермеров.

«В то время как возобновляемые источники энергии, такие как ветряная, солнечная и геотермальная, сокращают выбросы ископаемого топлива, то системы переработки навоза в энергию создают проблему загрязнения и превращают ее в топливо» — сказал директор комиссии по наблюдению за Чесапикским заливом Энн Пезири Свансон.

Однако экологические, технические и финансовые проблемы замедлили широкое распространение данной технологии.

«Не дешево сжигать птичий помет, и никто не делает этого в первую очередь потому, что это эффективный способ сделать энергию» говорит Патрик Томпсон, чья компания EnergyWorks превращает навоз от 5 миллионов кур в энергию. Государство помогло финансировать застройку стоимостью 40 миллионов долларов через долгосрочные кредиты с низким процентом, которые Томпсон платит. Платит, конечно, медленно.

Несколько предпринимателей, в том числе Томпсон, искали изменения в программе Пенсильвании по использованию биогенных продуктов, чтобы сделать процессы переработки прибыльными. Такая программа позволит проектам и компаниям отслеживать загрязнения веществами, уменьшая затраты предприятий.

Мэриленд, Пенсильвания и Вирджиния все вкладывают деньги в субсидирование пилотных проектов переработки навоза в энергию, а министерство сельского хозяйства Мэриленда выделило почти 3.8 млн. долл. США на сегодняшний день для компаний и фермерских хозяйств, работающих с разными подходами. К этим технологиям подтолкнул новый закон государства на использование навоза в полях, он ограничивает или даже запрещает использование навоза в качестве удобрения полей при избыточном уровне фосфоре в почве.

Родес экспортируют большую часть своего навоза на землю за пределами водохранилища Чесапикского залива, где клиенты с радостью забирают его для удобрения.

Некоторые фермерские энергетические системы продемонстрировали свою перспективу, но другие проекты зашли в тупик, например, Bion Environmental Technologies, Inc., установленная на ферме округа Ланкастер. Дочерняя компания Bion, которая установила систему, дефолт по государственному кредиту в размере 7.8 млн. Долл. США, и объект по сей день остается закрытым.

Проблемы управления питательными веществами также не устраняются этими системами. Некоторые из компаний производят золу как побочный продукт. Он богат фосфором, легче транспортировать, чем птичий помет, и может продаваться как удобрение, если рынок достаточно хорошо развит. Тем не менее, для достижения главной цели – качества воды – зола должна использоваться таким образом, чтобы не создавать избыток питательных веществ в почве в другом месте и не просто перемещать проблему, которую она должна была решить. Система семьи Родес на сегодняшний день не произвела слишком много золы, они отдают её исследователям и смешивают их с удобрением. Но он, как и другие исследователи, считает, что существует отдельный рынок для золы в качестве удобрения, которая может использоваться для томатов и других растений.

Родесы работают по условному разрешению штата, что подтверждает экспериментальный характер его системы и внимательно отслеживает ее выбросы. Он считает, что изменения в его системе, после долгих проб и ошибок, помогут ему добиться полезного сжигания. Но его пока нет. По оценкам Родеса, понадобится еще год или около того для наблюдения и тестирования, чтобы снизить производительность загрязнений, чтобы сделать систему жизнеспособной и привлекательной для фермеров.

Энн Дженнингс, директор Виргинской комиссии по наблюдению за Чесапикским заливом, сказала, что посещение ферм Ридхилла и Нельсона Родеса ясно показало, что энергия из навоза – не панацея. Работает ли она, говорит она, зависит от фермы — и фермера.

Система Родесов не может работать на каждой ферме, и некоторые фермеры могут не захотеть ей пользоваться, особенно если обычное топливо, такое как пропан, является недорогим. Но, по словам Родесов, они могут изменить свое мнение, если цена вырастит…

Действительно, после нефтяных кризисов в 1970-х годах, фермерские хозяйства начали использовать процесс под названием анаэробным перевариванием, чтобы нагреть их амбары и доильные залы; некоторые из этих систем все еще работают. Но в то время как анаэробное переваривание хорошо работает с мокрым навозом, оно неэффективно для переработки птичьего помета.

Производство жидкого биотоплива для камина

Жидкое топливо – это биодизель, который на предприятиях получается из нефти, и называется он соляркой. Самостоятельное изготовление такого топлива происходит из 96% этанола, который продается во всех фармацевтических точках. А присадкой может послужить бензин, но только нужно выбирать его вид с высокой степенью очистки. Хорошим выбором станет фирменный его вариант, используемый для заправки зажигалок.
Для приготовления топлива придерживаются такой инструкции:

• В 1 литр спирта добавляют 50-100 г бензина.
• Составляющие хорошо перемешивают.
• Полученной концентрацией заправляют камин.

Со временем такое топливо имеет свойство расслаиваться, поэтому хранению оно не подлежит. Оптимальным вариантом будет смешивание составляющих биотоплива перед самой заправкой. Оно безопасно и может применяться в помещениях, в которых нет дымоходов или вытяжек, но проветривать такие комнаты необходимо обязательно. За час работы такого камина сжигается примерно пол литра самодельного биотоплива.
Целесообразно получать биотопливо для заправки каминов нового поколения, в которых вместо древесины используется жидкая разновидность топлива. После сгорания вокруг них нет копоти и сажи, как при использовании обычных каминов. Его можно использовать и для керосиновых ламп.

Такие биоустановки просты в использовании и экологичны. Пламя в этом случае выглядит бесцветным, чтобы оно приобрело натуральный огненно-красный оттенок, в него добавляются специальные окрашивающие присадки.

Варианты создания твердого топлива

Оно может быть использовано в любых сферах деятельности. Древесный природный уголь не из дешевых, поэтому его получение в домашних условиях очень актуально. Существует два метода изготовления его самостоятельно:

Изготовление в яме

Придерживайтесь следующей инструкции:

• Необходимо выкопать на открытой местности небольшую ямку;
• Сложить в нее сухую бересту и ветки;
• После того как костер разгорится, нужно подбросить к заложенным ранее веткам дрова. Они должны быть небольшими – по длине не превышать 30 см. Каждое полено нужно укладывать вплотную друг к другу, выжидая пока они полностью не обожгутся. Процедура может занять несколько часов:
• После завершения процесса обжига, полученные угли нужно укрыть до их полного остывания. Это может занять двое суток и более. Чтобы обеспечить остывание их немного засыпают землей, укрывают мхом и листвой;
• После остывания их освобождают от земли и утрамбовывают в мешок.

Полученное твердое биотопливо можно применять для твердотопливных котлов и приготовления еды на костре.

Приготовление в бочке

Производится по такой схеме:

• Берется стандартная металлическая емкость, объем которой составляет 200 литров. Для нагревания ее содержимого в процессе создания топлива предусмотрен штуцер, расположенный внизу бочки.
• Внутри емкости разводится костер и в него постепенно добавляются дрова. Чтобы они равномерно располагались на дне, нужно бочку периодически встряхивать.
• После того как дрова заполнят бочку на половину, начинается подача воздуха – кислород помогает сырью гореть, но уменьшает их задымленность.
• Выждав около 10 минут, бочку нужно закрыть крышкой. Все имеющиеся в бочке дыры нужно заделать смесью из воды и земли или глины.
• Когда все дрова перегорят, под ними образуется зола, которая в этом случае считается единственным недостатком. Чтобы избавиться от нее, после остывания бочку нужно перевернуть, и высвободить готовый уголь от пыли.
• Древесный уголь следует очистить вручную и разложить по мешкам.

Такой процесс требует физических и временных затрат, зато топливо получается гораздо дешевле, чем покупной вариант. Примечательно, что в приморских регионах вместо дров применяются высушенные водоросли, которые содержат большое количество углерода.
Наглядно увидеть такой способ получения твердого топлива предлагается в следующем видео:

Биотопливо из навоза своими руками

На фермах и приусадебных хозяйствах с большим количеством рогатого скота вырабатывают биогаз. Это связано с тем, что главным сырьем для его производства являются отходы жизнедеятельности животных, то есть навоз. При этом наибольшее количество выделяемого биогаза будет прослеживаться при использовании конского навоза, но если его сложно или невозможно достать, предлагается использовать коровье, козье или свиное сырье.
В зависимости от выбранного сырья будет определяться количество выводимого газа, что видно из таблицы:

Если таковых запасов нет, можно использовать покупное сырье, но с таким расчетом, чтобы поставщик располагался недалеко от производственных помещений с биотопливом, иначе затраты на транспортировку заготовок перекроют стоимость получаемого продукта, и его рентабельность сведется к нулю.
Создание биотоплива производится за счет того, что навоз смешивается с другими отходами, в результате чего происходит брожение и образуется нужный горючий газ. Популярностью пользуются следующие смеси:

• Навоз + листья дерева – 7 к 3.
• Навоз + солома – 7 к 3.
• Наваз + деревянные опилки – 7 к 3.
• Навоз коровий + навоз конский – 1 к 1.
• Навоз + бытовые отходы – 4 к 6.

Процесс создания биогаза выглядит следующим образом:

• Создать смесь из навоза и других отходов, залив водой до 70% влажности.
• Перенести смесь в герметичный резервуар.
• Нагреть до 35 градусов.

Так, начинается процесс брожения, в результате чего из ямы газ по трубам отводится в баллон. Как это происходит, можно увидеть на схеме:
Ещё одним видом биотоплива считают паллеты, но о них мы поговорим уже в следующей статье.

Видео-демонстрация установки для получения биогаза

Такое устройство будет уместно на приусадебном или дачном участке – оно не только утилизирует органические отходы, но и выдает биотопливо:
Установка для домашнего производства предназначена для переработки 1 куба субстракта, и состоит она из следующих агрегатов:

• Биореактора, установленного ниже уровня пола.
• Емкость в виде бочки, которая нужна для увеличения объема газовой части.
• Компрессор для сжимания и передачи биогаза в стандартный газовый баллон.

При производстве природного топлива в установке должно быть давление не выше 500 мм водяного столба. При более высоком показателе биогаз будет хуже выделяться из жидкой фазы.
Производство биогаза начинается с загрузки биореактора сырьем. Для этого на нем имеется специальная загрузочная труба, низ которой опущен в субстрат. Такая конструкция позволяет биогазу располагаться в верхней части установки. Сырье для него должно быть измельченным, чтобы бактерии могли проникнуть в его структуру и там быстрее перерабатывать растительную основу в газообразную. Допускаемая длина стеблей должна быть не больше 1 см, такая длина стеблей к тому же хорошо перемешивается.
Возле установки находится паромер, который определяет давление газа. Как только он превысит заявленные 500 мм в. ст., из реактора с помощью простейшего поплавкового механизма через компрессор, образовавшийся газ, будет поступать подготовленный пустой баллон. Чтобы газ выделялся постоянно, нужно регулярное перемешивание субстрата. Для этих целей к биореактору подключают двигатель, который приводит в движение предусмотренные в емкости лопасти.
Биотопливо – шаг вперед, не только в целях безопасности экологии, но и для сохранности здоровья людей. Для производства альтернативного топлива может использоваться сырье, которое располагается вокруг нас: растения, отходы жизнедеятельности животных, ранее используемые материалы. Наладив домашнее производство в малых объемах, можно нарастить их до промышленных.