Installation de biogaz à faire soi-même. Usine de biogaz à faire soi-même pour la maison : schéma, dessins, avis Comment fabriquer une usine de biogaz à la maison

Une installation de biogaz pour votre maison permettra d'économiser des coûts sur les ressources énergétiques. Vous pouvez fabriquer vous-même une telle unité.

Le coût des composants est tout à fait abordable et le gaz produit peut être utilisé à diverses fins : chauffage, cuisine, etc.

Technologie du biogaz

Le principe de fonctionnement d'une installation de biogaz repose sur la fermentation d'un biosubstrat. Il se décompose sous l'influence de l'hydrolyse et de micro-organismes générateurs de méthane et d'acide. Un gaz inflammable contenant un grand volume de méthane est produit.

Le gaz n’est en réalité pas inférieur au gaz naturel utilisé dans la vie quotidienne et dans l’industrie. Il existe des installations prêtes à l'emploi. Mais leur coût est assez élevé, le délai d'amortissement atteint 10 ans.

Pour faire fonctionner une usine de biogaz, vous pouvez utiliser les matières premières disponibles - les déchets recyclables. Ils sont traités comme suit :

Les matières premières fermentent sous l’influence de micro-organismes.
Des gaz combustibles sont libérés - méthane, dioxyde de carbone et autres. Le volume principal est représenté par le méthane
Les gaz sont purifiés et entrent dans un réservoir de gaz où ils restent jusqu'à leur utilisation directe.

Le gaz peut être utilisé de la même manière que le gaz naturel. Il peut être utilisé comme combustible pour les chaudières, les fours, les cuisinières à gaz, etc. Les déchets de matières premières doivent être évacués de l'installation en temps opportun. Les déchets peuvent être utilisés comme engrais.

Avantages et inconvénients

Les principaux avantages de l’installation sont :

élimination efficace des déchets;
la biomasse est constamment renouvelée grâce aux activités agricoles ;
teneur en dioxyde de carbone relativement faible ;
petite quantité de soufre libérée ;
stabilité, fonctionnement ininterrompu, indépendant des facteurs externes ;
possibilité de fonctionnement simultané de plusieurs installations ;
des avantages économiques, en particulier pour les personnes activement impliquées dans les activités agricoles.

Les inconvénients incluent une légère pollution de l'environnement. Des difficultés d’approvisionnement en matières premières peuvent également survenir.

Préparation d'une fosse pour un bioréacteur

La conception de l'installation de biogaz suppose son emplacement souterrain. Il est nécessaire de préparer un trou du volume requis. Ses murs peuvent être hermétiquement renforcés et finis avec du plastique, des anneaux en polymère ou du béton.

L'intensité du traitement des matières premières dépend de l'étanchéité. Idéalement, vous devriez acheter des anneaux en polymère fabriqués en usine avec un fond sec. Il s'agit d'une solution plus coûteuse, mais une étanchéité supplémentaire peut être évitée.

Les matériaux polymères résistent à l’humidité et aux environnements agressifs. Ils n’ont pas besoin d’être réparés et s’ils sont endommagés, ils peuvent être rapidement remplacés.

Vidange de gaz

L’achat et l’installation de mélangeurs spécialisés ne constituent pas l’option la plus économiquement réalisable. Pour économiser de l'argent, vous pouvez réaliser une évacuation des gaz. Ce sont des tuyaux d'égout verticaux en plastique comportant un grand nombre de trous.

Le drainage peut également être réalisé à partir de tuyaux en acier, très résistants aux influences négatives. Mais le plastique est plus pratique grâce à ses propriétés anticorrosion.

Sur la photo d'une installation de biogaz artisanale, vous pouvez clairement voir cette conception et les caractéristiques de sa construction.

La longueur des tuyaux de drainage doit être choisie en fonction de la profondeur de remplissage du bioréacteur. Le haut des tuyaux doit dépasser de ce niveau.

Couche isolante

Après la fabrication du bioréacteur, celui-ci peut être immédiatement rempli de matières premières. La biomasse doit être recouverte d'un film. Ceci est nécessaire pour garantir une faible pression de gaz pendant le processus de fermentation.

Une fois le dôme réalisé, le biogaz circule efficacement dans le système.

Installation de dôme et de tuyaux

Voyons directement comment fabriquer une simple installation de biogaz de vos propres mains. En fait, tous les travaux préparatoires sont terminés, le bioréacteur a été construit et rempli de biomasse.

Il ne reste plus qu'à monter la section du dôme. Un tuyau est installé au sommet du dôme pour assurer l'évacuation des gaz. Grâce à lui, le biogaz est acheminé vers le réservoir de gaz.

Le réacteur dispose également d'un espace libre dans lequel un certain volume de gaz sera effectivement stocké. Mais cela ne peut pas garantir un fonctionnement sûr.

Il est nécessaire de consommer constamment du gaz, sinon la pression atteindra le niveau limite et une explosion se produira. Par conséquent, un réservoir de gaz doit être installé. Si nécessaire, remplissez de gaz les récipients appropriés pour éviter toute accumulation de pression.

Le bioréacteur doit être hermétiquement fermé. Sinon, le gaz s’échappera simplement dans l’atmosphère. Pour empêcher l'air de pénétrer dans le mélange gazeux, le système doit être équipé d'un joint hydraulique. Il assurera également la purification des gaz.

La conception doit inclure une soupape de décharge. Il doit se déclencher automatiquement lorsque le niveau de pression admissible est dépassé.

Comment chauffer un bioréacteur ?

Le substrat contient en permanence des bactéries génératrices de gaz. Mais pour qu’ils se multiplient intensément, la température ambiante doit être d’au moins 38°C.

Le bioréacteur doit donc être chauffé, surtout en hiver. Vous pouvez installer un serpentin connecté à un système de chauffage domestique.

Une autre façon consiste à installer des éléments chauffants électriques. Mais une solution plus économiquement réalisable consiste à se connecter au système de chauffage.

L'option la plus simple consiste à organiser le chauffage par le bas en posant un tuyau de chauffage. Cependant, le rendement d'un tel échangeur de chaleur sera relativement faible.

L'installation de biogaz n'a pas besoin d'être souterraine. Il existe des méthodes alternatives. Par exemple, cela peut se faire dans un tonneau, qui sera situé dans une pièce séparée.

Vous pouvez également utiliser, par exemple, un tank. Cette option simplifiera le chauffage, mais nécessite suffisamment d'espace.

Photo d'une installation de biogaz à faire soi-même

Sur le terrain de n'importe quelle ferme, vous pouvez utiliser non seulement l'énergie du vent et du soleil, mais aussi le biogaz.

Biogaz- le carburant gazeux, produit de la décomposition microbiologique anaérobie des substances organiques. Les technologies du biogaz constituent la méthode de traitement, de recyclage et de désinfection la plus radicale, la plus respectueuse de l'environnement et sans déchets d'une variété de déchets organiques d'origine végétale et animale.

Conditions d'obtention et valeur énergétique du biogaz.

Ceux qui souhaitent construire une installation de biogaz de petite taille sur leur ferme doivent savoir en détail quelles matières premières et quelle technologie peuvent être utilisées pour produire du biogaz.

Le biogaz est obtenu en cours de fermentation (décomposition) anaérobie (sans accès à l'air) de substances organiques (biomasse) d'origines diverses : fientes d'oiseaux, fanes, feuilles, paille, tiges de plantes et autres déchets organiques provenant des ménages individuels. Ainsi, le biogaz peut être produit à partir de tous les déchets ménagers qui ont la capacité de fermenter et de se décomposer à l'état liquide ou humide sans accès à l'oxygène. Les installations anaérobies (fermenteurs) permettent de traiter n'importe quelle masse organique au cours du processus en deux phases : la décomposition de la masse organique (hydratation) et sa gazéification.

L'utilisation de matière organique ayant subi une décomposition microbiologique dans les installations de biogaz augmente la fertilité des sols et le rendement de diverses cultures de 10 à 50 %.

Le biogaz, qui est libéré lors de la fermentation complexe des déchets organiques, est constitué d'un mélange de gaz : méthane (gaz « des marais ») - 55-75 %, dioxyde de carbone - 23-33 %, sulfure d'hydrogène - 7 %. La fermentation méthanique est un processus bactérien. La condition principale pour son flux et sa production de biogaz est la présence de chaleur dans la biomasse sans accès à l'air, qui peut être créée dans de simples installations de biogaz. Les installations sont faciles à construire dans des exploitations individuelles sous la forme de fermenteurs spéciaux pour la fermentation de la biomasse.

Dans l'agriculture familiale, la principale matière première organique à charger dans le fermenteur est fumier.

Lors de la première étape de chargement du fumier de bétail dans le conteneur de fermentation, la durée du processus de fermentation doit être de 20 jours, celle du fumier de porc de 30 jours. Plus de gaz est obtenu lors du chargement de divers composants organiques par rapport au chargement d'un seul composant. Par exemple, lors du traitement du fumier de bétail et du fumier de volaille, le biogaz peut contenir jusqu'à 70 % de méthane, ce qui augmente considérablement l'efficacité du biogaz en tant que carburant. Une fois le processus de fermentation stabilisé, les matières premières doivent être chargées quotidiennement dans le fermenteur, mais pas plus de 10 % de la quantité de masse traitée. L'humidité recommandée des matières premières en été est de 92 à 95 %, en hiver de 88 à 90 %.

Dans le fermenteur, parallèlement à la production de gaz, les déchets organiques sont désinfectés de la microflore pathogène et les odeurs désagréables dégagées sont désodorisées. Les boues brunes qui en résultent sont périodiquement évacuées du fermenteur et utilisées comme engrais.

Pour chauffer la masse traitée, on utilise la chaleur dégagée lors de sa décomposition dans le biofermenteur. Lorsque la température dans le fermenteur diminue, l'intensité du dégagement gazeux diminue, car les processus microbiologiques dans la masse organique ralentissent. Par conséquent, une isolation thermique fiable d’une installation de biogaz (biofermenteur) est l’une des conditions les plus importantes pour son fonctionnement normal.

Pour assurer le régime de fermentation requis, il est recommandé de mélanger le fumier placé dans le fermenteur avec de l'eau chaude (de préférence 35-40 °C). Les pertes de chaleur doivent également être minimisées lors du rechargement et du nettoyage périodiques du fermenteur. Pour une meilleure chauffe du fermenteur, vous pouvez utiliser « Effet de serre" Pour ce faire, une charpente en bois ou en métal léger est installée au dessus de la coupole et recouverte d'un film plastique. Les meilleurs résultats sont obtenus à une température de la matière première en cours de fermentation de 30 à 32 °C et une humidité de 90 à 95 %. Dans le sud de l’Ukraine, les installations de biogaz peuvent fonctionner efficacement sans chauffage supplémentaire de la masse organique dans le fermenteur. Dans les régions de la zone moyenne et nord, une partie du gaz produit doit être dépensée pendant les périodes froides de l'année pour un chauffage supplémentaire de la masse fermentée, ce qui complique la conception des installations de biogaz. Il est possible qu'après le premier remplissage du fermenteur et le début de l'extraction des gaz, celui-ci ne brûle pas. Cela s'explique par le fait que le gaz initialement produit contient plus de 60 % de dioxyde de carbone. Dans ce cas, il doit être rejeté dans l’atmosphère et après 1 à 3 jours, l’installation de biogaz fonctionnera de manière stable.

Lors de la fermentation des excréments d'un animal, vous pouvez obtenir par jour : bovins (poids vif 500-600 kg) - 1,5 mètre cube de biogaz, porcs (poids vif 80-100 kg) - 0,2 mètre cube, poulet ou lapin - 0,015 mètre cube .

En une journée de fermentation, 36 % du biogaz est formé à partir du fumier de bétail et 57 % à partir du fumier de porc. En termes d'énergie, 1 mètre cube de biogaz équivaut à 1,5 kg de charbon, 0,6 kg de kérosène, 2 kW/h d'électricité, 3,5 kg de bois de chauffage, 12 kg de briquettes de fumier.

Les technologies du biogaz ont été largement développées en Chine et sont activement mises en œuvre dans un certain nombre de pays d'Europe, d'Amérique, d'Asie et d'Afrique. En Europe occidentale, par exemple en Roumanie et en Italie, il y a plus de 10 ans, on a commencé à utiliser largement des installations de biogaz de petite taille avec un volume de matières premières traitées de 6 à 12 mètres cubes.

Les propriétaires de fermes et de fermes en Ukraine ont également commencé à s'intéresser à de telles installations. Sur le territoire de n'importe quel domaine, il est possible d'équiper l'une des installations de biogaz les plus simples, utilisées par exemple dans des fermes individuelles en Roumanie. D'après ceux montrés sur la Fig. 1-a, la fosse 1 et le dôme 3 sont équipés selon les dimensions. La fosse est revêtue de dalles en béton armé de 10 cm d'épaisseur, qui sont enduites de mortier de ciment et enduites de résine pour l'étanchéité. Une cloche de 3 m de haut est soudée en fer à toiture, dans la partie supérieure de laquelle va s'accumuler le biogaz. Pour se protéger de la corrosion, la cloche est périodiquement peinte avec deux couches de peinture à l'huile. Il est encore préférable de recouvrir d'abord l'intérieur de la cloche de minium rouge.

Dans la partie supérieure de la cloche, un tuyau 4 est installé pour évacuer le biogaz et un manomètre 5 pour mesurer sa pression. Le tuyau de sortie de gaz 6 peut être constitué d'un tuyau en caoutchouc, d'un tuyau en plastique ou en métal.

Autour de la fosse de fermentation, une rainure-joint d'étanchéité en béton 2 est installée, remplie d'eau, dans laquelle est immergée la face inférieure de la cloche jusqu'à une profondeur de 0,5 m.

Le gaz peut être fourni au poêle par des tubes en métal, en plastique ou en caoutchouc. Pour éviter la rupture des canalisations due au gel de l'eau de condensation en hiver, un dispositif simple est utilisé (Fig. 1-b) : le tube en U 2 est raccordé à la canalisation 1 au point le plus bas. La hauteur de sa partie libre doit être supérieure à la pression du biogaz (en mm de colonne d'eau). Le condensat 3 est évacué par l'extrémité libre du tube et il n'y aura aucune fuite de gaz.

Dans la deuxième option d'installation (Fig. 1-c), la fosse 1 d'un diamètre de 4 mm et d'une profondeur de 2 m est recouverte à l'intérieur de fer à toiture dont les tôles sont étroitement soudées. La surface intérieure du réservoir soudé est recouverte de résine pour une protection anticorrosion. À l'extérieur du bord supérieur du réservoir en béton, une rainure circulaire de 5 à 1 m de profondeur est installée, qui est remplie d'eau. La partie verticale du dôme 2, recouvrant le réservoir, y est librement installée. Ainsi, la rainure dans laquelle on verse de l'eau sert de joint hydraulique. Le biogaz est collecté dans la partie supérieure du dôme, d'où il est acheminé par le tuyau de sortie 3 puis par la canalisation 4 (ou tuyau) jusqu'au lieu d'utilisation.

Environ 12 mètres cubes de masse organique (de préférence du fumier frais) sont chargés dans le réservoir rond 1, qui est rempli de la fraction liquide du fumier (urine) sans ajout d'eau. Une semaine après le remplissage, le fermenteur commence à fonctionner. Dans cette installation, la capacité du fermenteur est de 12 mètres cubes, ce qui permet de le construire pour 2-3 familles dont les maisons sont situées à proximité. Une telle installation peut être construite sur une ferme si la famille élève des taureaux sous contrat ou possède plusieurs vaches.

Les schémas de conception et technologiques des installations de petite taille les plus simples sont présentés sur la Fig. 1-d, d, f, g. Les flèches indiquent les mouvements technologiques de la masse organique initiale, du gaz et des boues. Structurellement, le dôme peut être rigide ou constitué d'un film de polyéthylène. Le dôme rigide peut être réalisé avec une longue partie cylindrique pour une immersion profonde dans la masse traitée, « flottante » (Fig. 1-d) ou insérée dans une vanne hydraulique (Fig. 1-d). Un dôme en film peut être inséré dans un joint hydraulique (Fig. 1-e) ou réalisé sous la forme d'un grand sac collé d'une seule pièce (Fig. 1-g). Dans cette dernière version, un poids 9 est placé sur le sac en film pour que le sac ne gonfle pas trop, et également pour créer une pression suffisante sous le film.

Le gaz, qui est collecté sous le dôme ou le film, est acheminé par un gazoduc jusqu'au lieu d'utilisation. Pour éviter une explosion de gaz, une vanne réglée à une certaine pression peut être installée sur le tuyau de sortie. Cependant, le risque d'explosion de gaz est peu probable, car avec une augmentation significative de la pression du gaz sous le dôme, celui-ci se soulèvera dans le joint hydraulique jusqu'à une hauteur critique et basculera, libérant le gaz.

La production de biogaz peut être réduite du fait qu'une croûte se forme à la surface de la matière première organique dans le fermenteur pendant la fermentation. Pour s'assurer qu'il ne gêne pas la fuite des gaz, il est brisé en mélangeant la masse dans le fermenteur. Vous ne pouvez pas mélanger à la main, mais en attachant une fourchette en métal au dôme par le bas. Le dôme du joint hydraulique s'élève jusqu'à une certaine hauteur lorsque le gaz s'accumule et s'abaisse au fur et à mesure de son utilisation.

Du fait du mouvement systématique du dôme de haut en bas, les fourches reliées au dôme vont détruire la croûte.

Une humidité élevée et la présence de sulfure d'hydrogène (jusqu'à 0,5 %) contribuent à une corrosion accrue des pièces métalliques installations de biogaz. Par conséquent, l'état de tous les éléments métalliques du fermenteur est régulièrement surveillé et les endroits endommagés sont soigneusement protégés, de préférence avec du plomb en une ou deux couches, puis peints en deux couches avec n'importe quelle peinture à l'huile.

Riz. 1. Schémas des installations de biogaz les plus simples:

UN). avec un dôme pyramidal : 1 - fosse à fumier ; 2 - joint d'eau à rainure ; 3 - cloche pour collecter le gaz ; 4, 5 - tuyau de sortie de gaz ; 6 - manomètre ;

b). dispositif d'évacuation des condensats : 1 - canalisation d'évacuation des gaz ; 2 - Tuyau en forme de U pour les condensats ; 3 - condensats ;

V). à dôme conique : 1 - fosse à fumier ; 2 - dôme (cloche); 3 - partie élargie du tuyau; 4 - tuyau de sortie de gaz ; 5 - joint d'eau à rainure ;

d, e, f, g - schémas de variantes des installations les plus simples : 1 - approvisionnement en déchets organiques ; 2 - conteneur pour déchets organiques ; 3 - zone de collecte des gaz sous le dôme ; 4 - tuyau de sortie de gaz ; 5 - élimination des boues ; 6 - manomètre ; 7 - dôme en film de polyéthylène ; 8 - joint hydraulique ; 9 - charge ; 10 - sac en polyéthylène monobloc.

Installation de biogaz avec chauffage de la masse fermentescible par la chaleur dégagée lors de la décomposition du fumier dans un fermenteur aérobie, est représenté sur la Fig. 2, comprend un réservoir de méthane - un récipient métallique cylindrique avec une tubulure de remplissage 3, une vanne de vidange 9, un agitateur mécanique 5 et un tuyau de sélection du biogaz 6.

Le fermenteur 1 peut être fabriqué de manière rectangulaire à partir de matériaux en bois. Pour décharger le fumier traité, les parois latérales sont amovibles. Le sol du fermenteur est en treillis, l'air est soufflé à travers le canal technologique 10 à partir d'un ventilateur 11. Le dessus du fermenteur est recouvert de panneaux en bois 2. Pour réduire les pertes de chaleur, les parois et le fond sont constitués d'une couche d'isolation thermique 7.

L'installation fonctionne comme ceci. Du lisier pré-préparé avec une teneur en humidité de 88 à 92 % est versé dans le réservoir de méthane 4 par la tête 3, le niveau de liquide est déterminé par la partie inférieure du goulot de remplissage. Le fermenteur aérobie 1 est rempli par la partie supérieure de l'ouverture avec du fumier de litière ou un mélange de fumier avec une charge organique sèche en vrac (paille, sciure) avec une teneur en humidité de 65 à 69 %. Lorsque l'air est introduit par le canal technologique dans le fermenteur, la masse organique commence à se décomposer et de la chaleur est libérée. Il suffit de chauffer le contenu du réservoir de méthane. Du biogaz est ainsi libéré. Il s’accumule dans la partie supérieure du réservoir du digesteur. Grâce au tuyau 6, il est utilisé pour les besoins domestiques. Pendant le processus de fermentation, le fumier présent dans le digesteur est mélangé avec un mélangeur 5.

Une telle installation sera rentabilisée en un an seulement grâce à l'élimination des déchets dans les ménages personnels.

Riz. 2. Schéma d'une installation de biogaz chauffée:
1 - fermenteur ; 2 - bouclier en bois ; 3 - goulot de remplissage ; 4 - réservoir de méthane ; 5 - agitateur; 6 - tuyau pour l'échantillonnage du biogaz ; 7 - couche d'isolation thermique ; 8 - grille; 9 - vanne de vidange pour la masse traitée ; 10 - canal pour l'alimentation en air ; 11 - souffleur.

Installation de biogaz individuelle(IBGU-1) pour une famille paysanne de 2 à 6 vaches ou 20 à 60 porcs, ou 100 à 300 volailles (Fig. 3). L'installation peut traiter de 100 à 300 kg de fumier chaque jour et produit 100 à 300 kg d'engrais organiques respectueux de l'environnement et 3 à 12 mètres cubes de biogaz.

Pour cuisiner des aliments pour une famille de 3 à 4 personnes, il est nécessaire de brûler 3 à 4 mètres cubes de biogaz par jour, pour chauffer une maison d'une superficie de 50 à 60 m² - 10 à 11 mètres cubes. L'installation peut fonctionner dans n'importe quelle zone climatique. L'usine de Toula Stroytekhnika et l'usine de réparation et de mécanique Orlovsky (Orel) ont commencé leur production en série.

Riz. 3. Schéma d'une installation de biogaz individuelle IBGU-1 :
1 - goulot de remplissage ; 2 - agitateur ; 3 - tuyau de prélèvement de gaz ; 4 - couche d'isolation thermique ; 5 - tuyau avec robinet pour décharger la masse traitée ; 6 - thermomètre.

Ici en Serbie et en Europe dans son ensemble, les gens ne veulent pas dépendre des sociétés énergétiques et gazières et s'efforcent donc d'acheter des sources d'énergie alternatives. Qu'il s'agisse de panneaux solaires, de capteurs thermiques ou d'installations de biogaz.

J'ai déjà parlé dans mon magazine d'installations de biogaz industrielles, maintenant mon histoire concerne une installation artisanale capable de produire du gaz pour votre maison ou votre chalet. Le principe de fonctionnement ressort clairement de la figure. Je vais juste faire quelques explications et vous indiquer le but de certains éléments.

Pour réaliser l'installation vous aurez besoin de :

*Deux fûts en plastique de 200 litres chacun (en Serbie, le chou est salé dans de tels fûts), mais il peut également y avoir des fûts en métal pour le carburant diesel.

* Cinq raccords adaptateurs pour connecter des éléments avec un tuyau d'une épaisseur d'au moins 13 mm.

* Tuyau en plastique (longueur selon les besoins d'installation).

* Seau en plastique.

* Bidon en plastique de 3 à 5 litres (pour huile automobile avec bouchon à vis) pour la valve d'urgence.

* Deux tubes en plastique d'un diamètre de 5 cm.

Élément 1 - sur la photo, générateur de gaz BIO

Il se compose de : un fût étanche, deux tuyaux en plastique et un raccord de sortie pour le biogaz.

Dans le générateur, la masse organique se décompose au cours du processus de décomposition, libérant 60 % de méthane et 40 % de SO2.

À travers le premier tube en plastique doté d'un entonnoir, les déchets de biomasse finement hachés sont versés et mélangés à de l'eau dans une proportion de 10 % de biomasse et 90 % d'eau de pluie (eau douce).

Ce serait bien si l'on pouvait également ajouter un mélange naturel de fumier frais de vaches, de porcs et de volailles, introduisant ainsi des micro-organismes dont dépend la production de biogaz. A défaut, vous pouvez ajouter un peu de boue provenant d’une rivière ou d’un étang pour accélérer le processus.

Le processus prend environ 3 semaines pour que le gaz se forme. Au début, vous remarquerez que du gaz est libéré, mais sachez qu'il s'agit de SO2, du dioxyde de carbone, qui n'est pas inflammable. Ce n’est qu’au bout de 3 semaines que la formation de méthane – le biogaz – se produit.

Un résidu apparaît au fond du récipient avec le temps, ce qui constitue un excellent engrais naturel pour les légumes en jardinage.

La température idéale est de 12 à 36 degrés, protégez le fût des rayons directs du soleil à l'ombre et en hiver du gel. Gardez à l’esprit qu’il s’agit d’un baril « vivant », c’est-à-dire qu’il contient des milliards de micro-organismes travaillant sur le processus de décomposition de la biomasse.

Si vous « trop cuire » ou « congeler » le générateur de gaz BIO, les micro-organismes disparaîtront et tout le processus devra donc recommencer.

L'élément 2 sur la figure est un conteneur de collecte de biogaz et un joint hydraulique

Il se compose d'un fût en plastique ouvert, d'un seau et de deux raccords (soupape) pour le débit et le poids du gaz (étiqueter).

Dans ce conteneur - un baril de 200 litres, le gaz est collecté, comme le montre la figure. Fournit une solution simple et flexible sans gaspillage de gaz. De plus, l’eau agit également comme un filtre, purifiant le méthane des impuretés.

Notez que le gaz a soulevé le réservoir d'eau, ce qui indique la quantité de gaz collectée.

Le poids du poids contribuera à rendre la pression du gaz suffisante, qui est ensuite envoyée à la vanne de secours, élément n°4.

Conservez ce récipient rempli d'eau et à l'abri du gel.

Élément 3 - brûleur

Élément 4 - Valve d'urgence

La valve d'urgence se compose d'un bidon d'eau en plastique avec un bouchon à vis et deux adaptateurs.

Les bidons d'huile vides pour une voiture sont une bonne improvisation.

La soupape de sécurité est conçue pour intercepter la flamme afin d'arrêter l'effet inverse. La vanne d'urgence est située entre l'élément 3 - le brûleur et le récipient de collecte de gaz, élément 2.

Il est impératif d'installer une vanne d'urgence pour éviter que le réservoir de gaz ne s'enflamme, provoquant un accident ou une explosion.

Le monde moderne est construit sur une consommation toujours croissante, de sorte que les ressources minérales et en matières premières s'épuisent particulièrement rapidement. Dans le même temps, des millions de tonnes de fumier nauséabond s'accumulent chaque année dans de nombreuses exploitations d'élevage et des ressources considérables sont consacrées à son élimination. Les humains sont également confrontés à la production de déchets biologiques. Heureusement, une technologie a été développée qui nous permet de résoudre simultanément ces problèmes : utiliser les biodéchets (principalement le fumier) comme matière première, produire un carburant renouvelable respectueux de l'environnement - le biogaz. L'utilisation de ces technologies innovantes a donné naissance à une nouvelle industrie prometteuse : la bioénergie.

Qu'est-ce que le biogaz

Le biogaz est une substance gazeuse volatile, incolore et totalement inodore. Il se compose de 50 à 70 pour cent de méthane, jusqu'à 30 pour cent de dioxyde de carbone CO2 et 1 à 2 pour cent supplémentaires sont des substances gazeuses - des impuretés (une fois purifiées à partir d'elles, le biométhane le plus pur est obtenu).

Les caractéristiques physiques et chimiques qualitatives de cette substance sont proches de celles du gaz naturel ordinaire de haute qualité. Selon des recherches scientifiques, le biogaz possède des propriétés calorifiques très élevées : par exemple, la chaleur dégagée lors de la combustion d'un mètre cube de ce combustible naturel équivaut à la chaleur d'un kilo et demi de charbon.

La libération de biogaz est due à l'activité vitale d'un type particulier de bactéries - anaérobies, tandis que les bactéries mésophiles sont activées lorsque l'environnement est chauffé à 30-40 degrés Celsius et que les bactéries thermophiles se multiplient à des températures plus élevées - jusqu'à +50 degrés.

Sous l'influence de leurs enzymes, les matières premières organiques se décomposent avec libération de gaz biologique.

Matières premières pour le biogaz

Tous les déchets organiques ne peuvent pas être transformés en biogaz. Par exemple, le fumier des élevages de volailles et de porcs ne peut pas être utilisé sous sa forme pure, car il présente un niveau élevé de toxicité. Pour en obtenir du biogaz, il est nécessaire d'ajouter des diluants à ces déchets : masse d'ensilage, masse d'herbe verte, ainsi que fumier de vache. Ce dernier composant est la matière première la plus appropriée pour produire un carburant respectueux de l'environnement, puisque les vaches ne mangent que des aliments végétaux. Cependant, il faut également surveiller la teneur en impuretés de métaux lourds, en composants chimiques et en tensioactifs, qui ne devraient en principe pas être présents dans la matière première. Un point très important est le contrôle des antibiotiques et des désinfectants. Leur présence dans le fumier peut empêcher le processus de décomposition de la masse de matière première et la formation de gaz volatils.

Informations Complémentaires. Il est impossible de se passer complètement de désinfectants, car sinon des moisissures commenceraient à se former sur la biomasse sous l'influence de températures élevées. Vous devez également surveiller et nettoyer rapidement le fumier des impuretés mécaniques (clous, boulons, pierres, etc.), qui peuvent rapidement endommager les équipements de biogaz. L'humidité des matières premières utilisées pour produire du biogaz doit être d'au moins 80 à 90 %.

Mécanisme de formation de gaz

Pour que le biogaz commence à être libéré à partir des matières premières organiques lors de la fermentation sans air (appelée scientifiquement fermentation anaérobie), des conditions appropriées sont nécessaires : un récipient scellé et une température élevée. Si cela est fait correctement, le gaz produit monte jusqu'au sommet où il est sélectionné pour être utilisé, et les solides qui restent sont un excellent engrais agricole bio-organique, riche en azote et en phosphore, mais exempt de micro-organismes nocifs. Les conditions de température sont très importantes pour des processus corrects et complets.

Le cycle complet de conversion du fumier en carburant environnemental varie de 12 jours à un mois, cela dépend de la composition des matières premières. À partir d’un litre de volume utile du réacteur, environ deux litres de biogaz sont produits. Si vous utilisez des installations modernisées plus avancées, le processus de production de biocarburant est accéléré à 3 jours et la production de biogaz augmente à 4,5 à 5 litres.

Les gens ont commencé à étudier et à utiliser la technologie de production de biocarburant à partir de sources naturelles organiques depuis la fin du XVIIIe siècle, et dans l'ex-URSS, le premier appareil de production de biogaz a été développé dans les années 40 du siècle dernier. De nos jours, ces technologies deviennent de plus en plus importantes et populaires.

Avantages et inconvénients du biogaz

Le biogaz comme source d’énergie présente des avantages indéniables :

il sert à améliorer la situation environnementale dans les zones où il est largement utilisé, car en plus de réduire l'utilisation de combustibles polluants, on obtient une destruction très efficace des biodéchets et une désinfection des eaux usées, c'est-à-dire les équipements de biogaz font office de station de nettoyage ;
les matières premières pour la production de ce carburant organique sont renouvelables et pratiquement gratuites - tant que les animaux des fermes reçoivent de la nourriture, ils produiront de la biomasse et, par conséquent, du carburant pour les usines de biogaz ;
l'acquisition et l'utilisation d'équipements sont économiquement rentables : une fois achetée, une installation de production de biogaz ne nécessitera plus aucun investissement et son entretien est simple et peu coûteux ; Ainsi, une installation de biogaz destinée à une exploitation agricole commence à être rentabilisée dans les trois ans suivant son lancement ; il n'est pas nécessaire de construire des services publics et des lignes de transport d'énergie, les coûts de lancement d'une station biologique sont réduits de 20 pour cent ;
il n'est pas nécessaire d'installer des services publics tels que des lignes électriques et des gazoducs ;
la production de biogaz à la station à partir de matières premières organiques locales est une entreprise sans déchets, contrairement aux entreprises utilisant des sources d'énergie traditionnelles (gazoducs, chaufferies, etc.), les déchets ne polluent pas l'environnement et ne nécessitent pas d'espace de stockage ;
lors de l'utilisation du biogaz, une certaine quantité de dioxyde de carbone et de soufre est libérée dans l'atmosphère, cependant, ces quantités sont minimes par rapport au même gaz naturel et sont absorbées par les espaces verts lors de la respiration, donc la contribution du bioéthanol à l'effet de serre est minime ;
Par rapport à d'autres sources d'énergie alternatives, la production de biogaz est toujours stable ; une personne peut contrôler l'activité et la productivité des installations pour sa production (contrairement, par exemple, aux panneaux solaires), en regroupant plusieurs installations en une seule ou, au contraire, en les divisant en sections distinctes. réduire les risques d'accidents ;
dans les gaz d'échappement lors de l'utilisation de biocarburants, la teneur en monoxyde de carbone est réduite de 25 pour cent et celle en oxydes d'azote de 15 pour cent ;
en plus du fumier, vous pouvez également utiliser certains types de plantes pour obtenir de la biomasse comme combustible, par exemple le sorgho contribuera à améliorer l'état du sol ;
Lorsque du bioéthanol est ajouté à l'essence, son indice d'octane augmente, le carburant lui-même devient plus résistant à la détonation et sa température d'auto-inflammation diminue considérablement.

Biogaz– Ce n'est pas un carburant idéal, lui et la technologie pour sa production ne sont pas non plus sans inconvénients :

la rapidité de transformation des matières premières organiques dans les équipements de production de biogaz est un point faible de la technologie par rapport aux sources d'énergie traditionnelles ;
Le bioéthanol a un pouvoir calorifique inférieur à celui du pétrole : il libère 30 % d'énergie en moins ;
le processus est assez instable : pour le maintenir, il faut une grande quantité d'enzymes d'une certaine qualité (par exemple, un changement dans l'alimentation des vaches affecte grandement la qualité du fumier) ;
des producteurs peu scrupuleux de biomasse pour les stations de transformation peuvent épuiser considérablement les sols avec des semis accrus, cela perturbe l'équilibre écologique du territoire ;
les tuyaux et les conteneurs contenant du biogaz peuvent se dépressuriser, ce qui entraînera une forte diminution de la qualité du biocarburant.

Où est utilisé le biogaz ?

Tout d’abord, ce biocarburant écologique est utilisé pour répondre aux besoins domestiques de la population, en remplacement du gaz naturel, pour le chauffage et la cuisine. Les entreprises peuvent utiliser le biogaz pour lancer un cycle de production fermé : son utilisation dans les turbines à gaz est particulièrement efficace. Avec un ajustement approprié et une combinaison complète d'une telle turbine avec une usine de production de biocarburant, son coût rivalise avec l'énergie nucléaire la moins chère.

L’efficacité de l’utilisation du biogaz est très simple à calculer. Par exemple, à partir d'une unité de bétail, vous pouvez obtenir jusqu'à 40 kilogrammes de fumier, à partir desquels est produit un mètre cube et demi de biogaz, suffisant pour produire 3 kilowatts/heure d'électricité.

Après avoir déterminé les besoins électriques du ménage, il est possible de déterminer quel type d'usine de biogaz utiliser. Avec un petit nombre de vaches, il est préférable de produire du biogaz à la maison en utilisant une simple installation de biogaz de faible puissance.

Si l’exploitation est très grande et qu’elle génère constamment une grande quantité de biodéchets, il est avantageux d’installer un système de biogaz automatisé de type industriel.

Note! Lors de la conception et de la mise en place, vous aurez besoin de l'aide de spécialistes qualifiés.

Conception d'une installation de biogaz

Toute installation biologique est constituée des parties principales suivantes :

un bioréacteur où se produit la biodécomposition du mélange de fumier ;
système d'approvisionnement en carburant organique;
unité d'agitation de masses biologiques;
dispositifs pour créer et maintenir le niveau de température requis ;
des réservoirs pour y placer le biogaz obtenu (gazomètres);

conteneurs pour y placer les fractions solides résultantes.

Il s'agit d'une liste complète d'éléments pour les installations automatisées industrielles, tandis qu'une installation de biogaz pour une maison privée est conçue beaucoup plus simplement.

Le bioréacteur doit être complètement étanche, c'est-à-dire l’accès à l’oxygène est inacceptable. Il peut s'agir d'un conteneur métallique en forme de cylindre installé à la surface du sol ; d'anciens réservoirs de carburant d'une capacité de 50 mètres cubes sont bien adaptés à ces fins. Les bioréacteurs démontables prêts à l'emploi sont rapidement installés/démontés et facilement déplacés vers un nouvel emplacement.

Si une petite station de biogaz est prévue, il est alors conseillé de placer le réacteur sous terre et de le réaliser sous la forme d'un réservoir en brique ou en béton, ainsi que de fûts en métal ou en PVC. Vous pouvez placer un tel réacteur bioénergétique à l'intérieur, mais il est nécessaire d'assurer une ventilation constante de l'air.

Les bunkers pour la préparation des matières premières biologiques sont un élément nécessaire du système, car avant d'entrer dans le réacteur, ils doivent être préparés : broyés en particules jusqu'à 0,7 millimètres et trempés dans l'eau pour amener la teneur en humidité de la matière première à 90 pour cent. .

Les systèmes d'alimentation en matières premières comprennent un récepteur de matières premières, un système d'alimentation en eau et une pompe pour fournir la masse préparée au réacteur.

Si le bioréacteur est réalisé sous terre, le conteneur pour les matières premières est placé à la surface de sorte que le substrat préparé s'écoule indépendamment dans le réacteur sous l'influence de la gravité. Il est également possible de placer le récepteur de matière première en partie haute de la trémie, auquel cas il est nécessaire d'utiliser une pompe.

Le trou de sortie des déchets est situé plus près du fond, en face de l'entrée des matières premières. Le récepteur des fractions solides se présente sous la forme d'une boîte rectangulaire dans laquelle débouche un tube de sortie. Lorsqu'une nouvelle partie du biosubstrat préparé entre dans le bioréacteur, un lot de déchets solides du même volume est introduit dans le récepteur. Ils sont ensuite utilisés dans les fermes comme d’excellents biofertilisants.

Le biogaz obtenu est stocké dans des réservoirs de gaz, généralement placés au-dessus du réacteur et en forme de cône ou de dôme. Les réservoirs d'essence sont en fer et peints avec de la peinture à l'huile en plusieurs couches (cela permet d'éviter la destruction corrosive). Dans les grandes bioinstallations industrielles, les conteneurs de biogaz sont réalisés sous forme de réservoirs séparés reliés au réacteur.

Pour donner au gaz obtenu des propriétés inflammables, il est nécessaire de le débarrasser de la vapeur d'eau. Le biocarburant est acheminé via un réservoir d'eau (joint hydraulique), après quoi il peut être acheminé via des tuyaux en plastique directement pour être consommé.

Parfois, vous pouvez trouver des réservoirs de gaz spéciaux en forme de sac en PVC. Ils sont situés à proximité immédiate de l'installation. Au fur et à mesure que les sacs sont remplis de biogaz, ils s'ouvrent et leur volume augmente suffisamment pour accepter tout le gaz produit.

Pour que des processus de biofermentation efficaces se produisent, une agitation constante du substrat est nécessaire. Pour éviter la formation d'une croûte à la surface de la biomasse et ralentir les processus de fermentation, il est nécessaire de la mélanger constamment et activement. Pour ce faire, des agitateurs submersibles ou inclinés sont montés sur le côté du réacteur en forme de mélangeur pour le mélange mécanique de la masse. Pour les petites stations, elles sont manuelles, pour les industrielles, elles sont contrôlées automatiquement.

La température nécessaire à l'activité vitale des bactéries anaérobies est maintenue à l'aide de systèmes de chauffage automatisés (pour réacteurs fixes) ; ils commencent à chauffer lorsque la chaleur descend en dessous de la normale et s'éteignent automatiquement lorsque la température normale est atteinte. Vous pouvez également utiliser des systèmes de chaudière, des radiateurs électriques ou installer un radiateur spécial au fond du conteneur contenant des matières premières. Dans le même temps, il est nécessaire de réduire les pertes de chaleur du bioréacteur, pour ce faire, il est enveloppé dans une couche de laine de verre ou une autre isolation thermique est prévue, par exemple en mousse de polystyrène.

Biogaz à faire soi-même

Pour les maisons privées, l'utilisation du biogaz est désormais très importante : à partir du fumier pratiquement gratuit, vous pouvez obtenir du gaz pour les besoins domestiques et pour chauffer votre maison et votre ferme. Posséder votre propre installation de biogaz est une garantie contre les coupures de courant et la hausse des prix du gaz, ainsi qu'un excellent moyen de recycler les biodéchets ainsi que le papier inutile.

Pour la première construction, il est plus logique d'utiliser des schémas simples : de telles structures seront plus fiables et dureront plus longtemps. À l'avenir, l'installation pourra être complétée par des pièces plus complexes. Pour une maison d'une superficie de 50 mètres carrés, une quantité suffisante de gaz est obtenue avec un volume de cuve de fermentation de 5 mètres cubes. Pour assurer la température constante nécessaire à une bonne fermentation, un caloduc peut être utilisé.

Lors de la première étape de la construction, ils creusent une tranchée pour le bioréacteur, dont les parois doivent être renforcées et scellées avec des anneaux en plastique, en mélange de béton ou en polymère (ils ont de préférence un fond solide - ils devront être remplacés périodiquement au fur et à mesure qu'ils sont utilisé).

La deuxième étape consiste à installer l'évacuation des gaz sous forme de tuyaux en polymère percés de nombreux trous. Lors de l'installation, il convient de tenir compte du fait que les sommets des canalisations doivent dépasser la profondeur de remplissage prévue du réacteur. Le diamètre des tuyaux de sortie ne doit pas dépasser 7 à 8 centimètres.

La prochaine étape est l’isolement. Après cela, vous pouvez remplir le réacteur avec le substrat préparé, après quoi il est enveloppé dans un film pour augmenter la pression.

Au quatrième étage, les dômes et le tuyau de sortie sont installés, qui sont placés au point le plus élevé du dôme et relient le réacteur au réservoir de gaz. Le gazomètre peut être revêtu de brique, un treillis en acier inoxydable est monté sur le dessus et recouvert de plâtre.

Une trappe est placée dans la partie supérieure du réservoir de gaz, qui se ferme hermétiquement, un tuyau de gaz avec une vanne d'égalisation de pression en est retiré.

Important! Le gaz résultant doit être éliminé et consommé en permanence, car son stockage à long terme dans la partie libre du bioréacteur peut provoquer une explosion sous haute pression. Il est nécessaire de prévoir un joint hydraulique pour que le biogaz ne se mélange pas à l'air.

Pour chauffer la biomasse, vous pouvez installer un serpentin provenant du système de chauffage de la maison - c'est beaucoup plus rentable économiquement que d'utiliser des radiateurs électriques. Le chauffage externe peut être assuré à l'aide de vapeur, ce qui évitera une surchauffe des matières premières au-dessus de la normale.

En général, une installation de biogaz à faire soi-même n'est pas une structure si complexe, mais lors de son aménagement, vous devez faire attention aux moindres détails afin d'éviter les incendies et les destructions.

Informations Complémentaires. La construction de l'installation biologique même la plus simple doit être formalisée avec les documents appropriés, vous devez disposer d'un schéma technologique et d'un plan d'installation des équipements, vous devez obtenir l'agrément de la Station Sanitaire et Epidémiologique, des services d'incendie et de gaz.

De nos jours, l’utilisation de sources d’énergie alternatives prend de l’ampleur. Parmi eux, le sous-secteur de la bioénergie est très prometteur : la production de biogaz à partir de déchets organiques tels que le fumier et l'ensilage. Les stations de production de biogaz (industrielles ou petites maisons) peuvent résoudre les problèmes d'élimination des déchets, en obtenant du carburant et de la chaleur environnementaux, ainsi que des engrais agricoles de haute qualité.

Vidéo

Pour les propriétaires de grandes exploitations agricoles, la question du fumier, des fientes d'oiseaux et des restes d'animaux est un problème aigu. Pour résoudre le problème, vous pouvez utiliser des installations spéciales conçues pour produire du biogaz. Ils sont faciles à réaliser à la maison et peuvent être utilisés pendant une longue période avec un rendement élevé d'un produit prêt à l'emploi.

Qu’est-ce que le biogaz ?

Le biogaz est une substance obtenue à partir de matières premières naturelles sous forme de biomasse (fumier, fientes d'oiseaux) grâce à sa fermentation. Diverses bactéries sont impliquées dans ce processus, chacune se nourrissant des déchets des précédentes. Les micro-organismes suivants sont identifiés et participent activement au processus de production de biogaz :

hydrolytique;
acidifiant;
formant du méthane.

La technologie de production de biogaz à partir de biomasse finie consiste à stimuler les processus naturels. Les bactéries présentes dans le fumier doivent bénéficier de conditions optimales pour une reproduction rapide et un traitement efficace des substances. Pour ce faire, les matières premières biologiques sont placées dans une cuve étanche à l'oxygène.

Après cela, un groupe de microbes anaérobies entre en action. Ils permettent la conversion des composés contenant du phosphore, du potassium et de l'azote sous des formes pures. Le traitement produit non seulement du biogaz, mais également des approbations de qualité. Ils sont idéaux pour les besoins agricoles et sont plus efficaces que le fumier traditionnel.

Valeur environnementale de la production de biogaz

Grâce au traitement efficace des déchets biologiques, un carburant précieux est obtenu. La mise en place de ce procédé permet d'éviter les émissions de méthane dans l'atmosphère, qui ont un impact négatif sur l'environnement. Ce composé stimule l’effet de serre 21 fois plus fort que le dioxyde de carbone. Le méthane peut persister dans l'atmosphère pendant 12 ans.

Pour prévenir le réchauffement climatique, qui constitue un problème mondial, il est nécessaire de limiter l'entrée et la distribution de cette substance dans l'environnement. Les déchets résultant du processus de recyclage constituent un gage de haute qualité. Son utilisation permet de réduire le volume de composés chimiques utilisés. Les engrais synthétiques polluent les eaux souterraines et ont un impact négatif sur l’environnement.

Qu’est-ce qui affecte la productivité du processus de production ?

Avec la bonne organisation du processus de production pour la production de biogaz, à partir de 1 cube. m de matières premières organiques donnent environ 2 à 3 mètres cubes. m de produit pur. Son efficacité est influencée par de nombreux facteurs :

température ambiante;
niveau d'acidité des matières premières organiques;
humidité ambiante;
la quantité de phosphore, d'azote et de carbone dans la masse biologique initiale ;
la taille des particules de fumier ou de déjections ;
la présence de substances qui ralentissent le processus de transformation ;
inclusion d'additifs stimulants dans la biomasse;
fréquence d'alimentation en substrat.

Liste des matières premières utilisées pour la production de biogaz

Le biogaz ne peut pas être produit uniquement à partir de fumier ou de déjections d’oiseaux. D’autres matières premières peuvent être utilisées pour produire un carburant respectueux de l’environnement :

vinasse de céréales;
déchets de jus;
pulpe de betterave;
les déchets issus de la production de poisson ou de viande ;
drêches;
déchets des laiteries;
boues fécales;
déchets ménagers d'origine organique;
déchets issus de la production de biodiesel à partir de colza.

Composition du gaz biologique

La composition du biogaz après passage est la suivante :

50 à 87 % de méthane ;
13 à 50 % de dioxyde de carbone ;
impuretés d'hydrogène et de sulfure d'hydrogène.

Après avoir purifié le produit des impuretés, le biométhane est obtenu. Il s'agit d'un analogue, mais son origine est d'une nature différente. Pour améliorer la qualité du carburant, la teneur en méthane dans sa composition, qui constitue la principale source d'énergie, est normalisée.

Lors du calcul du volume de gaz produit, la température ambiante est prise en compte. Lorsqu'il augmente, le rendement du produit augmente et sa teneur en calories diminue. Les caractéristiques du biogaz sont affectées négativement par l’augmentation de l’humidité de l’air.

Champ d'application du biogaz

La production de biogaz joue un rôle important non seulement dans la préservation de l’environnement, mais alimente également l’économie nationale en carburant. Il se caractérise par une large gamme d'applications :

utilisé comme matière première pour la production d'électricité, de carburant automobile ;
répondre aux besoins énergétiques des petites ou moyennes entreprises ;
Les installations de biogaz jouent le rôle d'installations de traitement, ce qui permet de résoudre le problème.

Technologie de production de biogaz

Pour produire du biogaz, des mesures doivent être prises pour accélérer le processus de dégradation naturelle de la matière organique. Avant d'être placées dans un récipient hermétiquement fermé avec un apport limité en oxygène, les matières premières naturelles sont soigneusement broyées et mélangées à une certaine quantité d'eau.

Le résultat est le substrat d'origine. La présence d'eau dans sa composition est nécessaire pour éviter les effets négatifs sur les bactéries qui peuvent survenir lorsque des substances proviennent de l'environnement. Sans le composant liquide, le processus de fermentation ralentit considérablement et réduit l'efficacité de l'ensemble de la bioinstallation.

Les équipements de type industriel de transformation des matières premières organiques sont en outre équipés de :

un dispositif pour chauffer le substrat ;
équipements pour mélanger les matières premières;
dispositifs de surveillance de l'acidité de l'environnement.

Ces dispositifs augmentent considérablement l'efficacité des bioréacteurs. L'agitation élimine la croûte dure de la surface de la biomasse, ce qui augmente la quantité de gaz libérée. La durée de traitement de la masse organique est d'environ 15 jours. Pendant ce temps, il ne se décompose qu'à 25 %. La quantité maximale de gaz naturel est libérée lorsque le degré de dégradation du substrat atteint 33 %.

La technologie de production de gaz biologique implique un renouvellement quotidien du substrat. Pour ce faire, 5 % de la masse est retirée du bioréacteur, et une nouvelle portion de matières premières est placée à sa place. Le produit dépensé est utilisé comme avenant.

Technologie de production de biogaz à la maison

La production de biogaz à domicile s'effectue selon le schéma suivant :

La masse biologique est écrasée. Il est nécessaire d'obtenir des particules dont la taille ne dépasse pas 10 mm.
La masse résultante est soigneusement mélangée à de l'eau. Pour 1 kg de matières premières, vous avez besoin d'environ 700 ml de composant liquide. L'eau utilisée doit être potable et exempte d'impuretés.
L'ensemble du réservoir est rempli du substrat obtenu, après quoi il est hermétiquement fermé.
Il est conseillé de bien mélanger le substrat plusieurs fois par jour, ce qui augmentera l'efficacité de son traitement.
Au 5ème jour du processus de production, la présence de biogaz est vérifiée et celui-ci est progressivement pompé dans des bouteilles préparées à l'aide d'un compresseur. L'élimination périodique des produits gazeux est obligatoire. Leur accumulation entraîne une augmentation de la pression à l'intérieur du réservoir, ce qui affecte négativement le processus de dégradation de la masse biologique.
Au 15ème jour de production, une partie du substrat est retirée et une nouvelle portion de matériel biologique est chargée.

Pour déterminer le volume requis du réacteur pour le traitement de la biomasse, il convient de calculer la quantité de fumier produite pendant la journée. Le type de matières premières utilisées et les conditions de température qui seront maintenues dans l'installation doivent être pris en compte. Le réservoir utilisé doit être rempli à 85-90 % de son volume. Les 10 % restants sont nécessaires à l’accumulation du gaz biologique obtenu.

La durée du cycle de traitement doit être prise en compte. En maintenant une température de +35°C, cela dure 12 jours. Il ne faut pas oublier que les matières premières utilisées sont diluées avec de l'eau avant d'être envoyées au réacteur. Sa quantité est donc prise en compte avant de calculer le volume du réservoir.

Schéma d'une installation biologique simple

Pour produire du biogaz à la maison, il est nécessaire de créer des conditions optimales pour les micro-organismes qui décomposeront la masse biologique. Tout d'abord, il convient d'organiser le chauffage du générateur, ce qui entraînera des frais supplémentaires.

Le volume du conteneur de stockage des déchets doit être d'au moins 1 mètre cube. m;
il est nécessaire d'utiliser un récipient hermétiquement fermé ;
l'isolation du réservoir de biomasse est une condition préalable à son fonctionnement efficace ;
le réservoir peut être approfondi dans le sol. L'isolation thermique est installée uniquement dans sa partie supérieure ;
Un batteur à main est installé dans le conteneur. Son manche est ressorti à travers un boîtier étanche ;
des buses sont fournies pour le chargement/déchargement des matières premières et l'admission de biogaz.

Technologie de fabrication de réacteurs souterrains

Pour produire du biogaz, vous pouvez installer l’installation la plus simple en l’enfonçant dans le sol. La technologie de fabrication d'un tel réservoir est la suivante :

Creusez une fosse de la taille requise. Ses murs sont remplis de béton d'argile expansé, en outre renforcé.
Des trous sont laissés sur les murs opposés du bunker. Ils installent des tuyaux avec une certaine pente afin de pomper les matières premières et d'extraire les déchets.
Une canalisation de sortie d'un diamètre de 70 mm est installée presque tout en bas. Son autre extrémité est installée dans un réservoir dans lequel seront pompées les boues usées. Il est recommandé de le rendre rectangulaire.
Le pipeline d'approvisionnement en matières premières est placé à une hauteur de 0,5 m par rapport au fond. Son diamètre recommandé est de 30 à 35 mm. Le haut du tuyau est placé dans un réservoir séparé pour recevoir les matières premières préparées.
La partie supérieure du bioréacteur doit avoir une forme de dôme ou de cône. Il peut être fabriqué à partir de fer à toiture ordinaire ou d'autres tôles. Il est permis de fabriquer un couvercle de réservoir à l'aide d'une cuve en brique. Pour renforcer sa structure, la surface est en outre enduite avec l'installation d'un treillis de renfort.
Je fais une trappe au-dessus du couvercle du réservoir, qui doit être fermée hermétiquement. Un gazoduc d'évacuation du gaz y est également acheminé. De plus, une soupape de surpression est installée.
Pour mélanger le substrat, plusieurs tuyaux en plastique sont installés dans la cuve. Ils doivent être immergés dans la biomasse. De nombreux trous sont pratiqués dans les tuyaux, ce qui permet de mélanger les matières premières à l'aide de bulles de gaz en mouvement.

Calcul du rendement du biogaz

Le rendement en gaz biologique dépend de la teneur en matière sèche de la matière première et de sa nature :

à partir de 1 tonne de fumier de bétail, on obtient 50 à 60 mètres cubes. m de produit avec une teneur en méthane de 60% ;
à partir de 1 tonne de déchets végétaux, on obtient 200 à 500 mètres cubes. m de biogaz avec une concentration en méthane de 70 % ;
à partir de 1 tonne de graisse, on obtient 1 300 mètres cubes. m de gaz avec une concentration de méthane de 87%.

Pour déterminer l'efficacité de la production, des tests en laboratoire sont effectués sur les matières premières utilisées. Sa composition est calculée, ce qui affecte les caractéristiques de qualité du biogaz.