Биодизель и биогаз своими руками: изготовление и использование

Содержание
  1. Основные приемущества
  2. Что может повлиять на изготовления биотоплива?
  3. Биотопливо из навоза
  4. Изготовление древесного угля в бочке
  5. Что собой представляет биогаз?
  6. Технология получения биогаза
  7. Температурный режим функционирования бактерий
  8. Подготовка сырья для заливки в реактор
  9. Технология очистки газа
  10. Уменьшение содержания влаги
  11. Как получить биогаз в домашних условиях?
  12. Процесс изготовления биотоплива
  13. Производство биотоплива из обычного навоза
  14. Получение газа из древесного угля
  15. Биотопливо из семян рапса
  16. Как сделать перерабатывающий фермерский модуль?
  17. Принцип работы биоустановки
  18. Изготовление биореактора своими руками
  19. Процесс получения биогаза и удобрений
  20. Что такое биодизель?
  21. Из чего состоит биодизель?
  22. Технология производства
  23. Сырьё для производства
  24. Биодизель в домашних условиях
  25. Шаг #1: получение метоксида натрия
  26. Шаг #2: получение глицерина и биодизеля
  27. Шаг #3: Слив готового продукта
  28. Перспективы
  29. Химический процесс получения биодизеля
  30. Преимущества биодизельного топлива
  31. О плюсах и минусах биодизеля
  32. Производство биодизеля как бизнес
  33. Оборудование для производства биодизеля
  34. Использование биологического дизельного топлива на практике
  35. Сроки годности и стабильность биодизеля
  36. Переработка навоза в биогаз, топливо, удобрения, картон, гранулирование
  37. Чем ценен навоз?
  38. Польза от переработки
  39. Технологии переработки навоза в удобрение
  40. Компостирование
  41. Вермикомпостирование
  42. Метод внесения бактерий
  43. Необходимость переработки навоза
  44. Использование свежей массы
  45. Способы переработки навоза в удобрение
  46. Методика вермикомпостирования
  47. Метод компостирования
  48. Методика настаивания
  49. Метод гранулирования
  50. Методика внесения бактерий
  51. Применение навоза в свежем виде
  52. Как получают биогаз?

Основные приемущества

Преимуществ у использования биогаза есть немало.

  1. Низкая стоимость, он стоит сегодня примерно как бензин, но в то же время он намного чище, что позволяет существенно сэкономить на ТО котлов, работающих на таком топливе.
  2. Вы не будете зависеть от нефти, которая, как известно, есть не во всех странах.
  3. Источник, из которого добывается биотопливо, возобновляется, в отличие от того же бензина. Нефть не бесконечна, рано или поздно она закончится, а вот перечисленные материалы, необходимые для производства биологического топлива, будут всегда.
  4. Снижается количество вредных газов, которые выбрасываются в атмосферу. Если привести цифры, то это примерно 65% разницы.

Что может повлиять на изготовления биотоплива?

Что имеет значение для нас – тех, кто планирует изготовить биотопливо в домашних условиях – так это, в первую очередь, окружающая среда. То есть, чем выше температура, тем интенсивнее будут проистекать все химические реакции, и тем активнее будет выделяться газ. Именно по этой причине первое оборудование, производящее биотопливо в домашних условиях, было создано и применено в местности с теплым климатом. Но это не значит, что если погода холодная, то делать такое топливо нельзя – ведь конструкцию можно утеплить, обогревать горячей водой, чем, собственно, многие и занимаются сегодня.

Также на изготовление может повлиять сырье, которое обязано быстро разлагаться, иметь в себе много жидкости, никаких чистящих средств или других препаратов, способных повлиять на ферментацию, присутствовать не должно.

Как производится биотопливо

Многие интересуются, каким образом можно создать биотопливо своими руками и какие материалы можно при этом использовать. Давайте разберемся вместе, так как вариантов может быть несколько.

Биотопливо из навоза

Навоз по праву считается самым популярным типом топлива, который производится кустарными методами. Так что если у вас есть какая-либо живность, то было целесообразным приобрести соответствующее оборудование для производства биогаза. Такая покупка способна окупиться в течение двух-трех лет.

Максимальное количество тепла добывают именно из конского навоза. Вместе с тем, такой навоз порой трудно достать, так что может подойти какой-то иной – коровий, козий, свиной и так далее.

В большинстве случаев для отопления дома используются смеси, произведенные на базе навоза:

  1. Навоз и листья в соотношении 7 к 3.
  2. Навоз и солома.
  3. Навоз и опилки – 7 к 3.
  4. Навоз и костра изо льна – 7 к 3.
  5. Коров и лошадей – 1 к 1.
  6. Навоз и бытовые отходы – 4 к 6.

Как уже говорилось, технология подобного производства основывается на брожении, сама она осуществляется в специальных герметичных резервуарах при относительно высокой температуре. Ненужная вода в это время удаляется и освобождается биогаз, а его, в свою очередь, можно использовать не только для обогрева, но и при приготовлении еды.

Важно! Если применять биотопливо в котле, то потребуется регулировать горелку. Для чего? Чтобы эффективность горения оставалась прежней при том, что метана в биотопливе не так много, чем в привычном нам газе.

Применение древесного угля

Биотопливо в домашних условиях можете производить и из древесного угля, который необходим не только на природе при жарке шашлыка, как оказывается. Те, кто хоть единожды покупал такого рода уголь, отлично знают, что он стоит дорого. Но это не приговор, поскольку вы сможете уменьшить растраты, изготовив уголь самостоятельно. Потребуются лишь некоторые знания и «прямые» руки. В целом, для этого есть два способа.

Изготовление древесного угля в бочке

Для приготовления древесного угля вам потребуется двухсотлитровая металлическая бочка. В нижней ее части делаете штуцер, дабы в дальнейшем проводить принудительное нагнетание кислорода, к примеру, при помощи пылесоса.

Разводите в бочке небольшой костер, постепенно добавляя чурки. Дабы уголь услался поплотнее, время от времени встряхивайте его. Как только бочка будет заполнена дровами до половины, начинаете нагнетать кислород. После этого дыма станет меньше, а огонь будет гореть уже лучше. Вскоре бочка закрывается крышкой, все щели замазываются мокрой землей или раствором из глины.

Что собой представляет биогаз?

Биогаз – это общее название смеси большого количества органических летучих соединений, которые обладают высокой горючестью. Он способен образовываться в анаэробной среде в процессе разложения любой органики. Главные условия – отсутствие кислорода и высокая влажность. Сырьем для получения биогаза может стать любой органический субстрат: навоз, ботва от растений, трава, опилки, отходы деревообрабатывающего производства, солома и даже бытовые отходы. Все это можно с успехом использовать для обогрева не только теплиц и хозяйственных помещений, но и целых домов.

Запасы органики в мире и выход биогаза из некоторых субстратов

Главным образом любой биогаз состоит из метана, углекислого газа и примесей иных газообразных веществ, таких как сероводород. Чем меньше в нем содержится углекислого газа, тем выше качество продукта. Ведь углекислота не является горючим газом. Во многих случаях переработка одного килограмма органики дает целых 500 гр. биотоплива. Это очень высокий показатель, который редко встречается в других сферах.

Основные технологии производства биотоплива

Технология получения биогаза

Изготовление биогаза возможно при помощи бактерий, для жизнедеятельности которых не нужен кислород. Потому для производства биогаза необходимо соорудить герметичные емкости, в которых будет происходить брожение сырья. Трубы для отвода сконструированы в емкостях таким образом, что воздух из внешней среды не способен просочиться внутрь.

Сначала резервуар наполняют жидким сырьем и повышают температуру до необходимой отметки, чтобы мироорганизмы начали работать. Метан поднимается вверх из жидкого навоза, накапливается в специальных резервуарах, в которых проходит этап фильтрации. Дальше его собирают в газовые баллоны. Использованные массы навоза накапливаются на дне емкостей, откуда периодически их вынимают и хранят в других местах. После откачивания отработанной жидкости в резервуар подается новый навоз.

Температурный режим функционирования бактерий

Метан может выделяться из навоза только при создании для него подходящего температурного режима. Навоз содержит в себе разные бактерии, которые активизируются и выделяют биогаз при разных температурах и с разной скоростью:

  • Мезофильные бактерии. Начинают работать, если температура окружающей среды становится выше 30 градусов. Вырабатывается биогаз очень медленно – продукцию можно будет собрать спустя полмесяца.
  • Термофильные бактерии. Для их активации требуется температура, равная 50-65 градусам. Биогаз можно будет собрать уже через три дня. Особую ценность представляет шлам – отходы навоза после сильного нагрева. Это полезное удобрение и, главное, безвредное – любые гельминты, семена сорняков, патогенные микроорганизмы уничтожаются при нагревании.
  • Встречается и другой вид термофильных бактерий, выживающих при нагревании до температуры в 90 градусов. Их дополнительно включают в навоз, чтобы брожение происходило быстрее.

При понижении температуры все типы бактерий становятся менее активными. В небольшом хозяйстве обычно пользуются мезофиллами, ведь в таком случае дополнительного нагрева не требуется. Дальше первичный биогаз можно использовать для искусственного нагрева навоза и активации термофильных бактерий.

Минус хранения сырья в том, что оно не должно подвергаться скачкам температур. Потому в зимнее время необходимо позаботиться о теплом помещении для складирования навоза.

Подготовка сырья для заливки в реактор

Как правило, дополнительно обогащать навоз микроорганизмами нет необходимости, так как они уже содержатся в нем. Все, что необходимо делать – это правильно подготовить навозный раствор, следить за температурой и вовремя менять сырье в биореакторе.

Влажность сырья должна составлять не менее 90 % (по консистенции как жидкая сметана). Потому перед использованием сухой помет (коз, овец, коней, кроликов) смешивают с водой. Навоз свиньи разводить нет необходимости из-за высокого содержания в нем мочи.

Также важно, чтобы навоз был однородным, без твердых частиц. От мелкости фракций зависит количество образуемого на выходе биогаза. По этой причине внутри оборудования устанавливается постоянно работающая мешалка, уничтожающая твердую корку на поверхности сырья и мешающая выделению метана.

Лучше всего для процесса подойдут отходы с высокой кислотностью (навоз свиней и коров). При снижении показателя кислотности бактерии замедляют свою работу, потому важно в первые разы выяснить, за какое время происходит полная переработка одной порции навозного раствора, и лишь потом заливать его заново.

Технология очистки газа

Получаемый продукт содержит около семидесяти процентов метана, один процент примесей (сероводородных и некоторых летучих элементов) и чуть менее тридцати процентов углекислого газа.

Использовать его как топливо можно только после очищения от примесей. Сероводородные соединения убирают при помощи специальных фильтров. Это необходимо делать по той причине, что такое вещество, образуя с водой кислоту, ускоряет процессы коррозии металлов, труб, резервуара и всей биогазовой установки, если она металлическая.

Углекислый газ также необходимо убрать из топлива, но это требует немало времени:

  • В первую очередь биогаз сжимают при сильном давлении.
  • В емкость направляют воду, в которой примесь растворится.

Если биогаз производится в огромных масштабах, то очистку производят известью, активированным углем и специальными фильтрами.

Уменьшение содержания влаги

На данном этапе очистку сырья проводят разными способами.

Первый способ похож на работу самогонного аппарата. Биогаз направляют вверх по холодным трубкам. Вода переходит в конденсат и стекает по трубке вниз, в то время как метан направляется в резервуар для дальнейшего хранения.

Другой способ – использование гидрозатвора. Полученный биогаз смешивают с водой, где остаются все примеси. Такой способ требует меньше времени на очистку, так как вода избавляет и от лишней жидкости, и от ненужных элементов.

Как получить биогаз в домашних условиях?

Биогазом называют смесь газов, которая получается в результате перепревания органики. При этом доступ воздуха к сырью должен быть прекращен. Исходным материалом для получения газообразного биотоплива может быть трава, различные отходы, ботва культурных растений или навоз. Основу биогаза составляют углекислый газ и метан. Удельная часть последнего может достигать 70%. К этой смеси в различных пропорциях примешаны другие газы, например, сероводород.

В среднем один килограмм органики дает порядка 500 г газа. На эффективность производства биогаза влияет несколько факторов. Наиболее важными из них считаются:

  • Температура окружающей среды. Чем она выше, тем более интенсивно происходит процесс разложения органики и выделение биогаза. Не случайно первые установки, производящие биогаз, действовали в теплых регионах. Однако при достаточном утеплении установок и использовании в их работе горячей воды системы можно обустраивать и в областях с холодным климатом.
  • Качество сырья. Оно должно достаточно легко разлагаться. При этом в его состав должно входить достаточное количество воды, без включений антибиотиков, моющих средств и других подобных им веществ, которые могут замедлить процесс ферментации.

Простейшее устройство для получения биогаза в домашних условиях выглядит таким образом. На участке выкапывается большая яма. Внутрь нее укладываются бетонные кольца. Таким образом, чтобы получилась герметичная емкость. Поверх нее устанавливается металлический купол. Из емкости на поверхность выводятся трубы для отвода биогаза. Яма заполняется органикой. Проверенный на практике рецепт органического материала: смешать 3-4 тонны растительных отходов и 1,5-2 тонны навоза. Все это заливается водой до получения смеси 60-70% влажности.

Соорудить биореактор для биогаза поможет следующий материал: https://aqua-rmnt.com/otoplenie/alt_otoplenie/kak-poluchit-biogaz.html

Биогаз — смесь газов полученных в результате перепревания органики без доступа кислорода. Его достаточно легко получить в домашних условиях. На снимке достаточно производительная установка по производству биогаза

Вот еще несколько вариантов смесей для получения биогаза:

  • Коровий и конский навоз, смешанные в пропорциях 1:1.
  • Конский навоз, перемешанный с соломой или торфом.
  • Любой навоз с добавлением льняной костры в соотношении 7:3.
  • Коровий навоз, перемешанный с опилками в пропорции 7:3.
  • Конский навоз с добавлением любой листвы в соотношении 7:3.
  • Любой навоз с добавлением домашних отходов в пропорции 4:6.

Подготовленное сырье укладывается в емкость. При помощи змеевика его прогревают до температуры порядка 35С. В таких условиях без доступа воздуха запускается процесс брожения, за счет которого происходит дальнейший нагрев смеси и выделение биогаза. Газ по трубопроводу отводится из резервуара и поступает в накопитель. Такое биотопливо может использоваться для отопления, приготовления еды и других хозяйственных нужд.

Брикеты из отходов производства с каждым годом становятся всё популярнее. Подробнее об их технологии изготовления можно прочитать здесь: https://aqua-rmnt.com/otoplenie/alt_otoplenie/brikety-dlya-otopleniya.html

Установки для производства биогаза достаточно просты. На рисунке представлены схемы двух очень простых, но, тем не менее, эффективных систем

Процесс изготовления биотоплива

Так все же, каким образом можно произвести биотопливо своими руками и какие доступные материалы можно в этом процессе использовать. Для полного понимания необходимо разобрать несколько распространенных вариантов.

Схема одной из установок для производства биотоплива

Производство биотоплива из обычного навоза

Навоз, несомненно, является самым популярным сырьем для выработки кустарным методом большого количества биогаза. Поэтому, если вы живете в сельской местности и держите какую-либо живность, то приобретение установки для производства биотоплива будет экономически оправданным, так как она вполне может окупиться за 2 – 3 года.

Максимально бурная реакция с выделением большого количества газа происходит в конском навозе. Однако такой навоз бывает трудно достать, ведь мало кто сегодня разводит лошадей в своем подсобном хозяйстве. Гораздо проще обстоит дело с коровьим, козьим и свиным. Он не так эффективен, но все же способен произвести достаточное количество газа.

На базе навоза создают смеси с другими отходами, посредством которых и вырабатывается горючий газ, который идет на отопление дома. Вот некоторые популярные смеси:

  • Любой доступный навоз и листья деревьев в соотношении 7:3.
  • Навоз и обыкновенная солома.
  • Навоз и древесные опилки – 7:3.
  • Навоз и отходы от льняного производства – 7:3.
  • Смесь коровьего и конского навоза – 1:1.
  • Смесь навоза с бытовыми отходами – 4:6.

Как уже отмечалось вначале, технология такого производства основывается на всем известном брожении. Оно происходит в специальных полностью герметичных резервуарах при достаточно высокой температуре. Излишки воды в ходе этого процесса просто удаляются, а высвободившийся биогаз подается в газовую горелку, установленную в печи, которая отапливает те или иные помещения. Этот газ можно с успехом подавать и в котлы для природного газа, но в этом случае понадобится перенастройка горелки. Это обусловлено тем, что содержание метана в биотопливе значительно меньше, чем в природном газе. Сегодня, кстати, уже выпускаются специальные комбинированные котлы для работы не только на привычном газе, но и на биотопливе.

Самодельная установка для производства биотоплива из навоза

Получение газа из древесного угля

Биотопливо в домашних условиях вполне возможно производить и из обычного древесного угля, который все любят использовать на природе, чтобы зажарит шашлык. Однако конфуз в том, что в магазинах такой уголь стоит дорого. К счастью, его цена чисто спекулятивная, так как диктуется большим спросом именно на использование в мангалах. Себестоимость же производства этого продукта в разы ниже. Поэтому, если научиться самостоятельно производить такой древесный уголь, то затраты будут вполне окупаться той тепловой энергией, которая будет вырабатываться впоследствии. Чтобы самостоятельно сделать древесный уголь, нужно обладать некоторыми знаниями и не очень «кривыми» руками. Рассмотрим два способа:

  1. Древесный уголь из бочки. Для производства достаточного количества угля вполне подойдет металлическая бочка в 200 л. В ее нижней части вваривается штуцер под устройство принудительного нагнетания воздуха. Для этих целей можно использовать обычный пылесос или смонтировать устройство с вентилятором. В бочке разводится костер, в который постепенно добавляются дрова.
Приготовление древесного угля в металлической бочке

Это могут быть любые отходы деревопереработки. Когда дров будет до половины бочки, ее нужно полностью закрыть и герметизировать сырой глиной или мокрой землей. В этот момент происходит принудительная подача воздуха. Происходит очень интенсивное горение с образованием всем знакомого угля. Недостатком этого метода является повышенное золообразование. Поэтому после каждой партии необходимо очищать бочку от золы.

  1. Древесный уголь из ямы. Таким способом уголь всегда жгли в лесу. Сегодня это запрещено без согласования с органами пожарного надзора ввиду участившихся случаев лесных пожаров. Чтобы такое согласование получить, необходимо соблюсти следующие условия: место для жжения должно располагаться на обширной поляне или за пределами леса, и оно должно быть опахано широкой полосой; в пределах досягаемости искр не должно быть сушняка и старых деревьев. Кроме того, органы экологического контроля должны дать заключение, что производство не нанесет вреда окружающей среде.

Для небольшого производства копают яму 50 см глубиной и диаметром 80 см. Стенки ямы должны быть с уклоном. На тщательно уплотненном дне ямы разводят костер с использованием бересты и тонких прутиков. Затем добавляют в него постепенно дрова, имеющие длину не более 30 см. Каждый последующий слой, добавляют только после полного обжига предыдущего. Дрова должны находиться очень плотно друг к другу. Примерно три часа необходимо для полного выжигания дров. Когда это произойдет и яма будет полностью заполнена обожженными дровами, на них нужно насыпать сухую листвы и землю. Все это утрамбовывают и оставляют на 2 – 3 дня. За это время головешки от дров превратятся под землей в древесный уголь, остыну и могут быть сложены в мешок. Если есть такая необходимость, то можно выкопать яму большего размера или сделать их несколько.

Как видим оба способа достаточно трудоемкие, но зато они не требуют почти никаких финансовых затрат, так как необязательно покупать полноценные и дорогие дрова для производства угля. Можно использовать сушняк в лесу или отходы лесозаготовительного производства.

Яма для производства древесного угля кустарным способом

Сжигание такого древесного угля в твердотопливных котлах позволяет получить высококачественный и высокотемпературный пиролизный биогаз, который обладает очень большой энергией сгорания. В отличие от обычных дров, древесный уголь способен дать в несколько раз больше тепла из того же объема топлива.

Установка для производства древесного угля в промышленных масштабах

Биотопливо из семян рапса

Из семян рапса тоже возможно производить качественное биологическое топливо. Чтобы хорошо понять такую процедуру, можно самостоятельно провести достаточно простой и доступный кому угодно химический опыт. Нужно взять пять грамм каустической соли и очень быстро, чтобы не попал воздух, пересыпать ее в любую стеклянную 2 литровую емкость, в которой уже налито 200 грамм метанола (метиловый спирт). Образованную смесь очень тщательно необходимо перемешать. После этого в смесь добавляют нагретое до 55 градусов рапсовое масло. Для удобства перемешивания хорошо в качестве емкости использовать банку с крышкой, в которой прорезано отверстие под блендер.

Перемешивание смеси необходимо производить на низких оборотах блендера в течение 20 минут. Затем смесь оставляют на 1 час при температуре не ниже 55 градусов. При комнатной температуре понадобятся целые сутки. Через это время на дне банки появится глицерин, а все остальное будет заполнено жидкостью желтого цвета. Это и есть то биотопливо, которое мы хотели получить. Его нужно профильтровать и можно использовать в котлах, работающих на жидком топливе. Конечно, производить биотопливо в 3 литровых банках совершенно не рентабельно, поэтому для этой цели существуют специальные установки.

Установка для производства жидкого биотоплива. Такие используются для изготовления биологического топлива даже для работы автомобильных двигателей.

Итак, принимая во внимание все перечисленные выше очевидные преимущества использования биотоплива, как альтернативы популярным сегодня различным видам типам топлива, можно с уверенностью говорить, что это вполне целесообразное и разумное решение, например, для фермера. При условии, если вы ознакомитесь с некоторой тематической литературой, содержащей более детальные разъяснения методов и схемы производства различных видов биотоплива, добавите ко всему этому собственные качественные знания и навыки, то у вас, несомненно, все получится.

И помните: любое сырье, которое вы планируете на потоке использовать для выработки биотоплива, должно отлично разлагаться и содержать достаточно большое количество жидкости. Лучше всего этим условиям удовлетворяет навоз, да и производство при его использовании самое простое. Кроме того, в сырье не должно присутствовать никаких посторонних веществ, которые могут замедлять реакцию или снижать качество полученного биотоплива.

Как сделать перерабатывающий фермерский модуль?

Для того чтобы сделать систему переработки отходов в биотопливо, как минимум требуется быть в курсе принципа работы подобных устройств, а также иметь представление о схемотехнике.

Схема биореакторной установки: 1 – биореактор; 2 – мешалка; 3 – подогреватель; 4 – насос; 5 – фильтрующий элемент; 6 – компрессор газовый; 7 – газгольдер; 8 – сборник навоза; 9 – выход удобрений (шлама); 10 – пульт управления подогревом

Рассмотрим и то и другое, но следует отметить: сооружение полноценной установки – это дело достаточно хлопотное и затратное. В домашних условиях, как правило, удаётся сделать лишь нечто подобное перерабатывающим станциям. Тем не менее, некоторые попытки бывают удачными.

Принцип работы биоустановки

Технология производства биотоплива, как правило, поддерживает следующий системный подход:

  1. Биореактор (ёмкость) загружается навозом.
  2. В течение определённого времени внутри реактора идёт процесс брожения.
  3. Образуется газовая среда.
  4. Выполняется вывод газов из реактора.
  5. Газовая смесь очищается и направляется для использования в качестве топлива.

Состав полученной на выходе газовой смеси характеризуется достаточно высокой насыщенностью разными веществами. Больше всего в процентной составляющей присутствует метана (60%), углекислого газа (35%) и других веществ, включая сероводород (5%).

Так выглядит диаграмма распределения газов смеси: 1 – содержание метана около 63-65%; 2 – содержание углекислого газа около 30-33%; 3 – содержание сероводорода примерно 2%; 4 – содержание аммиака около 1%; 5 – содержание водорода около 1%

Между тем, для эффективной работы газообразующей станции домашнего производства необходимы значительные запасы отходов жизнедеятельности представителей животного мира.

Поэтому, первое, на что следует обратить внимание в решении задачи получения биотоплива в домашних (дачных) условиях, – это наличие источников сырья для перерабатывающей установки.

Изготовление биореактора своими руками

Определившись с источниками сырья, далее нужно определиться с участком размещения домашнего (или дачного) биореактора. Сам реактор – это герметичный сосуд, достаточно прочный, имеющий объём из расчёта ежесуточного поступления навозного сырья на переработку (для справки: на получение 100 м3 газовой смеси необходимо примерно 1 т навоза).

Таблица соотношения вида навоза и количества получаемого биогаза

Таблица, показывающая эффективность того или иного вида биологических отходов, с точки зрения получаемого объёма газа. Как видно из таблицы, самым эффективным является свиной навоз, способный выдать наибольшее количество биотоплива

Такую ёмкость придётся установить на крепкий фундамент, оснастить запорной арматурой и прочей технической атрибутикой согласно классической схеме. Верхнюю часть сосуда желательно делать съёмной, с болтовыми креплениями и уплотняющей прокладкой.

Для обеспечения непрерывности цикла накопительную ёмкость необходимо оснастить модулем искусственного подогрева. Если в летний период эффективность брожения навоза и скорость образования газа вполне обеспечивается внешними температурными условиями, зимой ситуация меняется.

Для зимней эксплуатации биореактора обязательно нужен искусственный подогрев, учитывая прекращение деятельности бактерий брожения уже при 4-10 °С выше нуля. Соответственно, ёмкость должна иметь качественно выполненную теплоизоляцию. Для этого удачно подходит классический способ изолирования минеральной ватой.

Наглядный пример по изолированию биореактора для его зимней эксплуатации. В качестве изолирующего материала здесь использовалась минеральная вата. Сверху слой ваты закрыт фольгированным материалом

Вариантов организации подогрева есть несколько. Например, использование электрических нагревателей или системы отопления на водном теплоносителе (водяной рубашки).

Рассчитывать мощность контура подогрева следует, исходя из оптимальной нормы температуры внутри реактора 25-40 °С, необходимой для достижения эффективного процесса брожения биомассы.

Кроме подогревателей, на активность брожения биомассы оказывает влияние степень её застойности. По сути, внутри резервуара навозное сырьё должно постоянно находиться в движении. Движение биомассы усиливает процесс брожения и сокращает время получения газовой составляющей.

Вариант летней установки для переработки навоза и получения биотоплива. В данном случае подогрев сделан в виде бетонной водяной ванны, куда погружена реакторная ёмкость. Однако эта установка не может эксплуатироваться в зимний период времени

Решается задача организации движения внедрением в конструкцию биореактора специальной механической мешалки. Вал этого устройства подсоединяется к валу низкооборотного мотора, которым осуществляется действие вращения. Включение и отключения процесса перемешивания можно сделать ручным или автоматическим.

У нас на сайте есть другая статья, в которой приведена инструкция по устройству установки для получения биогаза для потребностей частного дома.

Процесс получения биогаза и удобрений

Конструкция системы получения биотоплива в домашних условиях технологически предусматривает загрузку сосуда навозом примерно на 1/3 ёмкости. Для загрузки навоза делается загрузочный люк с герметично закрывающейся дверью. Оставшаяся свободной верхняя область биореактора используется для скопления выделяемых газов.

Самодельный миниатюрный биореактор, сделанный на базе обычной 200-литровой бочки. В принципе, для удовлетворения скромных нужд в биологическом топливе вполне подходит к применению в частном хозяйстве. Это та самая конструкция, которую реально можно сделать в домашних условиях для получения биотоплива

На верхнем и нижнем уровнях сосуда нужно сделать выходные отверстия. Наверху – газовый выход, внизу выход под слив обработанного навоза (удобрений). Также в районе верхней области сосуда желательно смонтировать смотровое окно для наблюдения за процессом.

Патрубок для вывода газовой смеси соединяется герметичной трубой с устройством, исполняющим одновременно функции сепаратора и гидрозатвора. Для связи используется труба (металлическая или полиэтиленовая) небольшого диаметра (25-32 мм).

Сам сепаратор – это сосуд относительно малой ёмкости, заполняемый водой. Газ, проходящий сквозь толщу воды, очищается, выводится в газгольдер и далее подаётся потребителям.

Пример устройства двухступенчатого сепаратора – гидравлического затвора для подводки газовой смеси, поступающей из биореактора. Такой вариант фильтрации позволяет получить качественно очищенный продукт

Нижний патрубок на реакторе (под вывод отработанного навоза – шлама) желательно делать как можно большего диаметра. К нему подключается запорная арматура (задвижка) и делается отвод к ёмкости для сбора шлама. Отработанная масса в хозяйстве может успешно применяться в качестве удобрений.

Подробная информация по определению требуемого объема емкости, а также по расчетам эффективности работы биореактора и целесообразности применения биогаза мы рассмотрели в следующей статье.

Что такое биодизель?

Фактически биодизель является смесью эфиров, в основном это метиловый эфир, как результат химической реакции. К его достоинствам следует отнести: ✔ растительное происхождение, благодаря возможности выращивания растений мы получаем возобновляемый источник топлива; ✔ биологическая безопасность, биодизель является экологически безвредным, его попадание в окружающую среду не наносит ей никакого вреда; ✔ меньший уровень выбросов двуокиси углерода и других отравляющих веществ; ✔ незначительное содержание серы в выхлопных газах моторов, использующих биодизель; ✔ хорошие смазочные характеристики.

По сути дела, растительное масло – это смесь эфиров с глицерином, который придает ему вязкость. Процесс производства биодизеля основан на том, что надо удалить глицерин и заменить его спиртом. Стоит отметить, что недостатком такого топлива является необходимость его подогрева при низких температурах или применения смеси биодизеля и обычной солярки.

Из чего состоит биодизель?

Биодизель представляет собой экологически чистое, альтернативное топливо, которое может быть произведено из внутренних, возобновляемых источников – соевого, рапсового или растительного масла, а также животных жиров. Биодизель не содержит нефти, но его можно смешивать с любой маркой солярки. Смеси из 20% биодизеля и 80% дизельного топлива могут использоваться почти во всех типах дизельных установок. Такие низкоуровневые смеси обычно не требуют каких-либо модификаций двигателя (за исключением топливных фильтров, топливных шлангов и уплотнений на некоторых старых марках дизельных двигателей), однако смеси, содержащие более высокий процент биотоплива (включая и чистый биодизель) уже потребуют незначительной модификации.

Биодизель прост в использовании, биоразлагаемый, экологически чистый и практически не содержит серы и ароматических соединений.

Фактическим мировым стандартом в отношении рассматриваемого вида топлива считается евростандарт EN 14214. Согласно ему, в состав биодизеля входят:

  1. Растительное (кукурузное, соевое, рапсовое, подсолнечное) или животное масло. Неприемлемо применение пальмового и арахисового масла, поскольку получаемый из них биодизель не годится в качестве зимнего дизельного топлива.
  2. Триглицериды.
  3. Моноалкиловые сложные эфиры или метиловые эфиры жирных кислот.
  4. Спирты (этанол или изопропанол; в ограниченных количествах, вследствие своей токсичности, используют также метанол).
  5. Неизбежные добавки в виде консервантов -третичного бутилгидрохинона, диметилполисилоксана или лимонной кислоты, которые всегда содержатся в жирах животного происхождения. На качество биодизеля они не оказывают влияния.

Технология производства

Технология производства биодизеля достаточно проста. Обычно его изготовление осуществляется из различных сортов растительного масла. Для этого может быть использован рапс, соя, кукуруза и т.д., общий список веществ, пригодных для получения исходного сырья достаточно значителен. Для производства биодизеля также подходит масло, оставшееся после приготовления пищи. Схему подобного процесса можно увидеть на приведенном рисунке.

Раз мы рассматриваем топливо растительного происхождения, то и технология его изготовления должна охватывать процесс выращивания исходного сырья. Наиболее подходящим для этого считается рапс, как требующий меньших затрат на получение. Хотя сейчас появляются большие перспективы у биодизеля из водорослей. При этом не занимается земля для выращивания культуры на топливо, и величина себестоимости биодизеля будет ниже, чем в других случаях. Так вот, семена (рапс, соя, подсолнечник и т.д.) после проверки качества поступают на маслобойку. Оставшийся после производства масла шрот может быть использован комбикормовой промышленностью, а полученное масло, как предусматривает технология, идет на дальнейшую обработку. Она называется этерификацией, и после ее проведения, метиловых эфиров в составе биодизеля должно содержаться более девяноста шести процентов. Сама технология проста, что делает возможным организацию производства биодизеля в домашних условиях. К маслу добавляется метанол (9:1), и в качестве катализатора – небольшое количество щелочи. Метанол может быть получен из опилок, а также вместо него допускается применять изопропиловый спирт или этанол. Процедура этерификации проходит в условиях повышенной температуры и занимает до нескольких часов. После окончания реакции в емкости наблюдается расслоение жидкости – сверху биодизель, внизу глицерин. Глицерин удаляется (сливается снизу) и может использоваться в качестве сырья в каких-то других процессах. Получившийся биодизель надо очистить, порой вполне достаточно бывает выпаривания, отстаивания и последующей фильтрации. Подробней промышленный процесс производства приведен на видео.

Сырьё для производства

Биологическое топливо для дизельных двигателей изготавливают из свежевыжатых, использованных жиров, масел, углеводородного сырья. Кроме того, горючее делают из навоза или опилок.

В промышленных масштабах при выпуске биотоплива применяют рапс, другие маслянистые культуры, которыми засевают поля. Трава для биодизеля неприхотлива, растёт быстро, переносит соседство с другими культурами.

Биодизель в домашних условиях

Как видно из представленного описания, технология производства достаточно проста и позволяет изготавливать биодизель своими руками, вплоть до того, что в домашних условиях можно получать топливо, и порой не только для собственных нужд. Причины, по которым можно взяться за подобную работу, у каждого могут быть разными, но не касаясь их, стоит отметить, что во всем мире потребление биодизеля только растет. Когда в домашних условиях изготавливают биодизель своими руками, главной проблемой будет не вопрос его производства, а обеспечение качества готовой продукции. Поставщиками сырья могут стать предприятия общественного питания, у которых в достаточном объеме есть использованное масло, и его можно купить по доступной цене. Выращиванием рапса стоит заниматься при потреблении биодизеля в большом количестве, например, для реализации на сторону или наличия большого парка техники. При организации производства в домашних условиях наиболее актуальными будут проблемы: ✔ Плохой выход, т.е. из первоначального сырья получается не более девяноста трех процентов готовой продукции. Обусловлено это может быть особенностями используемой в домашних условиях установки или режимами переэтерефикации. ✔ Некачественная фильтрация. Подобный процесс достаточно сложный, и для получения в домашних условиях качественного биодизеля, ему надо уделить особое внимание. Для этого используются специальные технологии или адсорбенты. Непосредственно с установкой по производству подобного топлива, можно ознакомиться на видео.

Существуют и другие варианты установок для производства в домашних условиях биодизеля, изготавливаемые промышленным способом.

Шаг #1: получение метоксида натрия

На первом этапе стеклянная ёмкость блендера заполняется 200 миллилитрами метанола. Установить режим работы блендера на самое низкое значение и неспешно добавить 3,5 грамма гидроксида натрия (щёлочь). В результате этой реакции образуется метоксид натрия, который необходимо использовать сразу после получения.

Подобно гидроксиду натрия, метоксид натрия допустимо хранить, но при условиях полного отсутствия контакта с воздухом и влагой. Для домашних условий такие условия создать достаточно проблематично. Поэтому выход – использование вещества сразу по факту приготовления (то есть выполнение процедуры, описанной шагом #2).

Шаг #2: получение глицерина и биодизеля

Смешивать метанол с гидроксидом натрия до полного растворения гидроксида натрия. По времени этот процесс занимает примерно 2-3 минуты. Полученную смесь залить 1 литром растительного масла. Продолжать смешивать компоненты ещё 20-30 минут по времени на малой скорости работы блендера.

Далее смесь аккуратно перелить в стеклянный контейнер. Обычно при этом можно наблюдать, как жидкость разделяется слоями. Процессом разделения внизу контейнера остаётся глицерин, а на верхнем уровне собирается биодизель.

Шаг #3: Слив готового продукта

Выждать не менее 2-3 часов до момента, пока смесь полностью не разделится по слоям. Затем необходимо сохранить жидкость верхнего слоя, представляющую биологическое дизельное топливо.

Продукт, полученный вторым слоем – глицерин, тоже может пригодиться под какие-то другие проекты. Чтобы аккуратно слить биодизель, удобно применить насос или аналогичную машину для откачки верхнего слоя жидких компонентов.

Перспективы

Как уже отмечалось, производство такого топлива только растет. И хотя сырьем для этого служит растительное масло, его получают в разных местах из разных культур. В Европе – рапс, в Индонезии – пальмовое масло, в Америке – соя, и т.д. Однако наиболее перспективным считается получение биодизеля из водорослей. Для их выращивания могут использоваться как отдельные пруды, так и специальные биореакторы, а также участки морского побережья. Кроме того, при этом не только растет производство топлива, но и освобождаются земли для выращивания продуктов питания. Хотя биодизель изготавливается из растительного масла, а не из опилок, он является отличным заменителем обычной солярки. Особенно в условиях ограниченных запасов нефти. И кроме того, нельзя исключать такого его достоинства, как возможность производства в домашних условиях. Несмотря на то, что при промышленном производстве он получается дороже солярки, тем не менее, является отличным альтернативным видом топлива для дизелей.

Химический процесс получения биодизеля

Для получения биодизеля используют любые виды растительных масел — подсолнечное, рапсовое, льняное и т.д. При этом биодизель полученный из разных масел имеет некоторые отличия. Так, например пальмовый биодизель имеет наибольшую калорийность, но и самую высокую температуру фильтруемости и застывания. Рапсовый биодизель несколько уступает пальмовому по калорийности, но лучше переносит холод, потому более всего подходит для европейских стран и России.

Химически биодизель – это метиловый эфир, являющийся продуктом реакции этерификации растительного масла при температуре около 50 C в присутствии катализатора. Сам процесс, в принципе, достаточно прост. Нужно уменьшить вязкость растительного масла, чего можно достичь различными способами. Любое растительное масло — это смесь триглицеридов, т. е. эфиров, соединенных с молекулой глицерина с – трехатомным спиртом (C3H8O3). Именно глицерин придает вязкость и плотность растительному маслу. Задача при приготовлении биодизеля – удалить глицерин, заместив его на спирт. Этот процесс называется трансэтерификацией.

Реакция в целом выглядит так:CH2OC=OR1 | CHOC=OR2 + 3 CH3OH > (CH2OH)2CH-OH + CH3COO-R1 + CH3COO-R2 + CH3OC=O-R3 | CH2COOR3 | Триглицериды+метанол> глицерол+эфиры, МА «Навигатор» Технологии и оборудование по производству биодизельного топлива 10 Где R1, R2, R3 : алкильные группы. В результате применения метанола образуется метиловый эфир, в результате использования этанола – этиловый эфир. Из одной тонны растительного масла и 111 кг спирта (в присутствии 12 кг катализатора) получается приблизительно 970 кг (1100 л) биодизеля и 153 кг первичного глицерина. В качестве щелочи берется гидроксид калия КОН или гироксид натрия — NaOH. Для начинающих рекомендуется использовать именно NaOH.

Преимущества биодизельного топлива

Главное преимущество биодизеля – это то, что его производят из ресурсов, которые быстро восстанавливаются (запасы нефти, например, практически невосстановимы). К примеру, данный вопрос является очень актуальным для коллективных хозяйств, которые занимаются переработкой масла, у всех встает больной вопрос, где взять солярку к началу сезона. Ответ прост, сделать биодизель из своего же сырья и быть полностью автономными в потреблении топлива.

Растительное происхождение. Подчеркнем, что биодизель не обладает бензоловым запахом и изготавливается из масел, сырьем для которых служат растения, улучшающие структурный и химический состав почв в системах севооборота. Сырьем для производства биодизеля могут быть различные растительные масла: подсолнечное, рапсовое, соевое, арахисовое, пальмовое, хлопковое, льняное, кокосовое, кукурузное, горчичное, касторовое, конопляное, кунжутное, отработанные масла (использованные, например, при приготовлении пищи), а также животные жиры.

Экология. Сильной стороной биодизеля так же является то, что он при сгорании выбрасывает в атмосферу гораздо меньше вредных газов (биодизель в сравнении с минеральным аналогом почти не содержит серы (Биологическая безвредность. По сравнению с минеральным маслом, 1 литр которого способен загрязнить 1 млн литров питьевой воды и привести к гибели водной флоры и фауны, биодизель, как показывают опыты, при попадании в воду не причиняет вреда ни растениям, ни животным. Кроме того, он подвергается практически полному биологическому распаду: в почве или в воде микроорганизмы за месяц перерабатывают 99% биодизеля, что позволяет говорить о минимизации загрязнения рек и озер при переводе водного транспорта на альтернативное топливо.

Меньше выбросов СО2. При сгорании биодизеля выделяется ровно такое же количество углекислого газа, которое было потреблено из атмосферы растением, являющимся исходным сырьем для производства масла, за весь период его жизни. Тем не менее, следует заметить, что назвать биодизель экологически чистым топливом было бы неверно. Он дает меньшее количество выбросов углекислого газа в атмосферу, чем обычное дизтопливо, но все таки это не нулевой выброс.

Хорошие смазочные характеристики. Известно, что минеральное дизтопливо при устранении из него сернистых соединений теряет свои смазочные способности. Биодизель же, несмотря на значительно меньшее содержание серы, характеризуется хорошими смазочными свойствами. Это обуславливается его химическим составом и содержанием в нем кислорода. Например, грузовик из Германии попал в Книгу рекордов Гиннеса, проехав более 1,25 миллиона километров на биодизельном топливе со своим оригинальным двигателем.

Увеличение срока службы двигателя. При работе двигателя на биодизеле одновременно производится смазка его подвижных частей, в результате которой, как показывают испытания, достигается увеличение срока службы самого двигателя и топливного насоса в среднем на 60%. Важно отметить, что нет необходимости модернизировать двигатель.

Высокая температура воспламенения. Еще один технический показатель, интересный для организаций, хранящих и транспортирующих ГСМ: точка воспламенения. Для биодизеля, ее значение превышает 150°С, что позволяет назвать биогорючее относительно безопасным веществом. Тем не менее, это не означает, что к нему можно относиться с халатностью.

О плюсах и минусах биодизеля

Биотопливо, которое изготавливают из растений, жиров или масел имеет недостатки и преимущества. Среди минусов продукта отмечают:

  • высокая себестоимость;
  • потребность засевать большие участки земли;
  • срок хранения ограничен тремя месяцами, поскольку спустя это время топливо разлагается;
  • при сгорании образуется угарный газ;
  • количество в ДВС не должно превышать шестьдесят процентов.

Плюсов у горючего больше:

  • элементы отработанного продукта (сера, углекислый) не загрязняют окружающую среду;
  • при попадании в воду биотопливо постепенно разрушается микроорганизмами, не вредя экологии;
  • высокий уровень КПД;
  • двигатели на биодизеле работают лучше, чем на нефтяном горючем;
  • допустимо получение продукта в домашних условиях.

Производство биодизеля как бизнес

Производство биодизеля целесообразно, если сырьё качественное и дешёвое, разработаны технологии изготовления топлива из доступных материалов, ранее не используемых при производстве горючего (например, из водорослей). Кроме того, изготавливать биологическое топливо рентабельно, если есть рынок сбыта, а цена покрывает расходы.

Российский потребитель мало знаком с биологическим горючим, поскольку нефтепродукты дешевле, а «экологическая сознательность» на этапе становления. Это объясняет небольшой спрос на биодизель в России.

Советуем почитать: Использование энергии морских приливов и отливов

Преимущества продукта делают производство перспективным бизнесом:

  • разнообразность сырья;
  • затраты на изготовление меньше, чем на продукты из нефти;
  • горючее высокого качества подходит всем типам двигателей внутреннего сгорания;
  • применение биологического топлива меньше вредит окружающей среде по сравнению с нефтепродуктами;
  • обладает смазочными свойствами;
  • температура воспламенения выше 100 градусов, это больше чем у бензина.

Несмотря на выбор сырья, предприниматели предпочитают использование рапсовых культур. Это обусловлено тем, что после переработки растения (одна тонна) получается 96% топлива. Кроме того, рапс неприхотлив, его выращивают в разных климатических зонах, а топливо из этого сырья морозоустойчиво.

Ведение предпринимательской деятельности по изготовлению биологического топлива не требует получения лицензии или специального разрешения Росприроднадзора, поскольку горючее не вредит экологии. Требуется оформить работу организации согласно региональному, федеральному и налоговому законодательствам.

Производители биотоплива без ограничений выбирают помещение, оборудование для изготовления продукта, рынки сбыта.

Оборудование для производства биодизеля

Комплектация линий по переработке масел в топливо зависит от типа сырья, качества и количества готового продукта. На рынке представлены установки отечественных и зарубежных компаний различных размеров, качества, цены.

Небольшие предприятия оборудование для производства биодизеля арендуют или покупают, оформляя кредит. Частные лица, изготавливающие горючее, собирают установки самостоятельно из доступных комплектующих.

Установка для производства биодизеля может быть стационарной или мобильной. В первом случае сырьё привозят на территорию предприятия, а во втором — топливо делают на месте культивирования (сбора, хранения) маслянистых растений или других материалов.

Производство биодизеля в России только развивается, но это перспективная отрасль. Биологическое топливо несёт меньше вреда экологии, имея высокие показатели качества наравне с нефтепродуктами. Преимущество такого горючего — разнообразность сырья (растения, использованные животные жиры).

Использование биологического дизельного топлива на практике

Обычным делом является использование чистого биологически дизельного топлива. Также допустимо подмешивать продукт к стандартному нефтяному дизельному топливу для дизельных двигателей. Есть факторы практического применения, когда определённо рекомендуется смешивать биологический продукт, с продуктом на нефтяной основе.

  1. Для условий работы автомобильного мотора при температуре ниже 10-12ºC, рекомендовано смешивать биологическое дизельное топливо с нефтяным продуктом. Такая смесь в соотношении 50/50 надёжнее работает в холодных погодных условиях.
  2. Практика показывает — чистому биологически дизельному топливу присуща критическая температура 12ºC. При такой температуре топлива возможно засорение топливной магистрали с последующей остановкой мотора автомобиля. Чистый нефтяной продукт имеет критическую температуру минус 24ºC.

Чем ниже температура относительно критической границы биодизеля, тем выше значение процента нефтяного дизельного топлива в соотношении. При температуре выше 12ºC, допустимо без проблем применять чистое биологическое дизельное топливо. Оба типа дизельного топлива возвращаются в нормальное состояние, как только температура превышает критическую границу.

Смешанное топливо, где выдержано соотношение 20% биодизеля и 80% нефтяного продукта, редко, но можно встретить на городских заправках. Этот вид продукта официально называется «Биодизель B20»

Чистое биологическое дизельное топливо разлагает детали на основе натурального каучука. На некоторых автомобилях используются каучуковые шланги. Однако смесь в сочетании 20% биодизеля и 80% нефтяного топлива вполне подходит для таких машин.

Сроки годности и стабильность биодизеля

Независимо от вида, любое топливо имеет срок годности. Этот срок напрямую связан с химическим составом продукта и условиями хранения. Стоит отметить: химическая стабильность биологически чистого дизеля напрямую зависит от вида масла, на основе которого продукт получен.

Продукт на основе масел, естественно содержащих антиоксидант токоферол, а также витамин «Е», остаётся пригодным для использования дольше, чем продукт, полученный на основе прочих видов растительных масел.

По мнению специалистов, стабильность топливного продукта на основе растительных масел заметно снижается через 10 дней. Срок годности истекает через два месяца. Также оказывает влияние на стабильность продукта температура, учитывая насколько критические температуры способны денатурировать топливо.

Переработка навоза в биогаз, топливо, удобрения, картон, гранулирование

Чем ценен навоз?

Конечный продукт процесса пищеварения животных – навоз, птиц – помёт. Экскременты различных представителей животного мира имеют разную ценность. Наиболее богаты полезными веществами лошадиные отходы, но они встречаются реже, так как лошадей давно заменили «железными конями».

Садоводы и фермеры практикуют внедрение в грунт навоза, чтобы сделать почвенный состав богаче. Такая подкормка действует следующим образом:

  • делает почву рыхлой;
  • обеспечивает равномерный приём влаги,
  • снижает кислотность грунта;
  • повышает температуру.

Давно замечено, что на обогащённой навозом земле растительные культуры чувствуют себя намного лучше – быстрее всходят, обильно цветут и плодоносят крупными качественными плодами.

В навозе содержится большое количество полезных веществ. Это:

  • магний;
  • кальций;
  • медь;
  • фосфор;
  • калий;
  • молибден;
  • азот и др.

Всё перечисленное необходимо растениям для нормального роста и плодоношения.

Важно: Вместе с полезными для растительности веществами и бактериями в грунт из навоза проникают болезнетворные микроорганизмы. Переработка нужна для того, чтобы их устранить.

Польза от переработки

В агрономическом почвоведении экскременты сельскохозяйственных животных имеют большое значение. В свежем состоянии они не пригодны для удобрения растений. Только в переработанном виде фекалии приобретают полезные качества и становятся безопасными.

Утилизации и переработке навоз подвергают из-за содержания в нем:

  • опасных микроорганизмов;
  • паразитарных яиц;
  • повышенного количества азота;
  • семян сорняков;
  • химически активных веществ.

На фермах навозные массы укладывают на созревание сроком от трех месяцев до года. За этот период биоматериал перегнивает и преобразуется в доступную для культур форму.

Технологии переработки навоза в удобрение

В животноводческих комплексах образуется большое количество отходов жизнедеятельности животных. Вносить их в землю сразу после образования нельзя, так как неферментированный продукт губителен для культур.

Правильная переработка навоза в удобрение исключает неблагоприятное воздействие на экологию. Перепревшие остатки не содержат патогенной микрофлоры, яиц глистов и не выделяют в атмосферу озоноразрушающего газа метана. В перегнивших массах находятся важные органические и минеральные элементы питания для сельскохозяйственных растений.

Независимо от выбора способа утилизации, конечное состояние экскрементов животных и птиц должно соответствовать ГОСТ Р 5311702008 «Удобрения органические на основе отходов животноводства».

Предприятиям не выгодно вывозить навозные массы на утилизацию, поэтому все действия по переработке проходят на прилегающих территориях. У животных разного вида состав органики отличается. В зависимости от характеристик биоматериала подбирается доступная утилизирующая технология.

Компостирование

По агрохимическим свойствам компостированный навоз в отличие от свежего в разы превосходит его по микроэлементному составу. Метод подходит для ведения органического земледелия.

Способов компостирования несколько, они отличаются по длительности периода перегнивания и типу укладки навозных слоев.

Экскременты в любой форме (жидкой, твердой, смешанные с подстилкой) размещают слоями в бурты по следующему принципу:

  • первым стелется переработанный субстрат с прошлого года;
  • вторая прослойка (древесная зола, трава, испорченные овощи и фрукты, опилки);
  • на 2 слоя укладываются свежие фекалии;
  • пласты поливаются водой и чередуются до достижения 2—4 метров в высоту.

Пересыпные материалы выбирают в зависимости от типа отходов. Экскременты свиней лучше пересыпать торфом, а коров стружкой или опилками.

Внутри такой кучи протекают бродильные процессы при температуре до 60°С, при которой гибнут бактерии, личинки, семена. Правильно приготовленный компост определяется по параметрам:

  • сыпучести;
  • отсутствия неприятного запаха;
  • однородности.

Вермикомпостирование

Это метод утилизации навозных масс с помощью червей. Их пищеварительная система подвергает отходы животноводства биохимическим изменениям. Внесение вермикультуры позволяет переработать органику в ценное удобрение — биогумус.

Заселение червей проводят только после завершения брожения в компостной куче, когда основная часть азота и метана выделилась. Период обычно составляет несколько месяцев, после маточную культуру заселяют на поверхность кучи из расчета 10-12 тыс. особей на м2.

Дождевые черви для переработки навоза используются следующих видов:

  • Калифорнийский;
  • Еисения фоэтида;
  • Красный гибридный;
  • Ломбрикус рубелиус.

Ферментированные экскременты идеально подходят вермикультуре в качестве питательной базы, но иногда она может не справиться. Такие случаи встречаются, когда черви при переработке коровьего навоза с высоким содержанием протеина погибают, если у коров (особенно бычков) преобладало белковое питание.

Метод внесения бактерий

Облегчить уборку мест нахождения животных помогает внесение в подстилку бактериальных штаммов, которые перерабатывают органику. Ферментационные средства активизируются при попадании на экскременты, подстилочный материал при этом сохраняется и необходимость убирать загоны сокращается до трех раз в год.

При активной деятельности микробов выделяется тепло, которое согревает животных. Немаловажным свойством работы бактерий для переработки навоза является устранение едкого аммиачного запаха.

Необходимость переработки навоза

Естественные процессы опорожнения животных приводят к возникновению больших объемов экскрементов. В первоначальном жидком виде они не приносят пользу для сельского хозяйства и даже могут приносить некоторый вред по двум причинам:

  • большой занимаемый объем необработанного навоза становится благоприятной средой для развития вредных микроорганизмов и насекомых;
  • экскременты выделяют углекислый газ.
Для исключения этих факторов навоз должен подвергаться дополнительной обработке: сушке, покрытию соломой или торфом, посыпкой фосфатами или другими добавками.

Использование свежей массы

Использование свежего навоза возможно только при смешивании с другими компонентами. Как правило, без обработки экскременты используются для повышения температуры почвы для ускорения при открытии посевного сезона. Это возможно, потому что экскременты у животных образуются в горячей форме, которая может сохраняться не менее недели.

Свежий навоз добавляется в почву двумя способами:

  • сплошным, при котором он помещается в вырытую траншею, а затем покрывается слоем грунта;
  • прерывистым, при котором навоз разбрасывается по поверхности, а затем она перерыхляется для смешивания.

Способы переработки навоза в удобрение

Испражнения животных перерабатываются с помощью следующих технологий:

  • вермикомпостирование;
  • компостирование;
  • настаивание;
  • гранулирование;
  • внесение бактерий.

Подробнее рассмотрим каждый из перечисленных способов.

Методика вермикомпостирования

Такая утилизация фекалий крупного рогатого скота (КРС) и других животных легко производится в домашних условиях. Главными помощниками в продвижении процесса являются черви. Для того чтобы они хорошо себя чувствовали, в пласты отходов подсыпается костная мука.

Заготовленное таким образом удобрение переносится в сады и огороды вместе с червями, продолжающими приносить пользу почве и растениям, которые на ней вырастут.

Метод компостирования

Цель методики – заготовка полноценного компоста. Как исходный материал могут быть использованы экскременты любой консистенции:

  • с подстилкой или без неё;
  • жидкие;
  • твёрдые.

К исходному материалу добавляют природные наполнители – торф или резаную солому. Всё перемешивается и укладывается слоями:

  1. Субстрат прошлого года.
  2. Фрукты и овощи непригодные для употребления, ботва и трава.
  3. Свежие испражнения.

Такая последовательность повторяется несколько раз. Полученную кучу обильно поливают водой. Будущее удобрение выстаивается. Благодаря повышающейся внутри бурта температуре, уничтожаются корни сорняков и глисты. Смесь медленно гниёт

Методика настаивания

Суть системы в том, что жидкие фекалии помещают в специальные резервуары, где заливают водой 1:1. Субстанция настаивается около недели. Затем ею поливают растения.

Настой для полива в чистом виде может навредить растительным культурам, потому его разбавляют. Одну часть раствора заливают десятью частями воды.

Метод гранулирования

Компостование подходит для коровьего навоза, отходов жизнедеятельности коз, овец, лошадей и свиней. Животные производят много фекалий, в отличии от птиц. Птичий помёт не так обилен, но более богат полезными элементами. Для того чтобы использовать его в сельском хозяйстве в качестве удобрения, применяют метод гранулирования.

Его суть в следующем:

  1. Помёт высушивают, оставляя 10-12% влажности.
  2. Полученную массу тщательно измельчают.
  3. Смесь превращают в гранулы.

Получается отличное средство для удобрения садов и огородов. Гранулы из птичьего помёта обладают такими преимуществами:

  • долго хранятся, сохраняя свои свойства;
  • удобно вносятся в грунт с помощью сельскохозяйственной техники;
  • содержат оптимальный набор необходимых культурным растениям веществ;
  • не содержат микроорганизмов.

Методика внесения бактерий

Данный вид переработки позволяет обогатить навоз полезными для растительности биологическими соединениями. Помимо питательных веществ, обогащённый состав содержит и энзимы.

Способ успешно применяется фермерами. Он возможен и при складировании масс в бурты, и при использовании автоматического гидросмыва фекалий. Во втором случае применяются бактерии, способные сохранять навоз, в первом – микроорганизмы, разлагающие лигнин и целлюлозу.

Специальные препараты с бактериями можно прибрести в специализированных магазинах сельскохозяйственной продукции.

Применение навоза в свежем виде

Вышеперечисленные способы требуют времени и денежных затрат, потому нередко фермеры удобряют свои посадки свежим навозом. Технология изготовления такого натурального удобрения проста:

  1. Продукты жизнедеятельности животных настаиваются.
  2. Полученный настой разбавляется водой.

Всё, что потребуется для достижения цели – вместительные ёмкости. Их нужно предварительно промыть, а затем на четверть наполнить отходами и на 3 четверти тёплой водой.

Состав готовится в течение 2-х недель. Для получения высококачественного удобрения его нужно периодически перемешивать.

Описанным способом производят удобрения из куриного помёта и КРС. Полученную массу можно также использовать в качестве биотоплива для теплиц. Наиболее предпочтительным материалом для тепличного обогрева является бараний навоз, так как он способен разогреться до 70°C.

Как получают биогаз?

Все перечисленные способы хороши для получения топливных пеллет и удобрения. Современная промышленность также производит из навозной массы газообразное топливо, которое используют для производства электроэнергии, а также для отопления.

Биогаз – это горючая смесь, в состав которой входят:

  • метан;
  • аммиак;
  • двуокись углерода;
  • оксиды азота;
  • сероводород.

Для получения биогаза создаются специально оборудованные системы. Их комплектующие могут быть разными. Наиболее распространённые установки состоят из такого оборудования:

  • принимающая и обрабатывающая отходы система;
  • транспортная система в пределах оборудования;
  • биореактор с опцией смешивания содержимого;
  • оборудование для подогрева;
  • системы отвода и очистки газов;
  • ёмкости для хранения конечных продуктов;
  • системы контроля.
Источники

  • https://econet.ru/articles/102569-biotoplivo-v-domashnih-usloviyah-uchimsya-delat-biogaz-i-biodizel
  • https://StroyVopros.net/raznoe/biotoplivo-svoimi-rukami.html
  • https://stop-othod.ru/recycling/proizvodstvo-biogaza-iz-navoza.html
  • https://aqua-rmnt.com/otoplenie/alt_otoplenie/biotoplivo-svoimi-rukami.html
  • https://sovet-ingenera.com/eco-energy/bio-fuel/biotoplivo-svoimi-rukami.html
  • https://24techno-guide.ru/proizvodstvo-biodizelya.php
  • https://avtozhidkost.ru/biodizel-tehnologiya-proizvodstva-v-domashnih-usloviyah/
  • https://bezotxodov.ru/jekologija/biodizel
  • https://zetsila.ru/%D0%BA%D0%B0%D0%BA-%D1%81%D0%B4%D0%B5%D0%BB%D0%B0%D1%82%D1%8C-%D0%B1%D0%B8%D0%BE%D0%B4%D0%B8%D0%B7%D0%B5%D0%BB%D1%8C-%D0%B4%D0%BE%D0%BC%D0%B0/
  • https://OthodovNet.com/pererabotka-navoza/
  • https://bezotxodov.ru/bioothody/pererabotka-navoza
  • https://cleanbin.ru/utilization/organic-and-animal-waste/manure-processing

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Все об инженерных системах
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: