Шинэ өвснөөс био хий гаргаж авах. Био хийн үйлдвэрлэл, тооцоо
Метан үйлдвэрлэх асуудал нь шувуу, гахай үржүүлдэг, мөн үхэр тэжээдэг хувийн фермийн эздийн сонирхлыг татдаг. Дүрмээр бол ийм фермүүд малын органик хог хаягдлыг ихээхэн хэмжээгээр үйлдвэрлэдэг бөгөөд энэ нь хямд түлшний эх үүсвэр болж ихээхэн ашиг тус авчирдаг. Энэхүү материалын зорилго нь яг ижил хог хаягдлыг ашиглан хэрхэн гэртээ био хий үйлдвэрлэх талаар танд хэлэх явдал юм.
Биохийн тухай ерөнхий мэдээлэл
Төрөл бүрийн бууц, шувууны сангасаас гаргаж авсан гэрийн биогаз нь ихэвчлэн метанаас бүрддэг. Тэнд хэний хог хаягдлыг үйлдвэрлэлд ашигласанаас хамааран 50-80% байдаг. Яг л манай зуух, уурын зууханд шатдаг, заримдаа тоолуурын заалтаар их хэмжээний мөнгө төлдөг метан.
Гэртээ эсвэл хөдөө мал тэжээхэд онолын хувьд үйлдвэрлэж болох түлшний хэмжээг тодорхойлохын тулд био хийн гарц, түүний доторх цэвэр метан агууламжийн талаархи мэдээллийг агуулсан хүснэгтийг толилуулж байна.
Хүснэгтээс харахад үхрийн баас, даршны хаягдлаас хий үр дүнтэй гаргахын тулд нэлээд их хэмжээний түүхий эд шаардлагатай болно. Гахайн бууц, цацагт хяруулын сангас түлш гарган авах нь илүү ашигтай.
Гэрийн биогазыг бүрдүүлдэг бодисын үлдэгдэл (25-45%) нь нүүрстөрөгчийн давхар исэл (43% хүртэл), хүхэрт устөрөгч (1%) юм. Мөн түлш нь азот, аммиак, хүчилтөрөгч агуулдаг боловч бага хэмжээгээр агуулдаг. Дашрамд хэлэхэд, хүхэрт устөрөгч ба аммиак ялгарсны ачаар бууц нь ийм танил "сайхан" үнэрийг ялгаруулдаг. Эрчим хүчний агууламжийн хувьд 1 м3 метан нь шатаах үед онолын хувьд 25 MJ (6.95 кВт) хүртэл дулааны энерги ялгаруулж чаддаг. Био хийн шаталтын хувийн дулаан нь түүний найрлага дахь метаны эзлэх хувь хэмжээнээс хамаарна.
Лавлах зорилгоор.Дунд бүсэд байрлах дулаалгатай байшинг халаахад халаалтын улиралд 1 м2 талбайд 45 м3 орчим биологийн түлш шаардагддаг нь бодит амьдрал дээр батлагдсан.
Байгаль нь бид үүнийг хүлээн авахыг хүссэн эсэхээс үл хамааран ялгадасаас био хий аяндаа үүсдэг байдлаар зохион байгуулдаг. Бууц нь задгай агаарт, тэр ч байтугай тэгээс доош температурт байж байгаад жилээс хагас жил хүртэл ялзардаг. Энэ бүх хугацаанд био хий ялгаруулдаг, гэхдээ процесс нь цаг хугацааны явцад уртасдаг тул бага хэмжээгээр л гаргадаг. Үүний шалтгаан нь амьтны ялгадас дахь олон зуун төрлийн бичил биетүүд юм. Өөрөөр хэлбэл, хийн хувьслыг эхлүүлэхийн тулд юу ч хэрэггүй, энэ нь өөрөө явагдах болно. Гэхдээ үйл явцыг оновчтой болгох, хурдасгахын тулд тусгай тоног төхөөрөмж шаардлагатай бөгөөд үүнийг цаашид хэлэлцэх болно.
Био хийн технологи
Үр дүнтэй үйлдвэрлэлийн мөн чанар нь органик түүхий эдийг задлах байгалийн үйл явцыг хурдасгах явдал юм. Үүний тулд түүний доторх бактери нь нөхөн үржих, хог хаягдлыг боловсруулах хамгийн сайн нөхцлийг бүрдүүлэх хэрэгтэй. Эхний нөхцөл бол түүхий эдийг битүү саванд - реактор, эс тэгвээс био хийн генераторт байрлуулах явдал юм. Хаягдлыг буталж, анхны субстратыг авах хүртэл тооцоолсон хэмжээний цэвэр устай реакторт холино.
Анхаарна уу.Бактерийн амьдралд сөргөөр нөлөөлдөг бодисууд субстрат руу орохгүй байхын тулд цэвэр ус шаардлагатай. Үүний үр дүнд исгэх үйл явц ихээхэн удааширч болно.
Аж үйлдвэрийн био хий үйлдвэрлэх үйлдвэр нь субстрат халаалт, холих хэрэгсэл, хүрээлэн буй орчны хүчиллэгийг хянах төхөөрөмжөөр тоноглогдсон. Гадаргуугаас исгэх явцад үүссэн хатуу царцдасыг арилгахын тулд хутгах ажлыг гүйцэтгэдэг бөгөөд энэ нь био хий ялгаруулахад саад болдог. Технологийн процессын үргэлжлэх хугацаа нь 15-аас доошгүй хоног бөгөөд энэ хугацаанд задралын зэрэг нь 25% хүрдэг. Шатахууны хамгийн их гарц нь биомассын задралын 33% хүртэл тохиолддог гэж үздэг.
Технологи нь субстратын өдөр бүр шинэчлэгдэх боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь ялгадасаас эрчимтэй хий үйлдвэрлэх боломжийг олгодог бөгөөд үйлдвэрлэлийн байгууламжид өдөрт хэдэн зуун шоо метр байдаг. Нийт эзлэхүүний 5 орчим хувийг эзэлдэг хаягдлын массын нэг хэсгийг реактороос гаргаж, оронд нь ижил хэмжээний шинэ биологийн түүхий эдийг ачдаг. Хаягдал материалыг талбайн органик бордоо болгон ашигладаг.
Био хийн станцын диаграм
Гэртээ био хий үйлдвэрлэхдээ үйлдвэрлэлийн үйлдвэрлэл шиг бичил биетний таатай нөхцлийг бүрдүүлэх боломжгүй юм. Юуны өмнө энэ мэдэгдэл нь генераторын халаалтын зохион байгуулалттай холбоотой юм. Мэдэгдэж байгаагаар энэ нь эрчим хүчний зардал шаарддаг бөгөөд энэ нь түлшний өртөг мэдэгдэхүйц нэмэгдэхэд хүргэдэг. Исгэх процесст хамаарах бага зэрэг шүлтлэг орчинтой нийцэж байгаа эсэхийг хянах бүрэн боломжтой. Харин хазайсан тохиолдолд яаж засах вэ? Дахин зардал.
Өөрийнхөө гараар био хий үйлдвэрлэхийг хүсч буй хувийн фермийн эзэд боломжтой материалаас энгийн загвар бүхий реактор хийж, дараа нь өөрийн боломжийн дагуу шинэчлэхийг зөвлөж байна. Юу хийх хэрэгтэй вэ:
- 1 м3-аас багагүй хэмжээтэй герметик битүүмжилсэн сав. Төрөл бүрийн жижиг сав, торх нь бас тохиромжтой боловч түүхий эд хангалтгүй байгаа тул тэдгээрээс бага хэмжээний түлш ялгарах болно. Ийм үйлдвэрлэлийн хэмжээ танд тохирохгүй;
- Гэртээ био хий үйлдвэрлэх ажлыг зохион байгуулахдаа савыг халаах магадлал багатай ч та үүнийг заавал дулаалах хэрэгтэй. Өөр нэг сонголт бол реакторыг газарт булж, дээд хэсгийг дулаан тусгаарлах;
- реакторт ямар ч загвартай гарын авлагын хутгуурыг суурилуулж, бариулыг дээд таглаагаар сунгана. Бариулын дамжуулалтын угсралт нь битүүмжлэгдсэн байх ёстой;
- субстратыг нийлүүлэх, буулгах, биогаз цуглуулах хоолойгоор хангах.
Газрын түвшнээс доогуур байрлах био хийн станцын диаграммыг доор харуулав.
1 – түлшний генератор (металл, хуванцар эсвэл бетоноор хийсэн сав); 2 - субстратыг дүүргэх бункер; 3 - техникийн таг; 4 - усны лацын үүрэг гүйцэтгэдэг хөлөг онгоц; 5 – хог хаягдлыг буулгах гарц; 6 – биохийн дээж авах хоолой.
Гэртээ био хий яаж авах вэ?
Эхний ажил бол хог хаягдлыг 10 мм-ээс ихгүй хэмжээтэй хэсэг болгон нунтаглах явдал юм. Энэ нь субстрат бэлтгэхэд илүү хялбар бөгөөд бактери нь түүхий эдийг боловсруулахад хялбар болно. Үүссэн массыг усаар сайтар хольж, түүний хэмжээ нь 1 кг органик бодис тутамд 0.7 литр байна. Дээр дурьдсанчлан зөвхөн цэвэр ус ашиглах ёстой. Дараа нь өөрөө хийсэн биохийн үйлдвэрийг субстратаар дүүргэж, дараа нь реакторыг битүүмжилнэ.
Өдөрт хэд хэдэн удаа та агуулгыг холихын тулд саванд очиж үзэх хэрэгтэй. 5 дахь өдөр та хий байгаа эсэхийг шалгаж болно, хэрэв гарч ирвэл түүнийг үе үе компрессороор цилиндрт шахна. Хэрэв үүнийг цаг тухайд нь хийхгүй бол реактор доторх даралт нэмэгдэж, исгэх үйл явц удааширч, бүр зогсох болно. 15 хоногийн дараа субстратын хэсгийг буулгаж, ижил хэмжээгээр шинээр нэмэх шаардлагатай. Та видеог үзэх замаар илүү ихийг олж мэдэх боломжтой:
Дүгнэлт
Хамгийн энгийн биогаз суурилуулах нь таны бүх хэрэгцээг хангахгүй байх магадлалтай. Гэхдээ эрчим хүчний нөөцийн өнөөгийн өртөгийг харгалзан үзвэл энэ нь өрхөд ихээхэн тус болох болно, учир нь та түүхий эд материалын төлбөр төлөх шаардлагагүй болно. Цаг хугацаа өнгөрөхөд та үйлдвэрлэлд ойр дотно оролцож, бүх шинж чанарыг ойлгож, суурилуулалтын шаардлагатай сайжруулалтыг хийх боломжтой болно.
Хийг үйлдвэрлэлд, тэр дундаа химийн (жишээлбэл, хуванцар үйлдвэрлэх түүхий эд) болон өдөр тутмын амьдралд өргөн хэрэглэгддэг. Гэрийн нөхцөлд хий нь хувийн болон орон сууцны байшинг халаах, хоол хийх, ус халаах, автомашины түлш гэх мэт зориулалтаар ашигладаг.
Байгаль орчны үүднээс авч үзвэл хий нь хамгийн цэвэр түлшний нэг юм. Бусад төрлийн түлштэй харьцуулахад хамгийн бага хорт утаа ялгаруулдаг.
Харин хийн тухай яривал дэлхийн гүнээс гаргаж авсан байгалийн хийг автоматаар ойлгоно.
Нэгэн өдөр сонин дээр нэг өвөө энгийн суурилуулалтыг эвлүүлж, бууцнаас хий авдаг тухай нийтлэл гарч ирэв. Энэ сэдэв миний сонирхлыг их татсан. Би байгалийн хийнээс өөр хувилбар болох биогазын талаар ярихыг хүсч байна. Энэ сэдэв нь жирийн хүмүүст, ялангуяа тариаланчдад маш сонирхолтой бөгөөд хэрэгтэй гэж би бодож байна.
Аливаа тариачны фермийн хашаанд та зөвхөн салхи, нарны эрчим хүчийг төдийгүй биогазыг ашиглаж болно.
Био хий- органик бодисын агааргүй микробиологийн задралын бүтээгдэхүүн болох хийн түлш. Хий үйлдвэрлэх технологи нь ургамал, амьтны гаралтай төрөл бүрийн органик хог хаягдлыг боловсруулах, дахин боловсруулах, халдваргүйжүүлэх байгаль орчинд ээлтэй, хаягдалгүй арга юм.
Био хий үйлдвэрлэх түүхий эд нь ердийн бууц, навч, өвс, ерөнхийдөө аливаа органик хог хаягдал: орой, хүнсний хог хаягдал, унасан навч юм.
Үүссэн хий нь метан нь метан бактерийн амин чухал үйл ажиллагааны үр дүн юм. Намаг буюу уурхайн хий гэж нэрлэгддэг метан нь өдөр тутмын амьдралд хэрэглэгддэг байгалийн хийн 90-98 хувийг бүрдүүлдэг.
Хийн үйлдвэрлэлийн суурилуулалт нь үйлдвэрлэхэд маш энгийн. Бидэнд үндсэн сав хэрэгтэй, та өөрөө хоол хийж болно, эсвэл бэлэн савыг ашиглаж болно, энэ нь юу ч байж болно. Хүйтэн улиралд уг төхөөрөмжийг ашиглахын тулд савны хажуу талд дулаан тусгаарлалтыг суурилуулсан байх ёстой. Бид дээд талд нь хэд хэдэн бөгс хийдэг. Тэдгээрийн нэгээс бид хий зайлуулах хоолойг холбодог. Хүчтэй исгэх процесс, хий ялгаруулахын тулд хольцыг үе үе хутгах шаардлагатай. Тиймээс холигч төхөөрөмж суурилуулах хэрэгтэй. Дараа нь хий цуглуулж, хадгалах эсвэл зориулалтын дагуу ашиглах ёстой. Хий цуглуулахын тулд та ердийн машины камерыг ашиглаж болно, дараа нь компрессортой бол түүнийг шахаж, цилиндрт шахаж болно.
Үйл ажиллагааны зарчим нь маш энгийн: бууцыг нэг нүхээр ачдаг. Дотор нь энэ биомасс нь тусгай метан нянгаар задардаг. Процессыг илүү эрчимтэй болгохын тулд агуулгыг нь хутгаж, халаах нь дээр. Халаахын тулд дотор нь халуун ус эргэлдэж байх ёстой хоолой суулгаж болно. Бактерийн амин чухал үйл ажиллагааны үр дүнд ялгарч буй метан нь хоолойгоор дамжин машины камерт орж, хангалттай хэмжээгээр хуримтлагдвал компрессор ашиглан шахаж, цилиндрт шахдаг.
Дулаан улиралд эсвэл хиймэл халаагуур ашиглах үед уг суурилуулалт нь өдөрт 8 м 3 орчим их хэмжээний хий үүсгэдэг.
Мөн хогийн цэгээс ахуйн хог хаягдлаас хий гаргаж авах боломжтой ч асуудал нь өдөр тутмын амьдралд хэрэглэгддэг химийн бодис юм.
Метан бактери нь амьтны гэдсэнд байдаг тул бууцанд байдаг. Гэхдээ тэд ажиллаж эхлэхийн тулд хүчилтөрөгчтэй харилцах харилцааг хязгаарлах шаардлагатай, учир нь энэ нь тэдний амин чухал үйл ажиллагааг саатуулдаг. Ийм учраас бактери агаарт хүрэхгүйн тулд тусгай суурилуулалтыг бий болгох шаардлагатай байна.
Үүссэн биогаз дахь метаны агууламж нь байгалийн хийтэй харьцуулахад арай бага байдаг тул шатаах үед бага зэрэг дулаан ялгаруулдаг. 1 м 3 байгалийн хий шатаах үед 7-7.5 Гкал, дараа нь биогаз шатаах үед 6-6.5 Гкал ялгардаг.
Энэ хий нь халаалтанд (бид халаалтын талаархи ерөнхий мэдээлэлтэй) аль алинд нь тохиромжтой бөгөөд гэр ахуйн зууханд ашиглахад тохиромжтой. Хэрэв бүх зүйл хаягдал материалаар хийгдсэн бөгөөд жишээлбэл, үнээ хадгалдаг бол биохийн өртөг бага байдаг бөгөөд зарим тохиолдолд бараг тэгтэй тэнцдэг.
Хийн үйлдвэрлэлийн хаягдал нь вермикомпост юм - хүчилтөрөгчгүй задралын явцад хогийн ургамлын үрээс эхлээд бүх зүйл ялзарч, зөвхөн ургамалд шаардлагатай ашигтай микроэлементүүд үлддэг органик бордоо юм.
Гадаадад хиймэл хийн орд бий болгох арга хүртэл бий. Энэ нь иймэрхүү харагдаж байна. Хаягдсан ахуйн хог хаягдлын дийлэнх хувийг органик бодис эзэлдэг тул ялзарч, био хий үүсгэдэг. Хий ялгарч эхлэхийн тулд органик бодисыг агаартай харьцахаас салгах шаардлагатай. Тиймээс хог хаягдлыг давхарлан өнхрүүлж, дээд давхаргыг шавар зэрэг хий ус үл нэвтрэх материалаар хийдэг. Тэгээд л байгалийн ордоос байгаа юм шиг худаг өрөмдөөд хий гаргадаг. Мөн хог хаягдлыг зайлуулах, эрчим хүч үйлдвэрлэх зэрэг хэд хэдэн асуудлыг нэгэн зэрэг шийдэж байна.
Био хий ямар нөхцөлд үүсдэг вэ?
Био хийг олж авах нөхцөл, эрчим хүчний үнэ цэнэ
Жижиг оврын суурилуулалтыг угсрахын тулд ямар түүхий эдээс, ямар технологиор био хий гаргаж авах боломжтойг мэдэх хэрэгтэй.
Агаарт орохгүйгээр органик бодисыг задлах (исгэх) явцад хий гаргаж авдаг (анэробик процесс): гэрийн тэжээвэр амьтдын баас, сүрэл, орой, унасан навч болон бусад өрхөд үүссэн бусад органик хог хаягдал. Үүнээс үзэхэд шингэн болон нойтон байдлаар задарч исгэх боломжтой аливаа ахуйн хог хаягдлаас био хий гаргаж авах боломжтой.
Задаргаа (исгэх) үйл явц нь хоёр үе шаттайгаар явагддаг.
- Биомассын задрал (гидротаци);
- Хийжүүлэх (био хий ялгаруулах).
Эдгээр процессууд нь исгэгч (агааргүй биохийн үйлдвэр) -д тохиолддог.
Биогазын үйлдвэрт задралын дараа гарсан лаг нь хөрсний үржил шимийг нэмэгдүүлж, бүтээмжийг 10-50% нэмэгдүүлдэг. Тиймээс хамгийн үнэ цэнэтэй бордоог олж авдаг.
Био хий нь дараахь хийн хольцоос бүрдэнэ.
- метан-55-75%;
- нүүрстөрөгчийн давхар исэл - 23-33%;
- устөрөгчийн сульфид - 7%.
Метан исгэх нь органик бодисыг исгэх нарийн төвөгтэй процесс - бактерийн процесс юм. Энэ үйл явц үүсэх гол нөхцөл бол дулаан байх явдал юм.
Биомассын задралын явцад дулаан үүсдэг бөгөөд энэ нь процессыг үргэлжлүүлэхэд хангалттай бөгөөд энэ дулааныг хадгалахын тулд исгэх төхөөрөмж нь дулаан тусгаарлагдсан байх ёстой. Исгэгч дэх температур буурахад органик масс дахь микробиологийн процесс удааширч байгаа тул хийн ялгарлын эрч хүч буурдаг. Иймд био хийн станцын (биоферментер) найдвартай дулаан тусгаарлалт нь түүний хэвийн үйл ажиллагааны хамгийн чухал нөхцлүүдийн нэг юм. Бууцыг исгэх төхөөрөмж рүү ачихдаа 35-40 хэмийн халуун устай холих шаардлагатай бөгөөд энэ нь шаардлагатай ажлын горимыг хангахад тусална.
Дахин ачаалах үед дулааны алдагдлыг багасгах шаардлагатай.Био хийн инженерийн тусламж
Исгэгчийг илүү сайн халаахын тулд та "хүлэмжийн эффект" ашиглаж болно. Үүнийг хийхийн тулд модон эсвэл хөнгөн металл хүрээг бөмбөгөр дээр суурилуулж, хуванцар хальсаар хучсан байна. Түүхий эдийг 30-32°С, 90-95%-ийн чийгшилтэй исгэсэн нөхцөлд хамгийн сайн үр дүнд хүрнэ. Дунд болон хойд бүсийн бүс нутагт үйлдвэрлэсэн хийн тодорхой хэсгийг жилийн хүйтэн улиралд исгэсэн массыг нэмэлт халаахад зарцуулах ёстой бөгөөд энэ нь биохийн станцын дизайныг төвөгтэй болгодог.
Суурилуулалт нь биомассыг исгэх тусгай исгэх хэлбэрээр бие даасан фермд барихад хялбар байдаг. Айрагт ачих үндсэн органик түүхий эд бол бууц юм.
Үхрийн бууцыг анх удаа ачихад исгэх хугацаа 20 хоног, гахайн бууцанд 30 хоногоос багагүй байх ёстой. Ачаалахтай харьцуулахад янз бүрийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хольцыг ачих үед та илүү их хий авч болно, жишээлбэл, үхрийн ялгадас.
Жишээлбэл, үхэр, шувууны бууц холилдон боловсруулахад био хийд 70% хүртэл метан ялгардаг.
Исгэх үйл явц тогтворжсоны дараа та өдөр бүр исгэгчийн боловсруулсан массын 10% -иас ихгүй түүхий эдийг ачих хэрэгтэй.
Исгэх явцад хий үүсэхээс гадна органик бодисыг халдваргүйжүүлдэг. Органик хог хаягдал нь эмгэг төрүүлэгч микрофлороос салж, тааламжгүй үнэрийг арилгадаг.
Үүссэн лагийг исгэхээс үе үе буулгаж, бордоо болгон ашигладаг.
Био хийн станцыг анх дүүргэх үед олборлосон хий шатдаггүй бөгөөд энэ нь анхны үйлдвэрлэсэн хий нь их хэмжээний нүүрстөрөгчийн давхар исэл буюу 60 орчим хувийг агуулдаг тул ийм зүйл тохиолддог. Тиймээс агаар мандалд гарах ёстой бөгөөд 1-3 хоногийн дараа био хийн станцын үйл ажиллагаа тогтворжино.
Хүснэгт No1 - нэг амьтны ялгадсыг исгэх явцад өдөрт гаргаж авсан хийн хэмжээ
Гарсан энергийн хэмжээгээр 1 м 3 био хий нь дараахь хэмжээтэй тэнцэнэ.
- 1.5 кг нүүрс;
- 0.6 кг керосин;
- 2 кВт/ц цахилгаан;
- 3.5 кг түлээ;
- 12 кг бууц шахмал түлш.
Бага оврын био хийн станцын зураг төсөл
Зураг 1 - Пирамид бөмбөгөр бүхий хамгийн энгийн биохийн үйлдвэрийн схем: 1 - бууц хийх нүх; 2 - ховил - усны тамга; 3 - хий цуглуулах хонх; 4, 5 - хийн гаралтын хоолой; 6 - даралт хэмжигч.
1-р зурагт үзүүлсэн хэмжээсийн дагуу нүх 1, бөмбөгөр 3-ыг тоноглосон бөгөөд нүхийг 10 см зузаантай төмөр бетонон хавтангаар доторлож, цементэн зуурмагаар гипсэн, битүүмжлэлийг давирхайгаар бүрсэн байна. 3 м өндөртэй хонхыг дээврийн төмрөөр гагнаж, дээд хэсэгт био хий хуримтлагдана. Зэврэлтээс хамгаалахын тулд хонхыг үе үе тосон будгаар хоёр давхаргаар буддаг. Хонхны дотор талыг эхлээд улаан тугалгаар бүрэх нь бүр ч сайн. Хонхны дээд хэсэгт биогазыг зайлуулах хоолой 4, түүний даралтыг хэмжих даралт хэмжигч 5 суурилуулсан. Хийн гаралтын хоолой 6 нь резинэн хоолой, хуванцар эсвэл металл хоолойгоор хийгдсэн байж болно.
Исгэх нүхний эргэн тойронд бетонон ховил суурилуулсан - усны битүүмжлэл 2. усаар дүүргэсэн, хонхны доод талыг 0.5 м-ийн зайд дүрнэ.
Зураг 2 - Конденсатыг зайлуулах төхөөрөмж: 1 - хий зайлуулах хоолой; 2 - конденсат хийх U хэлбэрийн хоолой; 3 - конденсат.
Жишээлбэл, гал тогооны зууханд металл, хуванцар эсвэл резинэн хоолойгоор дамжуулан хий нийлүүлж болно. Өвлийн улиралд конденсацийн ус хөлдсөний улмаас хоолойнуудыг хөлдөхөөс сэргийлэхийн тулд 2-р зурагт үзүүлсэн энгийн төхөөрөмжийг ашиглана: U хэлбэрийн хоолой 2 нь дамжуулах хоолой 1-тэй хамгийн доод цэгт холбогдсон байна. Түүний чөлөөт хэсгийн өндөр нь биохийн даралтаас (мм усны баганад) их байх ёстой. Конденсат 3-ыг хоолойн чөлөөтэй төгсгөлөөр гадагшлуулж, хий алдагдахгүй.
Зураг 3 - Конус хэлбэрийн бөмбөгөр бүхий хамгийн энгийн биогазын үйлдвэрийн диаграмм: 1 - бууц хийх нүх; 2 - бөмбөгөр (хонх); 3 - хоолойн өргөтгөсөн хэсэг; 4 - хийн гаралтын хоолой; 5 - ховил - усны тамга.
3-р зурагт үзүүлсэн угсралтын ажилд 4 мм-ийн диаметртэй, 2 м-ийн гүнтэй 1-р нүхийг дотор нь дээврийн төмрөөр доторлож, хуудаснууд нь нягт гагнаж байна. Гагнасан савны дотоод гадаргууг зэврэлтээс хамгаалах зорилгоор давирхайгаар бүрсэн байна. Бетон савны дээд ирмэгийн гадна талд 5-аас 1 м хүртэл гүнтэй дугуй ховил суурилуулсан бөгөөд энэ нь усаар дүүргэгдсэн байдаг. Савыг бүрхсэн бөмбөгөр 2-ын босоо хэсгийг түүнд чөлөөтэй суулгана. Ийнхүү цутгасан устай ховил нь усны лацны үүрэг гүйцэтгэдэг. Био хий нь бөмбөрцгийн дээд хэсэгт хуримтлагдаж, тэндээс гаралтын хоолойгоор 3, дараа нь дамжуулах хоолой 4 (эсвэл хоолойгоор) ашиглалтын газар руу нийлүүлдэг.
Ойролцоогоор 12 шоо метр органик масс (шинэхэн бууц) нь ус нэмэлгүйгээр ялгадас (шээс) -ийн шингэн фракцаар дүүргэгдсэн дугуй сав 1-д ачигддаг. Дүүргэлтийн дараа долоо хоногийн дараа исгэх төхөөрөмж ажиллаж эхэлнэ. Энэхүү суурилуулалтанд исгэх савны багтаамж нь 12 шоо метр бөгөөд байшин нь ойролцоо байрладаг 2-3 айлд зориулж барих боломжтой юм. Хэрэв гэр бүл, жишээлбэл, бух өсгөдөг эсвэл хэд хэдэн үнээ тэжээдэг бол ийм суурилуулалтыг фермийн хашаанд барьж болно.
Зураг 4 - Хамгийн энгийн суурилуулалтын хувилбаруудын схемүүд: 1 - органик хог хаягдлын нийлүүлэлт; 2 - органик хог хаягдлын сав; 3 - бөмбөрцгийн доорхи хий цуглуулах талбай; 4 - хийн гаралтын хоолой; 5 - лаг ус зайлуулах суваг; 6 - даралт хэмжигч; 7 - полиэтилен хальсаар хийсэн бөмбөгөр; 8 - усны тамга ба; 9 - ачаа; 10—нэг ширхэг наасан полиэтилен уут.
Хамгийн энгийн жижиг оврын байгууламжуудын зураг төсөл, технологийн диаграммыг Зураг 4-т үзүүлэв. Сумнууд нь анхны органик масс, хий, лагийн технологийн хөдөлгөөнийг заана. Бүтцийн хувьд бөмбөгөр нь хатуу эсвэл полиэтилен хальсаар хийгдсэн байж болно. Хатуу бөмбөгөрийг боловсруулсан массад гүн оруулах зориулалттай урт цилиндр хэлбэртэй хэсэгээр хийж болно, хөвөгч, Зураг 4, г, эсвэл гидравлик битүүмжлэлд оруулах, Зураг 4, д.Хялбар бөмбөгийг гидравлик битүүмжлэлд хийж болно, Зураг. 4, д, эсвэл үл үзэгдэх наасан том уут хэлбэрээр хийсэн, Зураг 4, болон. Сүүлчийн хувилбарт 9 жинг хальсан уутанд байрлуулж, уут нь хэт их хавдахгүй, мөн хальсан дор хангалттай даралтыг бий болгодог.
Бөмбөрцөг эсвэл хальсан дор хуримтлагдсан хий нь хийн хоолойгоор дамжин хэрэглээний газар руу нийлүүлдэг. Хийн дэлбэрэлтээс зайлсхийхийн тулд гаралтын хоолой дээр тодорхой даралтанд тохируулсан хавхлагыг суурилуулж болно. Гэсэн хэдий ч хийн дэлбэрэлтийн аюул магадлал багатай, учир нь бөмбөгний доорх хийн даралт мэдэгдэхүйц нэмэгдэх тусам сүүлийнх нь гидравлик битүүмжлэлд эгзэгтэй өндөрт өргөгдөж, хий ялгарах болно.
Исгэх явцад исгэгчийн органик түүхий эдийн гадаргуу дээр царцдас үүсдэг тул биохийн үйлдвэрлэл буурч магадгүй юм. Энэ нь хий гарахад саад учруулахгүй байхын тулд исгэх саванд массыг холих замаар эвддэг. Та гараар биш, харин доороос нь металл сэрээтэй бөмбөгөр хольж болно. Дом нь хий хуримтлагдах үед гидравлик битүүмжлэлд тодорхой өндөрт өргөгдөж, ашиглалтын явцад доошилдог.
Бөмбөгөр дээрээс доошоо системтэй хөдөлгөөн хийсний ачаар бөмбөгөрт холбогдсон сэрээ нь царцдасыг устгах болно.
Өндөр чийгшил, устөрөгчийн сульфид (0.5% хүртэл) байгаа нь биогазын үйлдвэрийн металл хэсгүүдийн зэврэлтийг нэмэгдүүлэхэд хувь нэмэр оруулдаг. Иймд исгэгчийн бүх металл элементүүдийн төлөв байдлыг тогтмол хянаж, гэмтсэн газрыг сайтар хамгаалж, нэг эсвэл хоёр давхаргаар хар тугалга хийж, дараа нь ямар ч тосон будгаар хоёр давхаргаар буддаг.
Зураг 5. Халаалттай биохийн станцын бүдүүвч: 1 - исгэх; 2 - модон бамбай; 3 - дүүргэгч хүзүү; 4 - метан сав; 5 - хутгагч; 6 — биогазыг сонгох салбар хоолой; 7 - дулаан тусгаарлах давхарга; 8 - сараалжтай; 9 - боловсруулсан массыг зайлуулах хавхлага; 10 - агаарын хангамжийн суваг; 11 - үлээгч.
Исгэсэн массыг дулаанаар халаах биогазын үйлдвэр , аэробик исгэх төхөөрөмжид ялгарах бууцыг 5-р зурагт үзүүлэв. Үүнд задлагч сав - дүүргэгч хүзүүтэй цилиндр хэлбэртэй металл сав 3. ус зайлуулах хавхлаг 9. биогаз сонгох механик хутгуур 5 ба цорго 6.
Исгэгч 1-ийг тэгш өнцөгт, 3 модон материалаар хийж болно. Боловсруулсан бууцыг буулгахын тулд шүүсний ханыг зөөвөрлөх боломжтой. Айргийн шал нь тортой, технологийн суваг 10-аар үлээгч 11. Исгэгчийн дээд хэсгийг модон хуудсаар бүрсэн 2. Дулааны алдагдлыг багасгахын тулд хана, ёроолыг дулаан тусгаарлагч давхаргаар хийсэн. 7.
Суурилуулалт нь иймэрхүү байдлаар ажилладаг. Урьдчилан бэлтгэсэн 88-92% чийгийн агууламжтай шингэн бууцыг метан сав 4-т толгой 3-аар асгаж, шингэний түвшинг дүүргэгчийн хүзүүний доод хэсгээр тодорхойлно. Аэробик исгэгч 1-ийг дээд нээлхийнээр хэвтрийн бууц эсвэл 65-69%-ийн чийгтэй сул хуурай органик дүүргэгч (сүрэл, үртэс) бүхий бууцын хольцоор дүүргэнэ. Исгэгч дэх технологийн сувгаар агаарыг нийлүүлэх үед органик масс задарч, дулаан ялгардаг. Метан савны агуулгыг халаахад хангалттай. Үүний үр дүнд био хий ялгардаг. Энэ нь задлах савны дээд хэсэгт хуримтлагддаг. 6-р хоолойгоор дамжуулан ахуйн хэрэгцээнд ашигладаг. Исгэх явцад задлагч дахь бууцыг холигчоор 5 холино.
Ийм суурилуулалт нь зөвхөн хувийн өрхүүдэд хог хаягдлыг хаяхаас болж нэг жилийн дотор өөрийгөө төлөх болно. Био хийн хэрэглээний ойролцоо утгыг 2-р хүснэгтэд үзүүлэв.
Хүснэгт №2 - био хийн хэрэглээний ойролцоо утгууд
Анхаар: угсралт нь цаг уурын аль ч бүсэд ажиллах боломжтой.
Зураг 6 - Био хийн IBGU-1 бие даасан үйлдвэрийн диаграмм: 1 - дүүргэгч хүзүү; 2 - хутгагч; 3 - хийн дээж авах хоолой; 4 - дулаан тусгаарлах давхарга; 5 - боловсруулсан массыг буулгах зориулалттай цорго бүхий хоолой; 6 - термометр.
2-оос 6 үхэр эсвэл 20-60 гахай, 100-300 шувуутай айлд зориулсан бие даасан биогазын үйлдвэр (ИБГУ-1) (Зураг 6). Уг суурилуулалт нь өдөр бүр 100-300 кг бууц боловсруулж, 100-300 кг байгальд ээлтэй органик бордоо, 3-12 м 3 биогаз үйлдвэрлэдэг.
Уламжлалт түлш ашиглах боломж хязгаарлагдмал бүс нутагт байрладаг хувийн байшингийн эзэд орчин үеийн био хийн үйлдвэрүүдэд анхаарлаа хандуулах нь гарцаагүй. Ийм төхөөрөмж нь янз бүрийн органик хог хаягдлаас био хий гаргаж авах, хувийн хэрэгцээнд ашиглах, тэр дундаа орон сууцны байрыг халаах боломжийг олгодог.
Хийг бараг бүх биомассаас гаргаж авах боломжтой - мал аж ахуйн үйлдвэрлэл, хүнсний үйлдвэрлэл, газар тариалан, навчис гэх мэт хог хаягдал Үүний зэрэгцээ та ийм суурилуулалтыг өөрийн гараар барьж болно.
Нэг төрлийн түүхий эд, янз бүрийн биомассын холимог хоёулаа био хий үйлдвэрлэхэд тохиромжтой. Биогазын үйлдвэр нь түүхий эдээр хангах, биомассыг халаах, бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг холих, үүссэн био хийг хийн коллекторт цутгах, мэдээжийн хэрэг бүтцийг хамгаалах төхөөрөмжөөр тоноглогдсон эзэлхүүнтэй битүүмжилсэн байгууламж юм.
Реакторт агааргүй бактерийн нөлөөн дор биомассын хурдан задрал үүсдэг. Органик түүхий эдийг исгэх явцад био хий ялгардаг. Ийм хийн найрлагын 70 орчим хувь нь метан, үлдсэн хэсэг нь нүүрстөрөгчийн давхар исэл юм.
Биогаз нь маш сайн илчлэг чанараараа тодорхойлогддог бөгөөд энэ нь тодорхой үнэр, өнгөгүй байдаг. Шинж чанаруудын хувьд био хий нь уламжлалт байгалийн хийнээс бараг ямар ч хамаагүй юм.
Өндөр хөгжилтэй орнуудад нүүрстөрөгчийн давхар ислээс био хийг цэвэршүүлэх нэмэлт суурилуулалтыг ашигладаг. Хэрэв та хүсвэл ижил суурилуулалтыг худалдан авч, цэвэр биометан авах боломжтой.
Силос дээрх био хийн үйлдвэрүүд. 1 Силос цооног. 2 Биомасс ачаалах систем. 3 реактор. 4 Исгэлтийн дараах реактор. 5 Субстрат. 6 Халаалтын систем. 7 Цахилгаан станц. 8 Автоматжуулалт ба хяналтын систем. 9 Хийн дамжуулах хоолойн систем
Био хийг илүү уламжлалт түлштэй харьцуулах
Дунджаар хагас тонн жинтэй нэг үхэр эсвэл бусад амьтан өдөрт ойролцоогоор 1.5 м3 биогаз үйлдвэрлэх хэмжээний бууц үйлдвэрлэх чадвартай. Нэг дундаж гахайн хоногийн ялгадасыг 0.2 м3 биогаз, туулай, тахианы махыг 0.01-0.02 м3 түлш болгон боловсруулж болно.
Харьцуулбал: бууцнаас гарсан 1 м3 био хий нь ойролцоогоор 3.5 кг түлээ, 1-2 кг нүүрс, 9-10 кВт/цаг цахилгаантай тэнцэх хэмжээний дулааны энергийг өгдөг.
Био хий үйлдвэрлэх хольцын хамгийн энгийн жор нь дараахь бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг агуулдаг.
- үнээний ялгадас - ойролцоогоор 1500 кг;
- ялзарсан навч эсвэл бусад органик хог хаягдал - 3500 кг;
- ус - өмнөх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн нийт массын 65-75%. Эхлээд усыг ойролцоогоор 35 градус хүртэл халаах хэрэгтэй.
Энэ хэмжээний биомасс нь дунд зэргийн хэрэглээтэй, зургаан сар ажиллахад био хий үйлдвэрлэхэд хангалттай. Хольцыг суурилуулснаас хойш дунджаар 1.5-2 долоо хоногийн дотор био хий гарч эхэлдэг.
Хий нь орон сууц, төрөл бүрийн арилжааны болон ахуйн зориулалттай барилга байгууламжийг халаахад ашиглаж болно.
Ердийн биогазын үйлдвэрийн зураг төсөл
Бүрэн биогазын системийн үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь:
- реактор;
- ялзмаг хангамжийн систем;
- хутгагч;
- автоматжуулсан биомассын халаалтын систем;
- хийн эзэмшигч;
- тусгаарлагч;
- хамгаалалтын хэсэг.
Өрхийн суурилуулалт нь бага зэрэг хялбаршуулсан загвартай байх боловч бүрэн ойлгохын тулд жагсаасан бүх элементүүдийн тайлбарыг уншихыг урьж байна.
Реактор
Суурилуулалтын энэ хэсгийг ихэвчлэн зэвэрдэггүй ган эсвэл бетоноор угсардаг. Гаднаас нь харахад реактор нь том битүүмжилсэн сав шиг харагддаг бөгөөд дээр нь бөмбөгөр хэлбэртэй, ихэвчлэн бөмбөрцөг хэлбэртэй байдаг.
Одоогийн байдлаар хамгийн алдартай нь шинэлэг технологи ашиглан хийсэн эвхэгддэг дизайнтай реакторууд юм. Ийм реакторыг хамгийн бага хөрөнгө оруулалтаар өөрийн гараар хялбархан угсарч болно. Шаардлагатай бол амархан задалж, өөр газар тээвэрлэж болно.
Ган нь тохиромжтой, учир нь та системийн бусад элементүүдийг холбох нүхийг хялбархан үүсгэж болно. Бетон нь бат бөх, бат бөх чанараараа гангаас илүү байдаг.
Биомасс тэжээлийн систем
Суурилуулалтын энэ хэсэгт хог хаягдлыг хүлээн авах бункер, усан хангамжийн дамжуулах хоолой, реактор руу ялзмаг илгээх зориулалттай шураг насос орно.
Хуурай эд ангиудыг бункерт ачихын тулд урд ачигчийг ашигладаг. Гэртээ та энэ даалгаврыг ачигчгүйгээр, янз бүрийн хийцтэй хэрэгсэл, жишээлбэл, хүрз ашиглан даван туулж чадна.
Бункерт хольцыг хагас шингэн төлөвт чийгшүүлнэ. Хүссэн чийгийн түвшинд хүрсний дараа шураг нь хагас шингэний массыг реакторын доод тасалгаанд шилжүүлдэг.
Хутгагч
Реактор дахь ялзмагийн исгэх нь жигд явагдах ёстой. Энэ нь хольцоос био хийг эрчимтэй гаргах хамгийн чухал нөхцлүүдийн нэг юм. Холимог исгэх үйл явцыг хамгийн жигд болгохын тулд ердийн биогазын үйлдвэрийн загварт цахилгаан хөтөч бүхий холигчийг багтаасан болно.
Гүний болон налуу төрлийн холигч байдаг. Субстратыг эрчимтэй, жигд холихын тулд гүний механизмыг биомасс руу шаардлагатай гүнд буулгаж болно. Ихэвчлэн ийм холигчийг шигүү мөхлөгт байрлуулдаг.
Налуу холигч суурилуулах ажлыг реакторын хажуугийн гадаргуу дээр гүйцэтгэдэг. Цахилгаан мотор нь исгэгчийн боолтыг эргүүлэх үүрэгтэй.
Автомат халаалтын систем
Био хий амжилттай үйлдвэрлэхийн тулд системийн доторх температурыг +35-+40 хэмд байлгах шаардлагатай. Энэ зорилгоор автоматжуулсан халаалтын системийг зураг төсөлд тусгасан болно.
Энэ тохиолдолд дулааны эх үүсвэр нь халуун усны бойлер, зарим тохиолдолд цахилгаан халаалтын төхөөрөмжийг ашигладаг.
Энэхүү бүтцийн элементэд био хий хуримтлагддаг. Ихэнх тохиолдолд хийн эзэмшигч нь реакторын дээвэр дээр байрладаг.
Орчин үеийн хийн сав үйлдвэрлэх нь ихэвчлэн нарны гэрэл, байгалийн янз бүрийн сөрөг үзэгдлүүдэд тэсвэртэй материал болох поливинил хлорид ашиглан хийгддэг.
Зарим тохиолдолд ердийн хийн савны оронд тусгай уут хэрэглэдэг. Мөн эдгээр төхөөрөмжүүд нь үйлдвэрлэсэн биохийн хэмжээг түр зуур нэмэгдүүлэх боломжийг олгодог.
Хийн савны уутыг хийхийн тулд уян харимхай шинж чанартай тусгай поливинил хлорид ашигладаг бөгөөд энэ нь биохийн хэмжээ ихсэх тусам хөөрдөг.
Системийн энэ хэсэг нь хаягдал ялзмагийг хатаах, шаардлагатай бол өндөр чанартай бордоо авах үүрэгтэй.
Хамгийн энгийн тусгаарлагч нь шураг ба тусгаарлагч тасалгаанаас бүрдэнэ. Тасалгаа нь шигшүүр хэлбэрээр хийгдсэн. Энэ нь биомассыг хатуу бүрэлдэхүүн хэсэг болон шингэн хэсэг болгон салгах боломжийг олгодог.
Хатаасан ялзмаг нь тээвэрлэлтийн тасалгаанд илгээгддэг. Систем нь шингэний хэсгийг буцаан хүлээн авах камер руу чиглүүлдэг. Энд шингэнийг шинэ түүхий эдийг чийгшүүлэхэд ашигладаг.
Хамгийн энгийн DIY био хийн үйлдвэр
Өрхийн био хийн суурилуулалт нь бага зэрэг хялбаршуулсан загвартай байх боловч түүнийг үйлдвэрлэхэд хамгийн их хариуцлагатай хандах хэрэгтэй.
Эхний алхам. Нүх ухна. Үндсэндээ био хийн үйлдвэр нь тусгай өнгөлгөөтэй том нүх юм. Энэ системийг үйлдвэрлэх хамгийн чухал бөгөөд нэгэн зэрэг хэцүү хэсэг бол биореакторын хана, түүний суурийг зөв бэлтгэх явдал юм.
Нүх нь битүүмжлэгдсэн байх ёстой. Суурь ба ханыг хуванцар эсвэл бетоноор бэхжүүлнэ. Үүний оронд та хатуу ёроолтой бэлэн полимер цагираг худалдаж авч болно. Ийм төхөөрөмж нь системийн шаардлагатай битүүмжлэлийг хангах боломжийг олгодог. Материал нь олон жилийн турш анхны шинж чанараа хадгалах бөгөөд хэрэв шаардлагатай бол хуучин бөгжийг шинээр сольж болно.
Хоёр дахь алхам. Хийн ус зайлуулах системийг суурилуулах. Энэ нь хутгагч худалдаж авах, суурилуулах хэрэгцээ шаардлагаас таныг аврах бөгөөд ингэснээр угсралтын ажилд зарцуулсан цаг хугацаа, мөнгө мэдэгдэхүйц багасах болно.
Хийн ус зайлуулах системийн хамгийн энгийн хувилбар бол поливинил хлоридоор хийсэн босоо тэнхлэгт суурилуулсан бохирын хоолой бөгөөд биеийн бүх хэсэгт олон нүхтэй байдаг.
Тэдний дээд ирмэг нь ачаалагдсан ялзмагийн дээд түвшнээс бага зэрэг дээш гарахын тулд ийм урттай хоолойг сонго.
Гурав дахь алхам. Субстратын гаднах давхаргыг кино тусгаарлагчаар хучих. Киноны ачаар бага зэрэг илүүдэл даралтын нөхцөлд бөмбөрцөг дор био хий хуримтлагдах нөхцөл бүрдэнэ.
Дөрөв дэх алхам. Бөмбөгийг суурилуулж, хийн яндангийн хоолойг хамгийн өндөр цэг дээр суурилуулна.
Хийн хэрэглээ тогтмол байх ёстой. Үгүй бол биомассын савны дээгүүр бөмбөг дэлбэрч магадгүй юм. Зуны улиралд хий нь өвлийнхөөс илүү эрчимтэй үүсдэг. Сүүлчийн асуудлыг шийдэхийн тулд тохирох халаагуур худалдаж аваад суулгана уу.
Био хийн станцыг амжилттай ашиглах журам, нөхцөл
Тиймээс энгийн био хийн станцыг өөрөө угсрах нь тийм ч хэцүү биш юм. Гэсэн хэдий ч амжилттай ажиллахын тулд та хэд хэдэн энгийн дүрмийг санаж, дагаж мөрдөх ёстой.
Хамгийн чухал шаардлагуудын нэг бол ачаалагдсан органик масс нь агааргүй бичил биетний амьдралд сөрөг нөлөө үзүүлэх аливаа бодис агуулаагүй байх явдал юм. Хориотой оруулгад янз бүрийн төрлийн уусгагч, бактерийн эсрэг эм болон бусад ижил төстэй бодисууд орно.
Олон тооны органик бус бодисууд нь бактерийн үйл ажиллагааг доройтуулдаг. Үүнийг харгалзан, жишээлбэл, хувцас, машин угаасны дараа үлдсэн усаар ялзмаг шингэлэхийг хориглоно.
Санаж байна уу: био хийн төхөөрөмж нь тэсрэх аюултай төхөөрөмж тул аливаа хийн төхөөрөмжийг ажиллуулахтай холбоотой бүх аюулгүй байдлын дүрмийг дагаж мөрдөөрэй.
Тиймээс, бууц, зарчмын хувьд өмнө нь салахыг хичээсэн бараг бүх зүйл нь фермд ашигтай байж болно. Та зүгээр л гэрийн биогазын суурилуулалтыг зөв барих хэрэгтэй бөгөөд удахгүй таны гэр дулаарах болно. Хүлээн авсан зөвлөмжийг дагаж, халаалтанд асар их мөнгө зарцуулах шаардлагагүй болно.
Амжилт хүсье!
Биогаз гэдэг нь органик бодисыг (жишээлбэл: сүрэл; хогийн ургамал; мал, хүний баас; хог хаягдал; ахуйн болон үйлдвэрлэлийн бохир усны органик хаягдал гэх мэт) агааргүй нөхцөлд исгэх (исгэх) үр дүнд гаргаж авсан хий юм. Био хийн үйлдвэрлэлд янз бүрийн төрлийн катаболик үйл ажиллагаа бүхий янз бүрийн бичил биетүүд оролцдог.
Био хийн найрлага.
Биохийн талаас илүү хувь нь метанаас (CH 4) бүрддэг. Биохийн 60 орчим хувийг метан эзэлдэг. Нэмж дурдахад биогаз нь нүүрстөрөгчийн давхар исэл (CO 2) 35 орчим хувь, түүнчлэн усны уур, хүхэрт устөрөгч, нүүрстөрөгчийн дутуу исэл, азот болон бусад хий агуулдаг. Янз бүрийн нөхцөлд олж авсан био хий нь найрлагадаа өөр өөр байдаг. Тиймээс хүний ялгадас, бууц, нядалгааны хог хаягдлаас үүссэн био хий нь 70% хүртэл метан, ургамлын үлдэгдэлээс дүрмээр бол 55% орчим метан агуулдаг.
Био хийн микробиологи.
Био хийн исгэх нь холбогдох бактерийн бичил биетний төрлөөс хамааран гурван үе шатанд хуваагдана.
Эхнийх нь бактерийн исгэх эхлэл гэж нэрлэгддэг. Төрөл бүрийн органик бактери үржихдээ эсийн гаднах ферментийг ялгаруулдаг бөгөөд тэдгээрийн гол үүрэг нь энгийн бодисын гидролиз үүсэх замаар нарийн төвөгтэй органик нэгдлүүдийг устгах явдал юм. Жишээлбэл, полисахаридаас моносахарид хүртэл; уураг, пептид эсвэл амин хүчлүүд рүү; өөх тосыг глицерин болон тосны хүчил болгон хувиргадаг.
Хоёр дахь шатыг устөрөгч гэж нэрлэдэг. Устөрөгч нь цууны хүчлийн бактерийн үйл ажиллагааны үр дүнд үүсдэг. Тэдний гол үүрэг бол нүүрстөрөгчийн давхар исэл, устөрөгчийг бий болгохын тулд цууны хүчлийг бактерийн задрал юм.
Гурав дахь шатыг метаноген гэж нэрлэдэг. Энэ нь метаноген гэж нэрлэгддэг нэг төрлийн бактери агуулдаг. Тэдний үүрэг бол метан үйлдвэрлэхийн тулд цууны хүчил, устөрөгч, нүүрстөрөгчийн давхар ислийг ашиглах явдал юм.
Био хийн исгэх түүхий эдийн ангилал, шинж чанар.
Бараг бүх байгалийн органик материалыг биохийн исгэх түүхий эд болгон ашиглаж болно. Био хий үйлдвэрлэх үндсэн түүхий эд нь бохир ус юм: бохир ус; хүнс, эм, химийн үйлдвэрүүд. Хөдөө орон нутагт энэ нь ургац хураалтын явцад үүсдэг хог хаягдал юм. Гарал үүслийн ялгаатай байдлаас шалтгаалан биохийн үүсэх үйл явц, химийн найрлага, бүтэц нь мөн өөр өөр байдаг.
Гарал үүслээс хамааран биохийн түүхий эдийн эх үүсвэр:
1. Хөдөө аж ахуйн түүхий эд.
Эдгээр түүхий эдийг азотын өндөр агууламжтай түүхий эд, нүүрстөрөгчийн агууламж өндөртэй түүхий эд гэж хувааж болно.
Азотын өндөр агууламжтай түүхий эд:
хүний баас, малын бууц, шувууны баас. Нүүрстөрөгч-азотын харьцаа 25:1 буюу түүнээс бага байна. Ийм түүхий хоол хүнс нь хүн, амьтны ходоод гэдэсний замд бүрэн шингэсэн байдаг. Дүрмээр бол энэ нь бага молекул жинтэй олон тооны нэгдлүүдийг агуулдаг. Ийм түүхий эд дэх ус нь хэсэгчлэн өөрчлөгдөж, бага молекул жинтэй нэгдлүүдийн нэг хэсэг болсон. Энэхүү түүхий эд нь биохийд амархан, хурдан агааргүй задралаар тодорхойлогддог. Мөн метаны баялаг гарц.
Нүүрстөрөгчийн өндөр агууламжтай түүхий эд:
сүрэл, хальс. Нүүрстөрөгч-азотын харьцаа 40:1 байна. Энэ нь өндөр молекулын нэгдлүүдийн өндөр агууламжтай: целлюлоз, гемицеллюлоз, пектин, лигнин, ургамлын лав. Анаэроб задрал нь нэлээд удаан явагддаг. Хийн үйлдвэрлэлийн хурдыг нэмэгдүүлэхийн тулд ийм материалыг исгэхээс өмнө урьдчилан боловсруулах шаардлагатай байдаг.
2. Хотын органик усны хаягдал.
Хүний хог хаягдал, бохир ус, органик хог хаягдал, үйлдвэрлэлийн органик бохир ус, лаг зэрэг орно.
3. Усны ургамал.
Усны гиацинт, бусад усны ургамал, замаг орно. Үйлдвэрлэлийн хүчин чадлын тооцоолсон төлөвлөсөн хүчин чадлын ашиглалт нь нарны эрчим хүчнээс ихээхэн хамааралтай байдаг. Тэд өндөр ашиг орлоготой байдаг. Технологийн зохион байгуулалт нь илүү болгоомжтой хандахыг шаарддаг. Агааргүй задрал нь амархан явагддаг. Метаны эргэлт богино байдаг. Ийм түүхий эдийн онцлог нь урьдчилсан боловсруулалт хийлгүйгээр реакторт хөвдөг. Үүнийг арилгахын тулд түүхий эдийг бага зэрэг хатааж эсвэл 2 хоногийн турш урьдчилан бордоо болгох шаардлагатай.
Чийглэгээс хамаарч био хийн түүхий эдийн эх үүсвэр:
1. Хатуу түүхий эд:
сүрэл, хуурай бодисын харьцангуй өндөр агууламжтай органик хог хаягдал. Тэдгээрийг хуурай исгэх аргыг ашиглан боловсруулдаг. Их хэмжээний хатуу ордыг ректороос зайлуулахад хүндрэл үүсдэг. Ашигласан түүхий эдийн нийт хэмжээг хатуу бодисын агууламж (TS) болон дэгдэмхий бодисын (VS) нийлбэрээр илэрхийлж болно. Дэгдэмхий бодисыг метан болгон хувиргаж болно. Дэгдэмхий бодисыг тооцоолохын тулд түүхий эд материалын дээжийг 530-570 ° C температурт муфель зууханд ачдаг.
2. Шингэн түүхий эд:
шинэхэн ялгадас, бууц, баас. 20% орчим хуурай бодис агуулдаг. Нэмж дурдахад хуурай исгэх явцад хатуу түүхий эдтэй холихын тулд 10% -ийн ус нэмэх шаардлагатай.
3. Дунд зэргийн чийгшилтэй органик хаягдал:
согтууруулах ундааны үйлдвэрлэл, целлюлозын үйлдвэрийн бохир ус гэх мэт. Ийм түүхий эд нь янз бүрийн хэмжээний уураг, өөх тос, нүүрс ус агуулдаг бөгөөд биохий үйлдвэрлэхэд сайн түүхий эд болдог. Энэхүү түүхий эдийн хувьд UASB төрлийн төхөөрөмжийг (Upflow Anaerobic Lag Blanket - дээш чиглэсэн агааргүй процесс) ашигладаг.
| Исгэсэн хог хаягдлын нэр | Хэвийн хийн үйлдвэрлэлийн үеийн биохийн дундаж урсгалын хурд (м 3 / м 3 / д) | Био хийн гарц, м 3 /Кг/TS | Био хийн үйлдвэрлэл (нийт биохийн үйлдвэрлэлийн%) | |||
| 0-15 г | 25-45 г | 45-75 г | 75-135 d | |||
| Хуурай бууц | 0,20 | 0,12 | 11 | 33,8 | 20,9 | 34,3 |
| Химийн үйлдвэрийн ус | 0,40 | 0,16 | 83 | 17 | 0 | 0 |
| Рогулник (чилим, усны хүрэн) | 0,38 | 0,20 | 23 | 45 | 32 | 0 |
| Усны салат | 0,40 | 0,20 | 23 | 62 | 15 | 0 |
| Гахайн ялгадас | 0,30 | 0,22 | 20 | 31,8 | 26 | 22,2 |
| Хуурай өвс | 0,20 | 0,21 | 13 | 11 | 43 | 33 |
| Сүрэл | 0,35 | 0,23 | 9 | 50 | 16 | 25 |
| Хүний ялгадас | 0,53 | 0,31 | 45 | 22 | 27,3 | 5,7 |
Метан исгэх үйл явцын тооцоо.
Исгэлтийн инженерийн тооцооны ерөнхий зарчим нь органик түүхий эдийн ачааллыг нэмэгдүүлэх, метаны эргэлтийн үргэлжлэх хугацааг багасгахад суурилдаг.
Нэг мөчлөгт түүхий эдийн тооцоо.
Түүхий эдийг ачих нь: Массын фракц TS (%), массын фракц (%), концентраци БХХ (COD - химийн хүчилтөрөгчийн хэрэгцээ, энэ нь COD - хүчилтөрөгчийн химийн үзүүлэлт) (Кг/м 3) -аар тодорхойлогддог. Концентраци нь исгэх төхөөрөмжийн төрлөөс хамаарна. Жишээлбэл, орчин үеийн үйлдвэрлэлийн бохир усны реакторууд нь UASB (дээд урсгалын агааргүй процесс). Хатуу түүхий эдийн хувьд AF (анаэроб шүүлтүүр) ашигладаг - ихэвчлэн концентраци 1% -иас бага байдаг. Био хийн түүхий эд болох үйлдвэрлэлийн хог хаягдал нь ихэвчлэн өндөр агууламжтай байдаг тул шингэлэх шаардлагатай байдаг.
Хурдны тооцоог татаж авах.
Реакторын өдөр тутмын ачааллын хэмжээг тодорхойлохын тулд: концентраци COD (Кг/м 3 ·d), TS (Кг/м 3 ·д), VS (Кг/м 3 ·д). Эдгээр үзүүлэлтүүд нь биохийн үр ашгийг үнэлэх чухал үзүүлэлт юм. Ачааллыг хязгаарлахын зэрэгцээ хийн үйлдвэрлэлийн хэмжээг өндөр түвшинд байлгахыг хичээх шаардлагатай.
Реакторын эзэлхүүн ба хийн гаралтын харьцааны тооцоо.
Энэ үзүүлэлт нь реакторын үр ашгийг үнэлэх чухал үзүүлэлт юм. Кг/м 3-аар хэмжсэн ·d.
Исгэлтийн нэгж массын биохийн гарц.
Энэ үзүүлэлт нь био хийн үйлдвэрлэлийн өнөөгийн байдлыг тодорхойлдог. Жишээлбэл, хийн коллекторын эзэлхүүн нь 3 м 3 байна. Өдөрт 10 кг/TS нийлүүлнэ. Био хийн гарц нь 3/10 = 0.3 (м 3 /Кг/TS) байна. Нөхцөл байдлаас шалтгаалан та онолын хийн гаралт эсвэл бодит хийн гаралтыг ашиглаж болно.
Био хийн онолын гарцыг дараахь томъёогоор тодорхойлно.
Метан үйлдвэрлэл (E):
E = 0.37A + 0.49B + 1.04C.
Нүүрстөрөгчийн давхар ислийн үйлдвэрлэл (D):
D = 0.37A + 0.49B + 0.36C. Энд А нь исгэх материалын нэг грамм нүүрс усны агууламж, В нь уураг, С нь өөхний агууламж юм
Гидравлик хэмжээ.
Үр ашгийг нэмэгдүүлэхийн тулд исгэх хугацааг багасгах шаардлагатай. Тодорхой хэмжээгээр исгэх бичил биетний алдагдалтай холбоотой байдаг. Одоогийн байдлаар зарим үр ашигтай реакторуудын исгэх хугацаа 12 хоног ба түүнээс бага байна. Гидравлик эзэлхүүнийг түүхий эдийг ачиж эхэлсэн өдрөөс эхлэн өдөр тутмын түүхий материалын ачааллын эзэлхүүнийг тооцоолох замаар тооцоолох ба реакторт байх хугацаанаас хамаарна. Жишээлбэл, исгэх нь 35 ° C, тэжээлийн агууламж 8% (ДҮ-ний нийт хэмжээ), хоногийн тэжээлийн хэмжээ 50 м 3, реакторт исгэх хугацаа 20 хоног байна. Гидравлик эзэлхүүн нь: 50·20 = 100 м3 байх болно.
Органик бохирдуулагчийг зайлуулах.
Биохимийн үйлдвэрлэлийн нэгэн адил биохийн үйлдвэрлэлд хаягдал байдаг. Биохимийн үйлдвэрлэлийн хаягдал нь хяналтгүй хог хаягдлыг зайлуулах тохиолдолд байгаль орчинд хор хөнөөл учруулдаг. Жишээлбэл, хажуугийн гол руу унах. Орчин үеийн томоохон био хийн үйлдвэрүүд өдөрт мянга, бүр хэдэн арван мянган кг хог хаягдал гаргадаг. Томоохон био хийн үйлдвэрүүдийн хог хаягдлыг зайлуулах чанарын найрлага, аргачлалыг аж ахуйн нэгжийн лаборатори, улсын байгаль орчны алба хянадаг. Жижиг фермийн био хийн станцуудад ийм хяналт байдаггүй нь хоёр шалтгааны улмаас: 1) хог хаягдал бага тул байгаль орчинд хор хөнөөл багатай. 2) Хог хаягдлын өндөр чанарын шинжилгээг хийхэд тусгай лабораторийн тоног төхөөрөмж, өндөр мэргэшсэн боловсон хүчин шаардлагатай. Жижиг тариаланчдад ийм зүйл байдаггүй бөгөөд төрийн байгууллагууд ийм хяналтыг зохисгүй гэж үздэг.
Био хийн реакторын хог хаягдлын бохирдлын түвшний үзүүлэлт нь COD (хүчилтөрөгчийн химийн үзүүлэлт) юм.
Дараах математик хамаарлыг ашиглана: Органик ачааллын хурдны БХККг/м 3 ·d= АЧА-ын ачааллын концентраци (Кг/м 3) / гидравлик хадгалах хугацаа (d).
Реакторын эзэлхүүн дэх хийн урсгалын хурд (кг/(м 3 ·г)) = биохийн гарц (м 3 /кг) / органик ачааллын хурдны COD кг/(м 3 ·д).
Био хийн эрчим хүчний станцын давуу талууд:
хатуу болон шингэн хог хаягдал нь ялаа, мэрэгч амьтдыг няцаадаг өвөрмөц үнэртэй;
ашигтай эцсийн бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэх чадвар - цэвэр, тохиромжтой түлш болох метан;
исгэх явцад хогийн ургамлын үр, зарим эмгэг төрүүлэгчид үхдэг;
исгэх явцад азот, фосфор, кали болон бусад бордооны бүрэлдэхүүн хэсгүүд бараг бүрэн хадгалагдаж, органик азотын нэг хэсэг нь аммиакийн азот болж хувирдаг бөгөөд энэ нь түүний үнэ цэнийг нэмэгдүүлдэг;
исгэх үлдэгдлийг малын тэжээл болгон ашиглаж болно;
биохийн исгэх нь агаараас хүчилтөрөгч хэрэглэхийг шаарддаггүй;
Агааргүй лагийг шим тэжээл нэмэлгүйгээр хэдэн сарын турш хадгалах боломжтой бөгөөд дараа нь онгон тэжээл нэмбэл исгэх нь хурдан эхлэх болно.
Био хийн эрчим хүчний станцын сул талууд:
нарийн төвөгтэй төхөөрөмж бөгөөд барилгын ажилд харьцангуй их хэмжээний хөрөнгө оруулалт шаарддаг;
өндөр түвшний барилга байгууламж, менежмент, засвар үйлчилгээ шаарддаг;
Исгэлтийн анхны агааргүй тархалт аажмаар явагддаг.
Метан исгэх процесс ба процессын хяналтын онцлогууд:
1. Био хийн үйлдвэрлэлийн температур.
Био хий үйлдвэрлэх температур нь 4-65 хэмийн харьцангуй өргөн температурт байж болно. Температур нэмэгдэхийн хэрээр био хийн үйлдвэрлэлийн хурд нэмэгдэж байгаа боловч шугаман биш юм. Температур 40 ~ 55 ° C нь янз бүрийн бичил биетний амьдралын шилжилтийн бүс юм: термофил ба мезофил бактери. Агааргүй исгэх хамгийн өндөр хурд нь 50-55 хэмийн нарийхан температурт явагддаг. Исгэлтийн температур 10°С байхад хийн урсгалын хурд 90 хоногт 59%, харин 30°С-ийн исгэх температурт 27 хоногт ижил урсгал гардаг.
Температурын гэнэтийн өөрчлөлт нь биохийн үйлдвэрлэлд ихээхэн нөлөөлнө. Био хийн станцын загвар нь температур гэх мэт параметрийн хяналтыг заавал өгөх ёстой. Температурын 5 хэмээс дээш температурын өөрчлөлт нь биохийн реакторын бүтээмжийг эрс бууруулдаг. Жишээлбэл, биохийн реактор дахь температур удаан хугацаанд 35 ° C байсан бол гэнэт 20 ° C хүртэл буурсан бол био хийн реакторын үйлдвэрлэл бараг бүрэн зогсох болно.
2. Залгах материал.
Метан исгэх нь ихэвчлэн тодорхой тоо, төрлийн бичил биетнийг дуусгахыг шаарддаг. Метан нянгаар баялаг тунадасыг тарилга гэж нэрлэдэг. Био хийн исгэх нь байгальд өргөн тархсан бөгөөд залгах материалтай газар ч мөн адил өргөн тархсан байдаг. Үүнд: бохирын лаг, лаг тунадас, бууцны нүхний ёроолын хурдас, янз бүрийн бохирын лаг, хоол боловсруулах үлдэгдэл гэх мэт. Органик бодис ихтэй, агааргүй орчинд сайн байдаг тул бичил биетний баялаг бүлгэмдэл бий болдог.
Био хийн шинэ реакторт анх удаа нэмсэн тарилга нь зогсонги байдлын хугацааг мэдэгдэхүйц бууруулж чадна. Шинэ биохийн реакторт залгах материалаар гараар бордох шаардлагатай. Үйлдвэрийн хог хаягдлыг түүхий эд болгон ашиглахдаа үүнд онцгой анхаарал хандуулдаг.
3. Агааргүй орчин.
Орчны агааргүй байдал нь агааргүй байдлын түвшингээр тодорхойлогддог. Ерөнхийдөө исэлдэлтийн потенциалыг ихэвчлэн Eh утгаар тэмдэглэдэг. Агааргүй нөхцөлд Eh нь сөрөг утгатай байна. Агааргүй метан нянгийн хувьд Eh нь -300 ~ -350 мВ-ын хүрээнд оршдог. Факультатив хүчил үүсгэдэг зарим бактери нь Eh -100 ~ + 100 мВ-т хэвийн амьдрах чадвартай.
Агааргүй нөхцөлийг хангахын тулд био хийн реакторуудыг нягт хаалттай, ус нэвтэрдэггүй, гоожихгүй байх шаардлагатай. Аж үйлдвэрийн томоохон биохийн реакторуудын хувьд Eh утгыг үргэлж хянаж байдаг. Жижиг фермийн био хийн реакторуудын хувьд энэ үнэ цэнийг хянах асуудал нь үнэтэй, нарийн төвөгтэй тоног төхөөрөмж худалдан авах хэрэгцээ шаардлагаас үүдэлтэй юм.
4. Биогазын реактор дахь орчны хүчиллэгийг (рН) хянах.
Метаноген нь маш нарийн хүрээнд рН-ийн хүрээг шаарддаг. Дунджаар рН=7. Исгэх нь рН-ийн 6.8-аас 7.5 хооронд явагддаг. Био хийн жижиг реакторуудад рН-ийн хяналтыг ашиглах боломжтой. Үүнийг хийхийн тулд олон фермерүүд нэг удаагийн лакмус индикаторын цаасан туузыг ашигладаг. Том үйлдвэрүүд ихэвчлэн электрон рН хяналтын төхөөрөмжийг ашигладаг. Хэвийн нөхцөлд метан исгэх тэнцвэрт байдал нь ихэвчлэн рН-ийн тохируулгагүйгээр байгалийн үйл явц юм. Зөвхөн буруу менежментийн тусгаарлагдсан тохиолдлуудад дэгдэмхий хүчил их хэмжээгээр хуримтлагдаж, рН буурдаг.
Өндөр хүчиллэг рН-ийн нөлөөг бууруулах арга хэмжээнд дараахь зүйлс орно.
(1) Био хийн реактор дахь орчинг хэсэгчлэн сольж, улмаар дэгдэмхий хүчлийн агууламжийг шингэлнэ. Энэ нь рН-ийг нэмэгдүүлэх болно.
(2) РН-ийг нэмэгдүүлэхийн тулд үнс эсвэл аммиак нэмнэ.
(3) рН-ийг шохойгоор тохируулна. Энэ арга хэмжээ нь хүчиллэг хэт их агууламжтай тохиолдолд ялангуяа үр дүнтэй байдаг.
5. Био хийн реактор дахь орчинг холих.
Ердийн исгэх саванд исгэх орчин нь ихэвчлэн дээд царцдас, дээд давхарга, идэвхтэй давхарга, тунадасны давхарга гэсэн дөрвөн давхаргад хуваагддаг.
Холих зорилго:
1) идэвхтэй бактерийг анхдагч түүхий эдийн шинэ хэсэг рүү шилжүүлэх, бичил биетүүд болон түүхий эдүүдийн контакт гадаргууг нэмэгдүүлэх, биохийн үйлдвэрлэлийн хурдыг нэмэгдүүлэх, түүхий эдийг ашиглах үр ашгийг нэмэгдүүлэх.
2) био хий ялгаруулах эсэргүүцлийг бий болгодог царцдасын зузаан давхарга үүсэхээс зайлсхийх. Сүрэл, хогийн ургамал, навч гэх мэт түүхий эдийг холихын тулд ялангуяа эрэлт хэрэгцээтэй байдаг. Царцдасын зузаан давхаргад хүчил хуримтлагдах нөхцлийг бүрдүүлдэг бөгөөд энэ нь хүлээн зөвшөөрөгдөхгүй юм.
Холих аргууд:
1) биохийн реакторын ажлын орон зайд суурилуулсан янз бүрийн төрлийн дугуйтай механик хольц.
2) биореакторын дээд хэсгээс авч доод хэсэгт илүүдэл даралттай нийлүүлсэн биохийтэй холих.
3) эргэлтийн гидравлик насосоор холих.
6. Нүүрстөрөгч ба азотын харьцаа.
Зөвхөн шим тэжээлийн оновчтой харьцаа нь үр дүнтэй исгэхэд хувь нэмэр оруулдаг. Гол үзүүлэлт нь нүүрстөрөгч ба азотын харьцаа (C:N) юм. Хамгийн оновчтой харьцаа нь 25: 1 байна. Олон тооны судалгаагаар оновчтой харьцааны хязгаар нь 20-30: 1, биохийн үйлдвэрлэл 35: 1 харьцаагаар мэдэгдэхүйц буурч байгааг нотолсон. Туршилтын судалгаагаар нүүрстөрөгч, азотын харьцаа 6:1 байхад биогаз исгэх боломжтой болохыг тогтоосон.
7. Даралт.
Метан бактери нь өндөр гидростатик даралтанд (40 метр ба түүнээс дээш) дасан зохицож чаддаг. Гэхдээ тэд даралтын өөрчлөлтөд маш мэдрэмтгий байдаг бөгөөд үүнээс болж тогтвортой даралт (даралтын огцом өөрчлөлт байхгүй) шаардлагатай байдаг. Даралтын мэдэгдэхүйц өөрчлөлт дараахь тохиолдолд тохиолдож болно: биохийн хэрэглээ мэдэгдэхүйц нэмэгдэх, биореакторыг анхдагч түүхий эдээр харьцангуй хурдан бөгөөд их хэмжээгээр ачих, эсвэл реакторыг хурдасгаас буулгах (цэвэрлэх).
Даралтыг тогтворжуулах арга замууд:
2) шинэ анхдагч түүхий эд, цэвэрлэгээг нэгэн зэрэг, ижил хэмжээгээр гадагшлуулах;
3) биохийн реактор дээр хөвөгч тагийг суурилуулах нь харьцангуй тогтвортой даралтыг хадгалах боломжийг олгодог.
8. Идэвхжүүлэгч ба дарангуйлагч.
Зарим бодисыг бага хэмжээгээр нэмэхэд биохийн реакторын ажиллагааг сайжруулдаг, ийм бодисыг идэвхжүүлэгч гэж нэрлэдэг. Бага хэмжээгээр нэмсэн бусад бодисууд нь биогазын реактор дахь үйл явцыг ихээхэн саатуулдаг бол ийм бодисыг дарангуйлагч гэж нэрлэдэг.
Зарим фермент, органик бус давс, органик болон органик бус бодис зэрэг олон төрлийн идэвхжүүлэгчийг мэддэг. Жишээлбэл, целлюлаза ферментийг тодорхой хэмжээгээр нэмэх нь биогаз үйлдвэрлэхэд ихээхэн хувь нэмэр оруулдаг. 5 мг/кг өндөр исэл (R 2 O 5) нэмснээр хийн үйлдвэрлэл 17%-иар нэмэгдэнэ. Аммиакийн бикарбонат (NH 4 HCO 3) нэмснээр сүрэл болон үүнтэй төстэй анхдагч түүхий эдийн биохийн гарцыг мэдэгдэхүйц нэмэгдүүлэх боломжтой. Идэвхжүүлэгчид нь идэвхжүүлсэн нүүрс эсвэл хүлэр юм. Биореакторыг устөрөгчөөр тэжээх нь метаны үйлдвэрлэлийг эрс нэмэгдүүлэх боломжтой.
Дарангуйлагч нь ихэвчлэн металл ион, давс, фунгицидийн зарим нэгдлүүдийг хэлдэг.
Исгэх үйл явцын ангилал.
Метан исгэх нь хатуу агааргүй исгэх явдал юм. Исгэх процессыг дараахь төрлүүдэд хуваана.
Исгэх температурын дагуу ангилал.
"Байгалийн" исгэх температурт (хувьсах температурт исгэх) хувааж болно, энэ тохиолдолд исгэх температур нь ойролцоогоор 35 ° C, өндөр температурт исгэх процесс (ойролцоогоор 53 ° C) байна.
Ялгаатай байдлаар нь ангилах.
Исгэлтийн ялгавартай шинж чанараас хамааран нэг үе шаттай исгэх, хоёр үе шаттай исгэх, олон үе шаттай исгэх гэж хуваагдана.
1) Нэг үе шаттай исгэх.
Хамгийн түгээмэл исгэх төрлийг хэлнэ. Энэ нь хүчил ба метаныг нэгэн зэрэг үйлдвэрлэдэг төхөөрөмжүүдэд хамаарна. Нэг үе шаттай исгэх нь BOD (биологийн хүчилтөрөгчийн хэрэгцээ)-ийн хувьд хоёр ба олон үе шаттай исгэхээс бага үр дүнтэй байж болно.
2) Хоёр үе шаттай исгэх.
Хүчил ба метаноген бичил биетнийг тусад нь исгэх үндсэн дээр. Эдгээр хоёр төрлийн микробууд нь физиологи, хоол тэжээлийн шаардлагад өөр өөр байдаг бөгөөд өсөлт, бодисын солилцооны шинж чанар болон бусад талуудын хувьд мэдэгдэхүйц ялгаатай байдаг. Хоёр үе шаттай исгэх нь биохийн гарц, дэгдэмхий тосны хүчлүүдийн задралыг ихээхэн сайжруулж, исгэх мөчлөгийг богиносгож, ашиглалтын зардлыг ихээхэн хэмнэж, хог хаягдлаас органик бохирдлыг үр дүнтэй арилгах боломжтой.
3) Олон үе шаттай исгэх.
Целлюлозоор баялаг анхдагч түүхий эдэд дараах дарааллаар хэрэглэнэ.
(1) Целлюлозын материал нь хүчил ба шүлтлэгийн оролцоотойгоор гидролиз болдог. Глюкоз үүсдэг.
(2) Залгах материалыг танилцуулж байна. Энэ нь ихэвчлэн идэвхтэй лаг эсвэл биохийн реакторын бохир ус юм.
(3) Хүчиллэг нян (дэгдэмхий хүчил үүсгэгч) үүсгэх тохиромжтой нөхцлийг бүрдүүлнэ: pH=5.7 (гэхдээ 6.0-аас ихгүй), Eh=-240mV, температур 22°C. Энэ үе шатанд дараахь дэгдэмхий хүчлүүд үүсдэг: цууны, пропионик, бутирик, изобутирик.
(4) Метан нян үүсгэх тохиромжтой нөхцлийг бүрдүүлэх: pH=7.4-7.5, Eh=-330mV, температур 36-37°C
Тогтмол давтамжаар ангилах.
Исгэх технологийг багц исгэх, тасралтгүй исгэх, хагас тасралтгүй исгэх гэж ангилдаг.
1) Багц исгэх.
Түүхий эд, залгаас материалыг биогазын реакторт нэг удаа ачиж, исгэх ажиллагаа явуулдаг. Энэ аргыг анхан шатны түүхий эдийг ачих, хог хаягдлыг буулгахад хүндрэлтэй, хүндрэлтэй үед ашигладаг. Жишээлбэл, жижиглэсэн сүрэл эсвэл органик хог хаягдлын том шахмал түлш биш.
2) Тасралтгүй исгэх.
Түүхий эдийг өдөрт хэд хэдэн удаа биоректорт ачих, исгэх хог хаягдлыг зайлуулах тохиолдол үүнд хамаарна.
3) Хагас тасралтгүй исгэх.
Энэ нь био хийн реакторуудад хамаатай бөгөөд өөр өөр анхдагч түүхий эдийг үе үе тэнцүү бус хэмжээгээр нэмэх нь хэвийн үзэгдэл юм. Энэхүү технологийн схемийг Хятадын жижиг фермүүд ихэвчлэн ашигладаг бөгөөд газар тариалангийн онцлогтой холбоотой байдаг. ажилладаг Хагас тасралтгүй исгэх бүхий биохийн реакторууд нь янз бүрийн дизайны ялгаатай байж болно. Эдгээр дизайныг доор авч үзэх болно.
Схем No1. Тогтмол тагтай био хийн реактор.
Загварын онцлог: исгэх камер болон биогаз хадгалах байгууламжийг нэг бүтцэд нэгтгэх: доод хэсэгт түүхий эдийг исгэх; био хий нь дээд хэсэгт хадгалагддаг.
Үйл ажиллагааны зарчим:
Био хий нь шингэнээс гарч, биогазын реакторын тагны доор түүний бөмбөгөрт хуримтлагддаг. Био хийн даралтыг шингэний жингээр тэнцвэржүүлдэг. Хийн даралт ихсэх тусам исгэх тасалгаанаас илүү шингэн гарах болно. Хийн даралт бага байх тусам исгэх камерт илүү их шингэн ордог. Био хийн реакторыг ажиллуулах явцад түүний дотор байнга шингэн, хий байдаг. Гэхдээ өөр өөр хувь хэмжээгээр.
Схем No2. Био хийн реактор нь хөвөгч бүрээстэй.
Схем No3. Био хийн реактор нь суурин таглаатай, гаднах хийн тогтоогчтой.
Загварын онцлог: 1) хөвөгч бүрээсийн оронд тусад нь барьсан хийн савтай; 2) гаралтын хэсэгт биохийн даралт тогтмол байна.
Схем No3-ын давуу талууд: 1) тодорхой даралтын үзүүлэлтийг хатуу шаарддаг биохийн шатаагчийг ажиллуулахад тохиромжтой; 2) биохийн реактор дахь исгэх идэвхжил багатай тул хэрэглэгчдэд биохийн тогтвортой, өндөр даралтыг хангах боломжтой.
Дотоодын био хийн реактор барих гарын авлага.
GB/T 4750-2002 Дотоодын биохийн реактор.
GB/T 4751-2002 Дотоодын биохийн реакторын чанарын хүлээн авалт.
GB/T 4752-2002 Дотоодын биохийн реактор барих дүрэм.
GB 175 -1999 Портланд цемент, энгийн портланд цемент.
GB 134-1999 Портланд шаар цемент, туф цемент, үнсэн цемент.
GB 50203-1998 Өрлөгийн барилгын ажил, хүлээн авалт.
JGJ52-1992 Энгийн элс бетоны чанарын стандарт. Туршилтын аргууд.
JGJ53- 1992 Энгийн буталсан чулуу, хайрга бетоны чанарын стандарт. Туршилтын аргууд.
JGJ81 -1985 Энгийн бетоны механик шинж чанар. Туршилтын арга.
JGJ/T 23-1992 Бетоны шахалтын бат бэхийг буцаах аргаар турших техникийн тодорхойлолт.
JGJ70 -90 зуурмаг. Үндсэн шинж чанарыг шалгах арга.
GB 5101-1998 Тоосго.
GB 50164-92 Бетоны чанарын хяналт.
Агаарын битүүмжлэл.
Био хийн реакторын загвар нь 8000 (эсвэл 4000 Па) дотоод даралтыг хангадаг. 24 цагийн дараа гоожих түвшин 3% -иас бага байна.
Реакторын эзэлхүүн дэх биохийн үйлдвэрлэлийн нэгж.
Био хий үйлдвэрлэх таатай нөхцлийн хувьд реакторын эзэлхүүний шоо метр тутамд 0.20-0.40 м 3 био хий үүсэхийг хэвийн гэж үзнэ.
Хийн агуулахын хэвийн хэмжээ нь өдөр тутмын биохийн үйлдвэрлэлийн 50% байдаг.
Аюулгүй байдлын коэффициент K=2.65-аас багагүй байна.
Хэвийн үйлчилгээний хугацаа дор хаяж 20 жил байна.
Хүчтэй ачаалал 2 кН/м2.
Суурийн бүтцийн даац нь 50 кПа-аас багагүй байна.
Хийн савнууд нь 8000 Па-аас ихгүй даралтанд зориулагдсан бөгөөд хөвөгч тагтай 4000 Па-аас ихгүй даралттай байдаг.
Усан сангийн хамгийн их даралтын хязгаар нь 12000 Па-аас ихгүй байна.
Реакторын нуман хаалганы хамгийн бага зузаан нь 250 мм-ээс багагүй байна.
Реакторын хамгийн их ачаалал нь түүний эзлэхүүний 90% байна.
Реакторын загвар нь реакторын тагны доор өдөр тутмын биохийн үйлдвэрлэлийн 50% -ийг эзэлдэг хийн флотаци хийх орон зай байхаар заасан.
Реакторын эзэлхүүн 6 м 3, хийн урсгалын хурд 0.20 м 3 / м 3 / өдөр байна.
Эдгээр зургийн дагуу 4 м3, 8 м3, 10 м3 эзэлхүүнтэй реактор барих боломжтой. Үүнийг хийхийн тулд зураг дээрх хүснэгтэд заасан хэмжээсийн залруулгын утгыг ашиглах шаардлагатай.
Био хийн реактор барих бэлтгэл ажил.
Био хийн реакторын төрлийг сонгохдоо исгэсэн түүхий эдийн тоо хэмжээ, шинж чанараас хамаарна. Үүнээс гадна сонголт нь орон нутгийн гидрогеологи, цаг уурын нөхцөл, барилгын технологийн түвшингээс хамаарна.
Өрхийн био хийн реакторыг бие засах газар, мал бүхий байрны ойролцоо 25 метрээс холгүй зайд байрлуулна. Био хийн реакторын байршил нь гүний усны түвшин багатай хатуу газар, нарлаг тал дээр байх ёстой.
Био хийн реакторын загварыг сонгохдоо доорх барилгын материалын хэрэглээний хүснэгтийг ашиглана уу.
| Реакторын эзэлхүүн, м 3 | |||||
| 4 | 6 | 8 | 10 | ||
| Эзлэхүүн, м 3 | 1,828 | 2,148 | 2,508 | 2,956 | |
| Цемент, кг | 523 | 614 | 717 | 845 | |
| Элс, м 3 | 0,725 | 0,852 | 0,995 | 1,172 | |
| Хайрга, м 3 | 1,579 | 1,856 | 2,167 | 2,553 | |
| Эзлэхүүн, м 3 | 0,393 | 0,489 | 0,551 | 0,658 | |
| Цемент, кг | 158 | 197 | 222 | 265 | |
| Элс, м 3 | 0,371 | 0,461 | 0,519 | 0,620 | |
| Цементийн зуурмаг | Цемент, кг | 78 | 93 | 103 | 120 |
| Материалын нийт хэмжээ | Цемент, кг | 759 | 904 | 1042 | 1230 |
| Элс, м 3 | 1,096 | 1,313 | 1,514 | 1,792 | |
| Хайрга, м 3 | 1,579 | 1,856 | 2,167 | 2,553 | |
| Реакторын эзэлхүүн, м 3 | |||||
| 4 | 6 | 8 | 10 | ||
| Эзлэхүүн, м 3 | 1,540 | 1,840 | 2,104 | 2,384 | |
| Цемент, кг | 471 | 561 | 691 | 789 | |
| Элс, м 3 | 0,863 | 0,990 | 1,120 | 1,260 | |
| Хайрга, м 3 | 1,413 | 1,690 | 1,900 | 2,170 | |
| Угсармал барилгын засал чимэглэл | Эзлэхүүн, м 3 | 0,393 | 0,489 | 0,551 | 0,658 |
| Цемент, кг | 158 | 197 | 222 | 265 | |
| Элс, м 3 | 0,371 | 0,461 | 0,519 | 0,620 | |
| Цементийн зуурмаг | Цемент, кг | 78 | 93 | 103 | 120 |
| Материалын нийт хэмжээ | Цемент, кг | 707 | 851 | 1016 | 1174 |
| Элс, м 3 | 1,234 | 1,451 | 1,639 | 1,880 | |
| Хайрга, м 3 | 1,413 | 1,690 | 1,900 | 2,170 | |
| Ган материал | Ган бариулын диаметр 12 мм, кг | 14 | 18,98 | 20,98 | 23,00 |
| Ган арматурын диаметр 6.5 мм, кг | 10 | 13,55 | 14,00 | 15,00 | |
| Реакторын эзэлхүүн, м 3 | |||||
| 4 | 6 | 8 | 10 | ||
| Эзлэхүүн, м 3 | 1,257 | 1,635 | 2,017 | 2,239 | |
| Цемент, кг | 350 | 455 | 561 | 623 | |
| Элс, м 3 | 0,622 | 0,809 | 0,997 | 1,107 | |
| Хайрга, м 3 | 0,959 | 1,250 | 1,510 | 1,710 | |
| Угсармал барилгын засал чимэглэл | Эзлэхүүн, м 3 | 0,277 | 0,347 | 0,400 | 0,508 |
| Цемент, кг | 113 | 142 | 163 | 208 | |
| Элс, м 3 | 0,259 | 0,324 | 0,374 | 0,475 | |
| Цементийн зуурмаг | Цемент, кг | 6 | 7 | 9 | 11 |
| Материалын нийт хэмжээ | Цемент, кг | 469 | 604 | 733 | 842 |
| Элс, м 3 | 0,881 | 1,133 | 1,371 | 1,582 | |
| Хайрга, м 3 | 0,959 | 1,250 | 1,540 | 1,710 | |
| Тодорхойлолт | Зураг дээрх тэмдэглэгээ |
| Материал: | |
| Хоолой (газар дахь суваг) |  |
 |
|
 |
|
 |
|
 |
|
 |
|
 |
|
 |
|
 |
|
 |
|
| Тэмдгүүд: | |
| Нарийвчилсан зургийн холбоос. Дээд талын дугаар нь хэсгийн дугаарыг заана. Доод талын дугаар нь тухайн хэсгийн нарийвчилсан тайлбар бүхий зургийн дугаарыг заана. Хэрэв доод тооны оронд "-" тэмдэг тэмдэглэгдсэн бол энэ зураг дээр тухайн хэсгийн нарийвчилсан тайлбарыг харуулсан болно. | |
| Хэсгийн хэсэг. Тод зураас нь зүсэлтийн хавтгай ба харагдах чиглэлийг, тоонууд нь зүсэлтийн таних дугаарыг заана. | |
| Сум нь радиусыг заана. R үсгийн дараах тоонууд нь радиусын утгыг илэрхийлнэ. | |
| Нийтлэг хүлээн зөвшөөрөгдсөн: | |
 |
|
 |
|
 |
|
| Үүний дагуу хагас гол тэнхлэг ба эллипсоидын богино тэнхлэг | |
| Урт | |
 |
|
 |
|
 |
|
Био хийн реакторуудын дизайн.
Онцлог:
Үндсэн усан сангийн дизайны онцлог шинж чанар.
Доод тал нь оролтын портоос гаралтын порт руу налуу. Энэ нь байнгын хөдөлгөөнт урсгал үүсэхийг баталгаажуулдаг. Зураг №1-9 нь биогазын реакторын гурван төрлийн бүтцийг заана: А, В, С.
А төрлийн биохийн реактор: Хамгийн энгийн загвар. Шингэн бодисыг зайлуулах нь исгэх камерын доторх биохийн даралтын хүчээр зөвхөн гаралтын цонхоор хийгддэг.
Био хийн реактор В төрлийн: Үндсэн усан сан нь төвд босоо хоолойгоор тоноглогдсон бөгөөд ашиглалтын явцад хэрэгцээнээс хамааран шингэн бодисыг нийлүүлэх эсвэл зайлуулах боломжтой. Үүнээс гадна, босоо хоолойгоор дамжуулан бодисын урсгалыг бий болгохын тулд энэ төрлийн биохийн реактор нь үндсэн усан сангийн ёроолд цацруулагч (дефлектор) хуваалттай байдаг.
С төрлийн биохийн реактор: В төрлийн реактортой төстэй хийцтэй.Гэхдээ төвийн босоо хоолойд суурилуулсан энгийн хийцтэй гар поршений насос, мөн гол сав газрын ёроолд бусад цацруулагч хаалтуудаар тоноглогдсон. . Эдгээр дизайны онцлогууд нь экспресс дээжийн энгийн байдлаас шалтгаалан үндсэн усан сан дахь үндсэн технологийн процессын параметрүүдийг үр дүнтэй хянах боломжийг олгодог. Мөн биогазын реакторыг биохийн бактерийн донор болгон ашиглах. Энэ төрлийн реакторт субстратын тархалт (холимог) илүү бүрэн явагддаг бөгөөд энэ нь эргээд биохийн гарцыг нэмэгдүүлдэг.
Исгэх шинж чанарууд:
Уг процесс нь залгах материалыг сонгохоос бүрдэнэ; анхан шатны түүхий эд бэлтгэх (нягтыг усаар дуусгах, хүчиллэгийг тохируулах, залгах материал нэмэх); исгэх (субстратын хольц ба температурыг хянах).
Хүний баас, малын ялгадас, шувууны сангас зэргийг исгэх материал болгон ашигладаг. Үргэлжилсэн исгэх процессоор биохийн реакторыг үр дүнтэй ажиллуулах харьцангуй тогтвортой нөхцлийг бүрдүүлдэг.
Дизайн зарчмууд.
"Гурвалсан" системийг дагаж мөрдөх (био хий, жорлон, амбаар). Био хийн реактор нь босоо цилиндр хэлбэртэй сав юм. Цилиндр хэсгийн өндөр H=1 м. Танкны дээд хэсэг нь нуман хаалгатай. Нуман хаалганы өндрийг цилиндр хэсгийн диаметртэй харьцуулсан харьцаа f 1 /D=1/5. Доод тал нь оролтын портоос гаралтын порт руу налуу. 5 градусын хазайлтын өнцөг.
Савны загвар нь исгэх нөхцлийг хангадаг. Субстратын хөдөлгөөн нь таталцлын нөлөөгөөр явагддаг. Уг систем нь сав бүрэн ачаалагдсан үед ажиллаж, био хийн үйлдвэрлэлийг нэмэгдүүлэх замаар түүхий эдийн оршин суух хугацаанаас хамаарч өөрийгөө удирддаг. B ба C төрлийн биохийн реакторууд нь субстратыг боловсруулах нэмэлт төхөөрөмжтэй байдаг.
Савыг түүхий эдээр бүрэн дүүргээгүй байж болно. Энэ нь үр ашгийг алдагдуулахгүйгээр хийн гаралтыг бууруулдаг.
Бага өртөгтэй, удирдахад хялбар, өргөн тархсан түгээмэл хэрэглээ.
Барилгын материалын тодорхойлолт.
Био хийн реакторын хана, ёроол, дээврийн материал нь бетон юм.
Ачаалах суваг зэрэг дөрвөлжин хэсгүүдийг тоосгоор хийж болно. Бетон бүтээцийг бетон хольцыг цутгах замаар хийж болохоос гадна угсармал бетоны элементүүдээс (тухайлбал: оролтын нүхний таг, бактерийн сав, төв хоолой) хийж болно. Бактерийн тор нь бөөрөнхий хөндлөн огтлолтой бөгөөд сүлжихэд байрлуулсан эвдэрсэн өндөгний хальснаас бүрдэнэ.
Барилгын ажлын дараалал.
Хэвний цутгах арга нь дараах байдалтай байна. Ирээдүйн био хийн реакторын тоймыг газар дээр тэмдэглэв. Хөрс арилгадаг. Эхлээд ёроолыг дүүргэнэ. Бөгжний бетон цутгахын тулд хэвний доод хэсэгт суурилуулсан. Хана нь хэв хашмал, дараа нь нуман хаалга ашиглан цутгаж байна. Хэвний ажилд ган, мод эсвэл тоосго ашиглаж болно. Цутгах нь тэгш хэмтэй хийгддэг бөгөөд бат бэхийн хувьд шахах төхөөрөмжийг ашигладаг. Илүүдэл урсдаг бетоныг хусуураар арилгадаг.
Барилгын зураг.
Барилга угсралтын ажлыг 1-9 тоот зургийн дагуу гүйцэтгэнэ.
Зураг 1. Био хийн реактор 6 м 3. А төрөл:
Зураг 2. Био хийн реактор 6 м 3. А төрөл:
Угсармал бетонон хавтангаар био хийн реактор барих нь илүү дэвшилтэт барилгын технологи юм. Энэхүү технологи нь хэмжээсийн нарийвчлалыг хадгалах, барилгын ажлын цаг, зардлыг бууруулахад хялбар байдаг тул илүү дэвшилтэт технологи юм. Барилга угсралтын гол онцлог нь реакторын үндсэн элементүүдийг (нуман хаалга, хана, суваг, бүрээс) суурилуулах газраас хол зайд үйлдвэрлэж, дараа нь угсрах газар руу зөөвөрлөж, газар дээр нь том нүхэнд угсардаг. Ийм реакторыг угсрахдаа гол анхаарал нь хэвтээ ба босоо тэнхлэгийн суурилуулалтын нарийвчлал, түүнчлэн өгзөгний үений нягтралд анхаарлаа хандуулдаг.
Зураг 13. Био хийн реактор 6 м 3. Төмөр бетонон хавтангаар хийсэн биохийн реакторын дэлгэрэнгүй мэдээлэл:
Зураг 14. Био хийн реактор 6 м 3. Био хийн реакторын угсралтын элементүүд:
Зураг 15. Био хийн реактор 6 м 3. Төмөр бетон реакторын угсралтын элементүүд:
Био хий үйлдвэрлэх технологи. Орчин үеийн мал аж ахуйн цогцолборууд нь үйлдвэрлэлийн өндөр үзүүлэлтийг хангадаг. Ашигласан технологийн шийдлүүд нь цогцолборуудын байранд байгаа ариун цэврийн болон эрүүл ахуйн стандартын шаардлагыг бүрэн дагаж мөрдөх боломжийг олгодог.
Гэсэн хэдий ч их хэмжээний шингэн бууц нэг газарт төвлөрч байгаа нь цогцолборын зэргэлдээх бүс нутгийн экологид ихээхэн бэрхшээл учруулдаг. Тухайлбал, гахайн шинэ бууц, баас нь аюулын 3-р зэрэглэлийн хог хаягдлын ангилалд багтдаг. Байгаль орчны асуудал нь хяналтын байгууллагуудын хяналтанд байдаг бөгөөд эдгээр асуудалд тавигдах хууль тогтоомжийн шаардлага байнга чангарч байна.
Biocomplex нь шингэн бууцыг зайлуулах цогц шийдлийг санал болгодог бөгөөд үүнд орчин үеийн биогазын үйлдвэрт (BGU) түргэвчилсэн боловсруулалт орно. Боловсруулалтын явцад органик бодисын задралын байгалийн үйл явц нь метан, CO2, хүхэр гэх мэт хий ялгаруулах замаар хурдасгасан горимд явагддаг. Зөвхөн үүссэн хий нь агаар мандалд ялгарч, хүлэмжийн нөлөөлөл үүсгэдэггүй, харин цахилгаан болон дулааны энерги үүсгэдэг тусгай хий үүсгэгч (когенерац) төхөөрөмж рүү илгээдэг.
Биогаз - шатамхай хий, биомассын агааргүй метан исгэх явцад үүссэн бөгөөд гол төлөв метан (55-75%), нүүрстөрөгчийн давхар исэл (25-45%), хүхэрт устөрөгч, аммиак, азотын исэл болон бусад хольц (1% -иас бага) бүрддэг.
Биомассын задрал нь химийн болон физикийн процесс, үндсэн 3 бүлгийн бактерийн симбиотик амьдралын үйл ажиллагааны үр дүнд үүсдэг бол зарим бүлгийн нянгийн бодисын солилцооны бүтээгдэхүүн нь тодорхой дарааллаар бусад бүлгийн хүнсний бүтээгдэхүүн юм.
Эхний бүлэг нь гидролитик бактери, хоёрдугаарт хүчил үүсгэдэг, гурав дахь нь метан үүсгэдэг.
Органик хөдөө аж ахуйн болон ахуйн хог хаягдал, ургамлын гаралтай түүхий эдийг био хий үйлдвэрлэх түүхий эд болгон ашиглаж болно.
Био хий үйлдвэрлэхэд ашигладаг хөдөө аж ахуйн хог хаягдлын хамгийн түгээмэл төрлүүд нь:
- гахай, үхрийн ялгадас, шувууны хог;
- үхрийн цогцолборын тэжээлийн хүснэгтийн үлдэгдэл;
- хүнсний ногооны орой;
- үр тариа, хүнсний ногоо, чихрийн нишингэ, эрдэнэ шишийн чанар муутай ургац;
- нухаш ба моласс;
- гурил, зарцуулсан үр тариа, жижиг үр тариа, үр хөврөл;
- шар айрагны үр тариа, соёолжны нахиа, уургийн лаг;
- цардуул, сиропын үйлдвэрлэлийн хаягдал;
- жимс, хүнсний ногооны нухаш;
- ийлдэс;
- гэх мэт.
|
Түүхий эдийн эх үүсвэр |
Түүхий эд материалын төрөл |
Жилийн түүхий эдийн хэмжээ, м3 (тн) |
Био хийн хэмжээ, м3 |
| 1 саалийн үнээ | Хог хаягдалгүй шингэн бууц | ||
| 1 таргалуулах гахай | Хог хаягдалгүй шингэн бууц | ||
| 1 таргалуулах бух | Хатуу бууц хаях | ||
| 1 морь | Хатуу бууц хаях | ||
| 100 тахиа | Хуурай баас | ||
| 1 га тариалангийн талбай | Шинэ эрдэнэ шишийн дарш | ||
| 1 га тариалангийн талбай | Чихрийн манжин | ||
| 1 га тариалангийн талбай | Шинэ үр тарианы дарш | ||
| 1 га тариалангийн талбай | Шинэ өвсний дарш |
Нэг био хийн үйлдвэр (BGU) дотор био хий үйлдвэрлэхэд ашигладаг субстратын тоо (хог хаягдлын төрөл) нэгээс арав ба түүнээс дээш хооронд хэлбэлзэж болно.
Агро аж үйлдвэрийн салбарт био хийн төслүүдийг дараахь хувилбаруудын аль нэгээр нь үүсгэж болно.
- тусдаа аж ахуйн нэгжийн хог хаягдлаас биохий үйлдвэрлэх (жишээлбэл, малын фермийн бууц, чихрийн үйлдвэрээс уут, архины үйлдвэрээс ялгадас);
- өөр өөр аж ахуйн нэгжийн хаягдал дээр суурилсан био хий үйлдвэрлэх, төсөл нь тусдаа аж ахуйн нэгж эсвэл тусдаа байрладаг төвлөрсөн био хийн үйлдвэртэй холбоотой;
- тусдаа байрладаг био хийн үйлдвэрүүдийн эрчим хүчний үйлдвэрүүдийн анхдагч хэрэглээ бүхий био хийн үйлдвэрлэл.
Био хийн эрчим хүчийг ашиглах хамгийн түгээмэл арга бол цахилгаан, дулааныг үйлдвэрлэдэг мини ДЦС-ын нэг хэсэг болох хийн поршений хөдөлгүүрт шаталт юм.
Орших био хийн станцын технологийн схемийн янз бүрийн хувилбарууд- ашигласан субстратын төрлүүдийн төрөл, тооноос хамаарна. Урьдчилсан бэлтгэлийг ашиглах нь зарим тохиолдолд биореактор дахь түүхий эдийн задралын хурд, зэрэглэлийг нэмэгдүүлэх, улмаар биохийн нийт гарцыг нэмэгдүүлэх боломжийг олгодог. Шингэн ба хатуу хог хаягдал гэх мэт өөр өөр шинж чанартай хэд хэдэн субстратыг ашиглах тохиолдолд тэдгээрийг хуримтлуулах, урьдчилан бэлтгэх (фракцид хуваах, нунтаглах, халаах, нэгэн төрлийн болгох, биохими эсвэл биологийн боловсруулалт гэх мэт) тусад нь хийгддэг. тэдгээрийг биореакторт нийлүүлэхээс өмнө хольж, эсвэл тусдаа урсгалаар нийлүүлдэг.
Ердийн биогазын үйлдвэрийн үндсэн бүтцийн элементүүд нь:
- субстратыг хүлээн авах, урьдчилан бэлтгэх систем;
- суурилуулах доторх субстратын тээврийн систем;
- холих систем бүхий биореактор (исгэгчийн);
- биореакторын халаалтын систем;
- устөрөгчийн сульфид, чийгийн хольцоос био хийг зайлуулах, цэвэршүүлэх систем;
- исгэсэн масс болон биохий хадгалах сав;
- технологийн процессын программ хангамжийн хяналт, автоматжуулалтын систем.
Био хийн станцын технологийн схемүүд нь боловсруулсан субстратын төрөл, тоо, эцсийн зорилтот бүтээгдэхүүний төрөл, чанар, технологийн шийдлийг гаргаж буй компанийн ашигладаг тусгай ноу-хау болон бусад олон хүчин зүйлээс хамаарч өөр өөр байдаг. Өнөөдөр хамгийн түгээмэл нь хэд хэдэн төрлийн субстратын нэг үе шаттай исгэх схемүүд бөгөөд тэдгээрийн нэг нь ихэвчлэн бууц юм.
Био хийн технологи хөгжихийн хэрээр ашигласан техникийн шийдлүүд нь хоёр үе шаттай схемд илүү төвөгтэй болж байгаа нь зарим тохиолдолд тодорхой төрлийн субстратыг үр ашигтай боловсруулах технологийн хэрэгцээ, ажлын хэмжээг ашиглах ерөнхий үр ашгийг нэмэгдүүлэхтэй холбоотой юм. биореакторууд.
Био хийн үйлдвэрлэлийн онцлогЭнэ нь зөвхөн туйлын хуурай органик бодисоос метан бактери үүсгэдэг. Тиймээс үйлдвэрлэлийн эхний шатны даалгавар бол органик бодисын өндөр агууламжтай, нэгэн зэрэг шахах боломжтой субстратын хольцыг бий болгох явдал юм. Энэ нь 10-12% хуурай бодисын агууламжтай субстрат юм. Шураг тусгаарлагч ашиглан илүүдэл чийгийг гаргах замаар шийдэлд хүрнэ.
Шингэн ялгадас нь үйлдвэрлэлийн байрнаас танканд орж, гүний холигчоор нэгэн төрлийн байдалд орж, гүний насосоор ялгах цехэд шнек сепаратор руу нийлүүлдэг. Шингэний фракц нь тусдаа саванд хуримтлагддаг. Хатуу фракцыг хатуу түүхий эд тэжээгч рүү ачдаг.
Субстратыг исгэгч рүү ачих хуваарийн дагуу боловсруулсан хөтөлбөрийн дагуу насосыг үе үе асааж, исгэгчийн шингэн хэсгийг нийлүүлж, нэгэн зэрэг хатуу түүхий эд ачигчийг ажиллуулдаг. Сонголтын хувьд шингэн фракцыг холих функцтэй хатуу түүхий эд ачигч руу оруулж, дараа нь боловсруулсан ачих хөтөлбөрийн дагуу бэлэн хольцыг исгэх төхөөрөмжид оруулна.Оруулах нь богино хугацаатай. Энэ нь исгэгчийн органик субстратыг хэт их хэмжээгээр оруулахаас урьдчилан сэргийлэхийн тулд хийгддэг, учир нь энэ нь бодисын тэнцвэрийг алдагдуулж, исгэх процессыг тогтворгүй болгоход хүргэдэг. Үүний зэрэгцээ шахуургууд нь бас асч, исгэгчээс исгэгч рүү, исгэгчээс исгээ хадгалах сав (лагун) руу шахаж, исгэгч, исгэгчийг халиахаас сэргийлдэг.
Савны бүх эзэлхүүн дэх нянгийн жигд тархалтыг хангахын тулд исгэх болон исгэх саванд байрлах задралын массыг холино. Холихын тулд тусгай загвар бүхий бага хурдтай холигчийг ашигладаг.
Субстрат нь исгэгч дотор байх үед биогазын үйлдвэрээс гаргаж авсан нийт биохийн 80 хүртэлх хувийг бактери ялгаруулдаг. Био хийн үлдэгдэл хэсэг нь задлагчаар ялгардаг.
Тогтвортой хэмжээний биохийн ялгаралтыг хангахад исгэх болон исгэгчийн доторх шингэний температур чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Дүрмээр бол процесс нь 41-43ºС температуртай мезофилийн горимд явагддаг. Тогтвортой температурыг хадгалахын тулд исгэх, исгэгч дотор тусгай хоолойт халаагуур ашиглахаас гадна хана, шугам хоолойн найдвартай дулаан тусгаарлалтыг ашиглана. Хоол боловсруулах замаас гарч буй био хий нь хүхрийн агууламж өндөртэй байдаг. Айргаа, исгэгч дотор модон дам нуруун дээр тавьсан дулаалгын гадаргууг колоничлох тусгай бактери ашиглан биогазыг хүхрээс цэвэршүүлдэг.
Био хий нь хийн агуулагч дотор хуримтлагддаг бөгөөд энэ нь шингэний гадаргуу ба дээд талд нь исгэх, исгэх хэсгийг бүрхсэн уян хатан, өндөр бат бэх материалын хооронд үүсдэг. Материал нь маш их сунах чадвартай (хүч чадлыг бууруулахгүйгээр) бөгөөд энэ нь био хий хуримтлагдах үед хийн эзэмшигчийн хүчин чадлыг ихээхэн нэмэгдүүлдэг. Хийн савыг халих, материал хагарахаас сэргийлэхийн тулд аюулгүйн хавхлага байдаг.
Дараа нь био хий нь когенерацийн үйлдвэрт ордог. Когенерацийн нэгж (CGU) нь био хий дээр ажилладаг хийн поршений хөдөлгүүрээр удирддаг генераторуудаар цахилгаан энерги үүсгэдэг нэгж юм. Био хий нь маш их шавхагддаг түлш учраас био хий дээр ажилладаг когенераторууд нь ердийн хийн генераторын хөдөлгүүрээс дизайны хувьд ялгаатай байдаг. Генераторуудын үйлдвэрлэсэн цахилгаан эрчим хүч нь БСУ-ын цахилгаан тоног төхөөрөмжийг эрчим хүчээр хангадаг бөгөөд үүнээс гадна бүх зүйлийг ойролцоох хэрэглэгчдэд нийлүүлдэг. Когенераторыг хөргөхөд ашигладаг шингэний энерги нь бойлерийн төхөөрөмжийн алдагдлыг хассан дулааны энерги юм. Үүссэн дулааны энергийг хэсэгчлэн айраг, исгэгчийг халаахад зарцуулж, үлдсэн хэсгийг мөн ойролцоох хэрэглэгчдэд илгээдэг. ордог
Биогазыг байгалийн хийн түвшинд хүртэл цэвэршүүлэх нэмэлт төхөөрөмж суурилуулах боломжтой боловч энэ нь үнэтэй тоног төхөөрөмж бөгөөд биогазын станцын зорилго нь дулааны болон цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэх биш харин түлш үйлдвэрлэхэд зориулагдсан тохиолдолд л ашиглагддаг. хийн поршений хөдөлгүүр. Био хий цэвэршүүлэх технологи нь батлагдсан бөгөөд хамгийн түгээмэл хэрэглэгддэг нь усан шингээлт, даралтат шингээлт, химийн тунадасжилт, мембран тусгаарлалт юм.
Био хийн цахилгаан станцуудын эрчим хүчний хэмнэлт нь сонгосон технологи, материал, үндсэн байгууламжийн дизайн, түүнчлэн тэдгээрийн байрладаг бүс нутгийн цаг уурын нөхцөл байдлаас ихээхэн хамаардаг. Сэрүүн уур амьсгалтай бүс нутагт биореакторыг халаах дулааны энергийн дундаж хэрэглээ нь когенераторын үйлдвэрлэсэн эрчим хүчний 15-30% (нийт).
Био хийн түлшээр ажилладаг дулааны цахилгаан станц бүхий био хийн цогцолборын нийт эрчим хүчний хэмнэлт дунджаар 75-80% байна. Цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэх явцад когенерацийн станцаас хүлээн авсан бүх дулааныг хэрэглэх боломжгүй нөхцөлд (гадны дулааны хэрэглэгч байхгүйгээс болж үүсдэг нийтлэг нөхцөл байдал) агаар мандалд ордог. Энэ тохиолдолд биохийн дулааны цахилгаан станцын эрчим хүчний хэмнэлт нь нийт биохийн эрчим хүчний дөнгөж 35% -ийг эзэлдэг.
Био хийн станцын гүйцэтгэлийн үндсэн үзүүлэлтүүд нь ихээхэн ялгаатай байж болох бөгөөд энэ нь ашигласан субстрат, батлагдсан технологийн зохицуулалт, ашиглалтын туршлага, үйлдвэр тус бүрийн гүйцэтгэсэн үүрэг даалгавраас ихээхэн хамаардаг.
Бууц боловсруулах үйл явц нь 40 хоногоос илүүгүй хугацаа шаардагдана. Боловсруулалтын үр дүнд олж авсан боловсруулалт нь үнэргүй бөгөөд маш сайн органик бордоо бөгөөд ургамалд шингэсэн шим тэжээлийн эрдэсжилтийн хамгийн дээд түвшинд хүрдэг.
Хоол боловсруулалтыг ихэвчлэн шураг тусгаарлагч ашиглан шингэн ба хатуу хэсгүүдэд хуваадаг. Шингэн фракцыг лагуна руу илгээдэг бөгөөд энэ нь хөрсөнд хэрэглэх хугацаа хүртэл хуримтлагддаг. Хатуу фракцыг бордоо болгон ашигладаг. Хатуу фракцад нэмэлт хатаах, нунтаглах, савлах арга хэрэглэвэл удаан хугацаагаар хадгалах, хол зайд тээвэрлэхэд тохиромжтой.
Био хийн үйлдвэрлэл, эрчим хүчний хэрэглээДэлхийн практикт батлагдсан, батлагдсан хэд хэдэн давуу талтай, тухайлбал:
- Сэргээгдэх эрчим хүчний эх үүсвэр (RES). Сэргээгдэх биомассыг био хий үйлдвэрлэхэд ашигладаг.
- Био хий үйлдвэрлэхэд ашигладаг өргөн хүрээний түүхий эд нь хөдөө аж ахуйн үйлдвэрлэл, технологитой холбоотой үйлдвэрүүд төвлөрсөн газар нутагт бараг хаа сайгүй био хийн үйлдвэр барих боломжийг олгодог.
- Био хийн эрчим хүчийг ашиглах аргын олон талт байдал, түүний үүссэн газар болон хийн тээврийн сүлжээнд холбогдсон аливаа байгууламжид (энэ сүлжээнд цэвэршүүлсэн био хий нийлүүлэх тохиолдолд) цахилгаан ба / эсвэл дулааны эрчим хүч үйлдвэрлэхэд ашигладаг. ), түүнчлэн автомашины хөдөлгүүрийн түлш.
- Жилийн туршид био хийнээс цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэх тогтвортой байдал нь тогтворгүй сэргээгдэх эрчим хүчний эх үүсвэр, жишээлбэл, нар, салхины цахилгаан станцуудыг ашиглах тохиолдолд сүлжээнд хамгийн их ачааллыг нөхөх боломжийг олгодог.
- Биомасс нийлүүлэгчдээс эхлээд эрчим хүчний байгууламжийн ашиглалтын ажилтнууд хүртэлх зах зээлийн сүлжээг бий болгох замаар ажлын байр бий болгох.
- Био хийн реакторт хяналттай исгэх замаар хог хаягдлыг дахин боловсруулж, саармагжуулах замаар байгаль орчинд үзүүлэх сөрөг нөлөөллийг бууруулах. Био хийн технологи нь органик хог хаягдлыг саармагжуулах гол бөгөөд оновчтой арга замуудын нэг юм. Био хий үйлдвэрлэх төслүүд нь агаар мандалд хүлэмжийн хийн ялгаралтыг бууруулдаг.
- Био хийн реакторт исгэсэн массыг газар тариалангийн талбайд ашиглах агротехникийн үр нөлөө нь органик гаралтай шим тэжээлийг нэвтрүүлснээр хөрсний бүтцийг сайжруулж, нөхөн төлжиж, үржил шимийг нэмэгдүүлэхэд илэрдэг. Органик бордоо, тэр дундаа биогазын реакторт бөөнөөр боловсруулсан бордооны зах зээлийг хөгжүүлснээр ирээдүйд байгальд ээлтэй хөдөө аж ахуйн бүтээгдэхүүний зах зээлийг хөгжүүлэх, өрсөлдөх чадварыг нэмэгдүүлэхэд хувь нэмэр оруулна.
Тооцоолсон нэгж хөрөнгө оруулалтын зардал
БГУ 75 кВэл. ~ 9.000 €/кВел.
БГУ 150 кВэл. ~ 6.500 €/кВел.
БГУ 250 кВэл. ~ 6.000 €/кВел.
BGU bis 500 кВел. ~ 4.500 €/кВел.
BGU 1 МВел. ~ 3.500 €/кВел.
Үүсгэсэн цахилгаан, дулааны эрчим хүч нь зөвхөн цогцолборын хэрэгцээг төдийгүй зэргэлдээх дэд бүтцийн хэрэгцээг хангах боломжтой. Түүгээр ч зогсохгүй био хийн станцын түүхий эд нь үнэ төлбөргүй байдаг нь нөхөн төлбөрөө нөхөх хугацааны дараа (4-7 жил) эдийн засгийн өндөр үр ашгийг баталгаажуулдаг. Био хийн цахилгаан станцад үйлдвэрлэсэн эрчим хүчний өртөг цаг хугацааны явцад өсдөггүй, харин эсрэгээрээ буурдаг.
