УКРОЩЕНИЕ «АДСКОЙ» СМЕСИ

Биогаз использовали еще в Древнем Китае. Потом забыли. А спустя тысячелетия открыли заново как «нетрадиционный и экологически чистый источник энергии XXI века». Попробуем разобраться, можно ли его «добывать» в бытовых условиях и использовать на благо отдельно взятого загородного дома.

По сути своей, биогаз — это «адская» смесь. Ее основные компоненты: метан (55-70%) и углекислый газ (28-43%). Также в небольших количествах здесь присутствуют и другие соединения, в том числе -химически агрессивные. Например, сероводород. И это нельзя не учитывать при создании установки для получения биогаза, принимая во внимание, что в среднем 1 кг органического вещества, биологически разлагаемого на 70%, производит 0,18 кг метана, 0,32 кг углекислоты, 0,2 кг воды и 0,3 кг неразлагаемого остатка.

Поскольку разложение органических отходов с выделением биогаза — результат деятельности определенных типов бактерий, то весьма существенно на этом сказывается окружающая среда. В частности, температура — чем теплее, тем выше скорость и степень ферментации органического сырья.

А ведь у нас даже в средней полосе, как говорится, не Ташкент, значит — требуется подогрев сбраживаемой массы. Задачу эту проще всего решить, видимо, используя тепло, выделяемое при разложении навоза. В него-то и надо поместить «газопроизводящий центр» установки — так называемый «метантенк», который можно изготовить из листов «нержавейки» толщиной 2-5 мм, сваренных дважды: сначала электрической сваркой, а затем (для надежности) газовой. К тому же — предусмотреть и дозаправку биогазовой установки сырьем, а также удаление отходов из рабочей зоны.

На рисунке показан общий вид бытовой установки с ориентировочными размерами. Цилиндрическая металлическая емкость — метантенк — с заливной горловиной, сливным краном, механической мешалкой и патрубком отбора биогаза объединены в компактную конструкцию. Для ее изготовления как нельзя лучше подойдут, например, емкости из-под химических удобрений, другие детали и узлы из «нержавейки». Причем сам «газопроизводящий центр» расположен внутри аэробного ферментера, который можно сделать прямоугольным (например, из пиломатериалов).

Две боковые стенки у ферментера съемные — для облегчения выгрузки отработанного навоза. Пол же сделан решетчатым. Через располагающийся под ним технологический канал прогоняется воздух. Для этого используется нагнетатель типа кузнечных мехов или специальная воздуходувка. Сверху ферментер рекомендуется закрыть деревянными щитами. А чтобы уменьшить потери тепла, стенки и днище выполнить с теплоизоляционной прослойкой.

В метантенк через горловину заливается предварительно подготовленный — извините за «не гламур» — навоз с коровьей мочой. Влажность «сырья» должна быть в пределах 88-92%. Уровень этой жижи контролируется по нижней части заливной горловины. Аэробный же ферментер через верхнюю открывающуюся часть заполняют твердым подстилочным навозом или смесью последнего с рыхлым сухим органическим наполнителем (солома, опилки) влажностью 65-69%.

При подаче нагнетателем воздуха в ферментере органика начинает разлагаться и выделяется тепло. Его вполне достаточно для подогрева метантенка, содержимое которого перемешивается (для этого служит мешалка). В результате происходит выделение биогаза. Он накапливается в верхней части метантенка. Через специальный патрубок биогаз отводится в «магистраль» и используется для бытовых нужд.

При эксплуатации такой биогазовой установки (как, впрочем, и большинства других аналогичных устройств) следует помнить о необходимости обеспечения биохимического равновесия. Бывает, что темпы выработки кислот бактериями, участвующими в процессе анаэробной ферментации, выше, чем темпы их потребления бактериями другой группы. В таком случае кислотность массы растет, а выход биогаза снижается. Положение может быть исправлено либо уменьшением ежедневной порции сырья, либо увеличением его растворимости (по возможности горячей водой), либо добавкой нейтрализующего вещества (например, известкового молока, стиральной или питьевой соды).

Производство биогаза может уменьшиться также за счет нарушения соотношения между углеродом и азотом. Положение можно выправить, вводя в метантенк вещества, содержащие азот, — мочу или в небольшом количестве соли аммония, используемые обычно в качестве химических удобрений (50-100 г на кубометр сырья).

Нельзя также забывать, что высокая влажность и наличие сероводорода (содержание которого в биогазе может достигать 0,5%) стимулируют повышенную коррозию металлических частей установки. Поэтому состояние всех элементов ферментера и метантенка надо регулярно контролировать. И в местах повреждений тщательно защищать (лучше всего свинцовым суриком в один или два слоя с последующим покрытием двумя слоями масляной краски).

Отходы после переработки в биогазовой установке получаются обеззараженными. Их хорошо использовать как высококачественные удобрения. Вырабатываемого же при этом количества газа будет вполне достаточно для ежедневного приготовления пищи на двухконфорочной плите. Кстати, окупится такая установка уже за год только за счет утилизации отходов личного хозяйства.

Александр КОВАЛЕВ