EEN biovergister Het is een gesloten tank waar methaangas en organische mest wordt gegenereerd uit de anaerobe vergisting van organische stof. De biologische basis is de afbraak van organisch materiaal door de werking van bacteriën door middel van hydrolyse, verzuring, acetanogenese en methanogenese..
De biovergister zorgt voor de gecontroleerde omstandigheden die nodig zijn voor het biologische verteringsproces. Na dit proces worden biogas (methaan, kooldioxide, stikstof en waterstofsulfide), biosol (vaste mest) en biol (vloeibare mest) als eindproduct gewonnen..
De basisbewerking begint met het toevoegen van organisch afval en water aan een luchtdichte container, waarin het anaërobe fermentatieproces wordt gegenereerd. Het biogas wordt vervolgens gewonnen voor opslag, direct gebruik of als meststof.
De drie basistypen van biovergisters volgens hun laadsysteem zijn discontinu, semi-continu en continu. Discontinue biovergisters worden in elk productieproces slechts één keer met organisch afval geladen, waarna de meststof wordt geëxtraheerd om een nieuwe cyclus te starten.
Die met een semi-continue belasting worden in regelmatige perioden geladen, waarbij de hoeveelheid kunstmest wordt geëxtraheerd die equivalent is aan het beladen volume. Continue systemen zijn industriële installaties met een permanente belasting van organische stof, evenals de winning van biogas en kunstmest.
Tot de voordelen van biovergisters behoren een goed beheer van organisch afval, recycling ervan en het verminderen van milieurisico's. Daarnaast wordt er energie (biogas) en organische mest geproduceerd, wat economische en ecologische waarde genereert..
Er zijn echter ook bepaalde nadelen, zoals waterverbruik, de moeilijkheid om de ideale temperatuurniveaus te handhaven en de aanwezigheid van schadelijke stoffen (waterstofsulfide, siloxenen). Het benadrukt ook de ophoping van grondstoffen in de buurt van het gebied en het risico op explosies.
Je kunt een relatief goedkope zelfgemaakte biovergister bouwen en organisch keukenafval verwerken. Dit vereist alleen een vat met een hermetisch deksel en enkele sanitaire materialen (PVC-buizen, afsluitkranen, onder andere)..
Op grotere schaal, in huizen op het platteland, is de worst het meest economische en relatief eenvoudig te bouwen systeem. Dit systeem bestaat in feite uit een verzegelde polyethyleen zak met de bijbehorende aansluitingen..
Artikel index
Biodigesters zijn zeer nuttige technologische alternatieven vanuit het oogpunt van duurzaam beheer van organisch afval en de productie van hernieuwbare energie. Ze bieden bijvoorbeeld een alternatief voor het recyclen van vast en vloeibaar organisch afval, dat wordt omgezet in grondstof voor de biovergister..
Door organisch afval op deze manier te recyclen, wordt de vervuilende impact verminderd en wordt er bespaard op het beheer ervan. Biodigesters worden gebruikt voor de behandeling van afvalwater, de verwerking van vast organisch afval in de stad en voor landbouw- en veeteeltafval.
Het anaerobe vergistingsproces genereert biogas en organische mest als producten.
Biogas heeft ongeveer 60% methaangas, dat een hoogcalorische brandstof is en kan worden gebruikt voor energieproductie. Het kan worden gebruikt om te koken, elektriciteit op te wekken (gasturbines), motoren te verplaatsen of te verwarmen.
Biomeststoffen verkregen uit biovergisters worden verkregen in een toestand (biosol) en vloeibaar (biol) met hoge gehalten aan macro- en micronutriënten. Basische macronutriënten (fosfor, stikstof en kalium) kunnen geïsoleerd worden verkregen uit de biol door middel van ultrafiltratie en omgekeerde osmoseprocessen..
Biol bevat aanzienlijke hoeveelheden groeihormonen die nuttig zijn voor de ontwikkeling van planten, zoals onder andere indoolazijnzuur, gibberellines en cytokinines..
De biovergister werkt door een biogasificatieproces op te wekken door middel van anaerobe vergisting, door het afbreken van de gehydrateerde organische stof en in afwezigheid van lucht. Dit gebeurt via een fermentatieproces waarvan de belangrijkste producten methaangas (CH4) en kooldioxide (CO2) zijn..
Het wordt uitgevoerd door de laadtank, die bestaat uit een tank waarin het organische materiaal wordt voorbereid om door de laadbuis aan de biovergister te worden toegevoegd.
De biovergister moet periodiek worden gevoed met organisch materiaal en voldoende water voor zijn draagvermogen. In die zin moet 25% van het volume van de biovergister vrijgelaten worden voor de accumulatie van het geproduceerde gas..
Het type en de kwaliteit van organische stof zullen op hun beurt ook de productiviteit beïnvloeden en het al dan niet gebruiken van vast en vloeibaar afval als meststof. Sommige gft-afvalstoffen kunnen voor problemen zorgen bij het fermentatieproces, zoals resten van citrusvruchten die het medium teveel kunnen verzuren.
Het materiaal moet worden vermalen of verkleind tot de kleinst mogelijke grootte, en om fermentatie te vergemakkelijken, moet het mengsel 75% water en 25% organisch materiaal bevatten. Het moet periodiek worden geroerd om de homogeniteit van het fermentatieproces in het mengsel te garanderen..
De retentietijd van de organische stof in de biovergister om zijn volledige fermentatie te bereiken, is afhankelijk van het type hiervan en de temperatuur. Hoe hoger de omgevingstemperatuur, hoe sneller de fermentatie zal verlopen (het kan bijvoorbeeld bij 30 ºC ongeveer 20 dagen duren om de biovergister weer op te laden).
Bacteriën die geschikte omgevingscondities nodig hebben, zoals de afwezigheid van lucht, temperaturen boven 20 ° C (idealiter 30-35 ° C) en een niet erg zuur medium werken in het proces. Onder deze omstandigheden ontwikkelen zich drie fasen:
In dit proces werken hydrolytische bacteriën die extracellulaire enzymen afscheiden. Daarom worden de complexe ketens van koolhydraten, eiwitten en lipiden afgebroken tot kleinere oplosbare stukjes (suikers, aminozuren en vetten).
De oplosbare verbindingen van de vorige fase worden gefermenteerd tot vluchtige vetzuren, alcoholen, waterstof en CO2.
Acetogene bacteriën spelen een rol die organische zuren oxideren als koolstofbron. Ze produceren azijnzuur (CH3COOH), waterstof (H2) en kooldioxide (CO2) en onaangename geuren worden geproduceerd door de aanwezigheid van waterstofsulfide..
In de laatste fase werken methanogene bacteriën die de producten van acetanogenese afbreken en methaan genereren. In de natuur werken deze bacteriën in moerassen, aquatische omgevingen en in de maag van herkauwers.
Aan het einde van deze fase bevat het mengsel methaan (45 tot 55%), kooldioxide (40 tot 50%), stikstof (2 tot 3%) en waterstofsulfide (1,5 tot 2%).
De productiesnelheid van biogas en kunstmest is afhankelijk van het type biovergister, de organische stof die het voedt en de temperatuur. Het biogas hoopt zich op in het bovenste deel van de biovergister en wordt via leidingen naar opslagtanks afgevoerd.
Als de fermentatie klaar is, wordt het slib (een mengsel van vaste stoffen en vloeistoffen) via leidingen afgezogen. De afvoer wordt geproduceerd door het principe van communicerende vaten, dat wil zeggen, bij het laden van nieuw materiaal zorgt de druk ervoor dat het overschot aan de andere kant naar buiten komt.
De verhouding tussen de hoeveelheid ingebracht materiaal (organisch afval en water) en het outputproduct (biosol en biol) is bijna 1: 0,9. Dit komt overeen met een opbrengst van 90%, waarbij het hoogste aandeel overeenkomt met de biol (vloeistof).
Het geproduceerde gas moet worden gezuiverd om het gehalte aan waterstofsulfide en water te verwijderen of te verminderen met behulp van vallen om beide verbindingen op te vangen. Dit is nodig om het risico van schade aan apparatuur als gevolg van de corrosieve kracht van deze componenten te verkleinen..
Het water dat door het biogas wordt meegevoerd, slaat neer wanneer de buis wordt geopend naar een grotere ruimte en het gas door een andere vernauwing gaat. Deze pijp eindigt in een grote en hermetische bak om het water op te vangen dat later wordt onttrokken door een petcock in het onderste deel..
Het proces om het waterstofsulfide uit het biogas te halen is vergelijkbaar met dat van de sifon, maar de sifon die in het pad van de buis wordt geplaatst, moet ijzeren spanen of sponzen bevatten. Wanneer het biogas door het ijzerbed gaat, reageert het waterstofsulfide ermee en slaat het neer.
Het mengsel van biosol en biol wordt aan een decantatieproces onderworpen om beide componenten te scheiden. De biosol kan alleen worden gebruikt of een proces van mengen met compostering volgen voor later gebruik als vaste meststof.
Biol wordt gebruikt als vloeibare bladmeststof of toegevoegd aan irrigatiewater, waardoor het zeer bruikbaar is in hydrocultuursystemen..
Biodigesters worden geclassificeerd op basis van hun belastingsfrequentie en structurele vorm. Vanwege de frequentie van laden hebben we:
Het discontinue systeem o partij Het bestaat uit een luchtdichte tank die volledig is opgeladen en pas wordt herladen als hij is gestopt met het produceren van biogas. Het gas hoopt zich op in een drijvende collector die aan het bovenste deel van de tank is bevestigd (gasmeter).
Dit type biovergister wordt gebruikt wanneer de beschikbaarheid van organisch afval intermitterend is.
In tegenstelling tot het discontinue systeem, wordt er op bepaalde momenten tijdens het productieproces van biogas geladen en gelost. Volgens het constructiesysteem zijn er drie basistypen:
Het wordt ook Taiwanees genoemd en bestaat uit een platte, met beton beklede put waarin een polyethyleen zak of cilinder is geïnstalleerd. In deze zak dienen aansluitingen voor de invoer van organisch afval en de afvoer van biogas te worden aangebracht..
De cilinder wordt gevuld met water en lucht en later wordt de lading organisch afval toegevoegd.
Het is de zogenaamde Chinese biovergister en bestaat uit een ondergrondse tank gebouwd in baksteen of beton. De tank is een verticale cilinder met ronde of bolle uiteinden en heeft een laad- en lossysteem.
Het biogas hoopt zich op in een daarvoor bestemde ruimte onder de bovenste koepel. De biovergister werkt met een variabele biogasdruk naargelang zijn productie.
Het heet Hindu biovergister en bestaat uit een ondergrondse cilindrische tank met een laad- en lossysteem. Het is gebouwd in baksteen of beton en in het bovenste gedeelte bevindt zich een drijvende tank (gasmeter) waarin het biogas zich ophoopt.
De roestvrijstalen of geplastificeerde gasmeter van glasvezel drijft bovenop het mengsel dankzij het opgehoopte biogas. Het heeft het voordeel dat een constante gasdruk wordt gehandhaafd.
Vervolgens gaat de gasmeter op en neer, afhankelijk van het niveau van het mengsel en de hoeveelheid biogas. Daarom zijn zijrails of een centrale geleidestang nodig om wrijving met de wanden te voorkomen..
In dit geval is het laden en lossen van de biovergister een continu proces, waarvoor permanente beschikbaarheid van organisch afval vereist is. Het zijn grote industriële systemen die over het algemeen worden gebruikt voor de verwerking van gemeentelijk rioolwater..
Hiervoor worden verzameltanksystemen, pompen voor overbrenging naar de biovergisters en mestafzuiging gebruikt. Het biogas wordt onderworpen aan een filtersysteem en gedistribueerd door middel van compressie om de distributie naar de gebruikers te garanderen..
Door de installatie van een biovergister kan organisch afval worden gerecycled, waardoor de milieuvervuiling wordt verminderd en nuttige producten worden verkregen. In het geval van landelijke gebieden is het vooral belangrijk voor het beheer van dierlijke uitwerpselen in veehouderijsystemen..
Biogas is een efficiënte en zuinige energiebron, vooral in gebieden waar de beschikbaarheid van andere energiebronnen niet toegankelijk is. Op het platteland van economisch achtergebleven landen wordt gekookt met brandhout, wat een impact heeft op het milieu.
De beschikbaarheid van biogas kan de vraag naar brandhout helpen verminderen en daarmee een positieve invloed hebben op het behoud van de biodiversiteit.
Door middel van biovergisters worden vaste organische meststoffen (biosol) en vloeibare (biol) verkregen. Deze meststoffen hebben een lagere milieu-impact en verlagen de kosten van landbouwproductie.
Door een goed beheer van organisch afval mogelijk te maken, worden de risico's voor de gezondheid verkleind. Er is vastgesteld dat 85% van de pathogenen het biologische verteringsproces niet overleeft.
Fecale coliformen bij 35 ° C worden bijvoorbeeld in 24 uur met 50-70% verminderd en schimmels met 95%. Daarom, omdat het een gesloten proces is, worden slechte geuren verminderd.
Het systeem stelt hoge eisen aan de beschikbaarheid van water, aangezien een mengsel vereist is. Aan de andere kant moet de biovergister zich dicht bij de bron van grondstof en de plaats van biogasverbruik bevinden..
De biovergister moet een constante temperatuur handhaven van dichtbij 35 ° C en binnen een bereik tussen 20 en 60 ° C. Daarom kan een externe warmte-inbreng vereist zijn.
Het kan waterstofsulfide (H2S) produceren, dat giftig en corrosief is, en siloxenen op basis van siliconen in cosmetische producten en in het mengsel van organisch afval. Deze siloxenen produceren SiO2 (siliciumdioxide), dat een schurende werking heeft op machines en componenten..
De aanwezigheid en concentratie van deze bijproducten is onder meer afhankelijk van de gebruikte grondstof, het aandeel water en vaste ondergrond..
Het afval moet in de buurt van de biovergister worden verzameld, wat logistieke en sanitaire problemen met zich meebrengt die moeten worden aangepakt.
Omdat het een brandstofgasgenererend systeem is, houdt het een zeker risico op explosies in als niet de juiste voorzorgsmaatregelen worden genomen..
Hoewel het onderhoud en de werking van de biovergister relatief goedkoop is, kunnen de initiële installatie- en constructiekosten relatief hoog zijn.
Een biovergister vereist als basiselementen en een tank voor fermentatie-, laad- en losleidingen met hun respectievelijke afsluiters. Daarnaast zijn tanks voor biogas en kunstmest noodzakelijk..
Het is belangrijk op te merken dat het hele systeem luchtdicht moet zijn om gaslekken te voorkomen. Verder moet het systeem gemaakt zijn van roestvrije materialen zoals PVC of roestvast staal om schade door water en waterstofsulfide te voorkomen..
Er kan gebruik worden gemaakt van een kunststof vat of tank waarvan de capaciteit afhankelijk is van de hoeveelheid te verwerken organisch afval. Deze tank moet een luchtdicht deksel hebben of, als dat niet lukt, moet het deksel worden verzegeld met hittebestendige plastic lijm..
De tank moet vier gaten hebben en alle installaties die erin worden gemaakt, moeten worden afgedicht met siliconen voor hoge temperaturen.
Dit gat bevindt zich in het midden van de tankdop, moet minimaal 10 cm lang zijn en er moet een sanitaire plug met schroefdraad worden geïnstalleerd. Deze plug wordt aangesloten op een 4-inch PVC-buis die tot 10 cm voor de bodem verticaal de tank in gaat..
Deze ingang zal dienen om het organisch afval te laden dat eerder is versnipperd of versnipperd.
Het is belangrijk om te onthouden dat 25% van de tankruimte vrij moet worden gelaten voor de ophoping van gas, dus op dat niveau moet een gat in de zijkant worden geopend. In dit gat zal een tankadapter worden geïnstalleerd met een segment van 2-inch PVC-buis van 15 cm lang met een kraan..
De functie van deze afvoer is om het supernatant biol te laten ontsnappen zodra de tank is opgeladen via het laaddeksel. Biol moet worden bewaard in geschikte containers voor later gebruik..
Deze tweede afvoer moet naar de bodem van de tank gaan om het dichtste deel van het gefermenteerde product (biosol) te extraheren. Evenzo wordt een segment van 2-inch PVC-buis van 15 cm lang met kraan gebruikt..
Er wordt een gat van 1/2-inch in de tanktop gesneden om een PVC-buis van gelijke diameter te installeren met behulp van een tankadapter. Deze pijp heeft een afsluitkraan bij de uitlaat.
De biogasafvoerleiding moet minimaal 1,5 m lang zijn om de water- en waterstofsulfide-extractiesystemen in zijn pad te brengen. Deze buis kan vervolgens indien nodig worden verlengd om het gas naar de plaats van opslag of gebruik over te brengen..
Om het water uit de uitlaat te verwijderen, moet de buis op 30 cm worden onderbroken om een plastic of glazen container met een hermetisch deksel te plaatsen. De gasdoorvoerbuis moet een bypass hebben door een T-aansluiting, zodat het gas de container binnenkomt.
Op deze manier vult het gas de container, condenseert het water en vervolgt het gas zijn weg door de leiding..
Na de sifon wordt in de volgende 30 cm een 4-inch buissegment ingebracht met behulp van de bijbehorende reducties. Dit segment moet worden gevuld met ijzerschaafsel of in de handel verkrijgbare metalen sponzen..
Het waterstofsulfide zal reageren met het metaal en neerslaan, terwijl het biogas zijn weg vervolgt naar de opslagcontainer of de plaats van gebruik..
Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.