Installations de biogaz pour exploitations agricoles : prix, équipement. Comment obtenir du biogaz à partir du fumier : un aperçu des principes de base et de la conception d'une installation de production Réaliser une installation de biogaz

20.09.2023

Fabriquer du biogaz à la maison

Il existe un stéréotype selon lequel le biogaz ne peut être obtenu que dans des industries et des exploitations agricoles spécialisées. Cependant, ce n’est pas le cas. Aujourd’hui, vous pouvez produire du biogaz à la maison.

Le biogaz est une combinaison de divers gaz créés par la décomposition de substances organiques. Il faut savoir que le biogaz est inflammable. Il s'enflamme facilement avec une flamme propre.

Notons les avantages d'une installation biogaz à la maison :

Produire du biogaz sans équipement coûteux ;
En utilisant votre ;
Matières premières naturelles et gratuites sous forme de fumier ou de végétaux ;
Prendre soin de l'environnement.

Avoir une installation de biogaz à la maison est une activité rentable pour le propriétaire d'un chalet d'été. Pour réaliser une telle installation, il faut une petite somme d'argent : deux fûts de 200 litres, un fût de 50 litres, des conduites d'égout, un tuyau de gaz et un robinet.

Comme vous pouvez le constater, pour effectuer l’installation vous-même, vous n’avez même pas besoin d’acheter des outils supplémentaires. Des barils, des robinets, des tuyaux et des tuyaux se trouvent presque toujours dans les fermes des propriétaires de datchas. Un générateur de gaz est une préoccupation pour l'environnement, ainsi que pour la possibilité d'utiliser une source alternative d'énergie et de carburant.

Pourquoi avez-vous besoin d’une installation de biogaz pour l’agriculture ?

Certains agriculteurs, résidents d'été et propriétaires de maisons privées ne voient pas la nécessité de construire une installation de biogaz. À première vue, c'est vrai. Mais ensuite, lorsque les propriétaires en voient tous les avantages, la question de la nécessité d'une telle installation disparaît.

La première raison évidente d’installer une installation de biogaz dans une ferme est d’obtenir de l’électricité et du chauffage, ce qui vous permettra de payer moins cher l’électricité.

Utiliser sa propre énergie coûte moins cher que payer pour la fournir à la ferme.

Une autre raison principale de la nécessité de créer une installation est l’organisation d’un cycle de production complet sans déchets. Nous utilisons du fumier ou de la litière comme matière première pour l'appareil. Après traitement, nous obtenons du nouveau gaz.

La troisième raison en faveur d’une installation de biogaz est son traitement efficace et son impact environnemental.

3 avantages d'une installation de biogaz :

Générer de l'énergie pour faire fonctionner la ferme familiale ;
Organisation d'un cycle complet;
Utilisation efficace des matières premières.

Avoir une installation sur votre ferme est un indicateur de votre efficacité et de votre souci de l’environnement. Les biogénérateurs permettent d'économiser d'énormes sommes d'argent, garantissant une production sans déchets, une distribution efficace des ressources et des matières premières, mais aussi votre totale autosuffisance.

Une pompe à chaleur peut être facilement assemblée de vos propres mains à partir d'anciens équipements domestiques. L'ensemble du processus est décrit dans l'article suivant :

Question pour une agriculture efficace : comment obtenir correctement le méthane

Le méthane est le principal composant du biogaz. Le biogaz lui-même est un mélange de différents gaz. Parmi eux, le méthane est le plus important.

Soulignons les facteurs qui influencent la production de méthane :

Environnement;
Matières premières de haute qualité ;
Fréquence de mélange des matières premières dans la cuve de l'installation.

Les matières premières contenues dans le récipient doivent être mélangées avec une fourche au moins une fois par jour, idéalement six fois.

La production de méthane est directement liée à la production de biogaz. Mieux vous traiterez le processus de production de biogaz, meilleure sera la qualité du biogaz obtenu à la sortie. Pour ce faire, vous devez utiliser uniquement des matières premières de haute qualité, surveiller l'endroit où se trouve l'installation et mélanger le contenu du réservoir. Ensuite, vous obtiendrez correctement le méthane.

Usine de biogaz DIY (vidéo)

Les partisans de la préservation de l'environnement dans sa forme originale sont de plus en plus nombreux. Aucune émission ni pollution. Les installations de biogaz résolvent ce problème. De plus, le propriétaire de l'installation de biogaz reçoit personnellement des avantages monétaires directs de son utilisation.

La consommation d’énergie dans le monde moderne ne cesse de croître et les matières premières s’épuisent. C’est pourquoi les gens utilisent de plus en plus de carburants alternatifs dans leur vie quotidienne, comme l’énergie solaire, éolienne et hydraulique. Chaque année, des tonnes de déchets biologiques sont produits et accumulés dans le monde, dont l'élimination coûte très cher. Mais maintenant, une technologie est apparue qui nous permet de traiter les biodéchets (principalement le fumier) et de produire un carburant respectueux de l'environnement : le biogaz. Ces technologies ont jeté les bases du développement d’une nouvelle industrie : la bioénergie. Pour produire du gaz environnemental, des unités spéciales sont utilisées - les usines de biogaz.

Qu'est-ce que le biogaz

Le biogaz est le gaz libéré lors de la fermentation de la biomasse. Il s'agit d'une substance incolore et inodore, composée de 70 % de méthane et de 30 % de dioxyde de carbone. Il a une puissance calorifique très élevée : lors de la combustion de 1 m³ de biogaz, la même quantité de chaleur est libérée que lors de la combustion de 1,5 kg de charbon.

Le biogaz est libéré sous l'influence de bactéries anaérobies dont l'activité augmente lorsqu'elle est chauffée. Ils stimulent la décomposition des déchets organiques, entraînant la formation de gaz biologique.

Cependant, toutes les biomasses ne sont pas adaptées à la production de ce type de carburant. La matière première la plus appropriée est le fumier de vache, car les vaches ne mangent que des aliments végétaux. Mais les fientes d’oiseaux et les déchets des élevages porcins ne peuvent pas être utilisés car ils sont toxiques. Pour obtenir du biogaz, il faut les diluer.

De plus, les déchets issus de la production de jus, de vins, de lait, d'amidon et de mélasse, les déchets issus de la transformation des pommes de terre, de l'herbe, des algues, les déchets ménagers, etc. sont utilisés pour produire du gaz biologique.

Avantages et inconvénients

La production de biogaz présente de nombreux avantages indéniables :

Détruit efficacement les déchets et désinfecte les canalisations.
Il a un effet bénéfique sur la situation environnementale, car il empêche le rejet de méthane dans l'atmosphère, ce qui a un impact énorme sur l'effet de serre.
Les matières premières sont inépuisables et pratiquement gratuites, l'achat d'équipement devient donc économiquement rentable.

Comme toute technologie, la production de biogaz n’est pas idéale et présente des inconvénients :

La vitesse de sa production est nettement inférieure à celle des sources d'énergie traditionnelles.
Pour maintenir une réaction, une grande quantité d’enzymes d’une certaine qualité est nécessaire.
Si l'étanchéité des conteneurs contenant du biogaz est rompue, sa qualité diminue fortement.

Où est-il utilisé ?

Le combustible biologique est principalement utilisé pour les besoins domestiques : cuisiner ou chauffer une pièce. Les entreprises peuvent utiliser le biogaz pour un cycle de production fermé, car le coût de ce combustible rivalise avec l'énergie nucléaire la moins chère.

Conception et principe de fonctionnement d'une installation de biogaz

Les installations de biogaz sont des unités spéciales dans lesquelles les déchets sont traités pour former du biogaz et des engrais organiques.

Ils sont fabriqués industriellement pour les grandes fermes et entreprises, mais s'il le souhaite, le propriétaire d'une maison privée peut acheter lui-même une telle installation. Cependant, pour ce dernier, cela ne sera bénéfique que s'il a accès quotidiennement à une quantité suffisante de déchets organiques, par exemple s'il possède son propre terrain domestique.

La conception et le principe de fonctionnement des installations industrielles et domestiques sont similaires ; les unités ne diffèrent que par leur taille et leur volume de combustible produit.

Les installations de biogaz comprennent :

Bac de traitement.
système approvisionnement en gaz.
Approvisionnement et déchargement des matières premières.
Chauffage.
En remuant.

Le principe de fonctionnement de l'appareil est simple :

Les déchets dilués avec de l'eau sont chargés dans un bac de recyclage fermé.
Là, les déchets sont chauffés, activant les bactéries, et commencent à fermenter, libérant des gaz.
Le gaz est collecté dans la partie supérieure du bunker et circule à travers un tuyau spécial dans le collecteur de gaz, et de là vers les appareils électroménagers.
Le contenu du bunker est systématiquement mis à jour en ajoutant de la biomasse fraîche et en drainant celles usagées.

Seuls les déchets frais peuvent être chargés dans l'appareil. Utiliser des matières premières déjà pourries est inefficace. De plus, les antibiotiques, les moisissures, la résine d’arbre, les détergents et les solvants ne doivent pas être inclus dans le recyclage.

Comment fonctionnent les installations de biogaz : ( https://www.youtube.com/embed/mIwA9EN5J6o)

Installations de biogaz pour la maison

L'achat d'unités industrielles ne sera pas bon marché et le retour sur investissement pour un ménage sera de 7 à 10 ans. Cela nécessitera un grand volume de déchets organiques. Par conséquent, il est beaucoup plus rentable et pratique de créer de vos propres mains une installation de production de biogaz domestique. Pour cela, vous aurez besoin des matériaux les plus abordables et la technologie de fabrication convient à tout propriétaire.

Cuve de traitement

Tout récipient cylindrique hermétiquement fermé lui convient. Il peut s'agir de grandes marmites ou bouillantes, ainsi que de fûts en plastique de 10 litres. Vous pouvez également en utiliser en fer, mais avant cela, vous devrez les traiter avec un composé anticorrosion et une peinture imperméable.

Sortie de gaz

C'est un tuyau qui est soudé au couvercle du fût. Pour relier le réservoir à la sortie de gaz, un trou est percé au niveau du lieu d'installation de cette dernière. Par le tuyau, le gaz du réservoir pénètre dans le réservoir de stockage et de là vers les appareils électroménagers.

Une soupape de décharge de gaz spéciale doit être installée à proximité de la sortie de gaz au cas où la pression dans le réservoir augmenterait trop.

Approvisionnement et déchargement des matières premières

Pour fournir de la biomasse fraîche et éliminer la biomasse usée du réservoir, vous devrez percer deux trous dans le réservoir. Il est préférable de faire ce qui est destiné au déchargement tout en bas. Et pour le chargement - plus haut. Des tuyaux du diamètre approprié y sont soudés.

Le tuyau de chargement doit être dirigé vers le haut et il est pratique de l'équiper d'un entonnoir. Et le tuyau d'évacuation des déchets doit être installé de manière à ce que l'évacuation se fasse sans entrave. Les joints doivent être scellés.

Chauffage

Si le réservoir pour la production de biogaz est situé à l'extérieur, il est nécessaire de veiller à son isolation thermique et à son système de chauffage. Pour l'isolation thermique, il suffit d'envelopper le réservoir d'un tissu isolant ou de l'enterrer dans le sol.

Pour organiser le chauffage, vous pouvez utiliser différentes options, par exemple :

Connectez les tuyaux du système de chauffage et disposez-les sous la forme d'un serpentin autour du réservoir.
Placez le réservoir dans un autre réservoir rempli d'eau chauffée par la chaleur.

La température optimale pour que la réaction se produise est de 38 degrés. Si la température dépasse 55 degrés, le processus peut s’arrêter car les bactéries anaérobies mourront.

Mélange

L'agitation augmente plusieurs fois l'efficacité du processus technologique. Pour ce faire, il faut installer un axe à pales soudées à l'intérieur de la cuve, amener l'extrémité de cet axe jusqu'au couvercle et le sceller. Ensuite, il doit être équipé d'une poignée spéciale.

Réception de gaz

La masse organique doit être chargée dans l'installation finie et l'eau doit être ajoutée dans un rapport de 2:3. Les gros déchets doivent être broyés. Fermez la cuve avec un couvercle et attendez que la fermentation commence. Habituellement, le processus commence au bout de 2 à 3 jours. Cela peut être jugé par le gargouillis caractéristique.

Après deux semaines, vous devez ajouter une nouvelle portion de matières premières et égoutter le lot utilisé. Après l'arrivée d'un nouveau lot par le tuyau de chargement, la même quantité de liquide usé s'écoulera du tuyau de sortie. Il peut être utilisé pour fertiliser le sol du jardin. À l’avenir, les matières premières devront être renouvelées tous les deux jours.

Installations de biogaz DIY : ( https://www.youtube.com/embed/Q8o9Ye8JcRY)

Veuillez noter que l’utilisation des équipements de production de biogaz, même les plus simples, doit être documentée. Il faudra notamment obtenir l'autorisation de la Station Sanitaire et Epidémiologique, des services d'incendie et du gaz.

De nombreux propriétaires se demandent comment réduire les coûts de chauffage, de cuisine et d’approvisionnement en électricité. Certains d’entre eux ont déjà construit des installations de biogaz de leurs propres mains et se sont partiellement ou totalement isolés des fournisseurs d’énergie. Il s'avère qu'il n'est pas très difficile d'obtenir du carburant presque gratuitement dans un foyer privé.

Qu’est-ce que le biogaz et comment peut-il être utilisé ?

Les propriétaires de fermes familiales le savent : en mettant en tas toutes les matières végétales, les fientes d'oiseaux et le fumier, vous pouvez au fil du temps obtenir un engrais organique précieux. Mais peu d'entre eux savent que la biomasse ne se décompose pas d'elle-même, mais sous l'influence de diverses bactéries.

En traitant le substrat biologique, ces minuscules micro-organismes libèrent des déchets, notamment un mélange gazeux. La majeure partie (environ 70 %) est du méthane, le même gaz qui brûle dans les brûleurs des cuisinières domestiques et des chaudières.

L'idée d'utiliser de tels écocarburants pour divers besoins économiques n'est pas nouvelle. Des dispositifs pour son extraction étaient utilisés dans la Chine ancienne. Les innovateurs soviétiques ont également exploré la possibilité d’utiliser le biogaz dans les années 60 du siècle dernier. Mais la technologie connaît un véritable renouveau au début des années 2000. Actuellement, les installations de biogaz sont activement utilisées en Europe et aux États-Unis pour chauffer les maisons et pour d'autres besoins.

Comment fonctionne une installation de biogaz ?

Le principe de fonctionnement du dispositif de production de biogaz est assez simple :

la biomasse diluée avec de l'eau est chargée dans un conteneur scellé, où elle commence à « fermenter » et à libérer des gaz ;
le contenu du réservoir est régulièrement mis à jour - les matières premières traitées par les bactéries sont vidangées et de nouvelles sont ajoutées (en moyenne environ 5 à 10 % par jour) ;
Le gaz accumulé dans la partie supérieure du réservoir est acheminé par un tube spécial vers le collecteur de gaz, puis vers les appareils électroménagers.

Schéma d'une usine de biogaz.

Quelles matières premières conviennent au bioréacteur ?

Les installations de production de biogaz ne sont rentables que là où il y a un réapprovisionnement quotidien en matière organique fraîche - fumier ou fientes de bétail et de volaille. Vous pouvez également mélanger de l'herbe hachée, des fanes, des feuilles et des déchets ménagers (notamment des épluchures de légumes) dans le bioréacteur.

L'efficacité de l'installation dépend en grande partie du type de matière première chargée. Il a été prouvé qu’à masse égale, le rendement le plus élevé en biogaz est obtenu à partir du fumier de porc et des fientes de dinde. À leur tour, les excréments de vaches et les déchets d’ensilage produisent moins de gaz pour la même charge.

Utilisation de matières premières bio pour le chauffage domestique.

Qu'est-ce qui ne peut pas être utilisé dans une installation de biogaz ?

Il existe des facteurs qui peuvent réduire considérablement l'activité des bactéries anaérobies, voire arrêter complètement le processus de production de biogaz. Matières premières contenant :

antibiotiques;
moule;
détergents synthétiques, solvants et autres « produits chimiques » ;
résines (y compris sciure de conifères).

Il est inefficace d'utiliser du fumier déjà pourri - seuls les déchets frais ou pré-séchés peuvent être chargés. De plus, la matière première ne doit pas être trop humidifiée - un indicateur de 95 % est déjà considéré comme critique. Cependant, une petite quantité d'eau propre doit encore être ajoutée à la biomasse afin de faciliter son chargement et d'accélérer le processus de fermentation. Le fumier et les déchets sont dilués jusqu'à obtenir la consistance d'une fine bouillie de semoule.

Installation de biogaz pour la maison

Aujourd'hui, l'industrie réalise déjà des installations permettant de produire du biogaz à l'échelle industrielle. Leur acquisition et leur installation sont coûteuses ; de tels équipements dans les ménages privés s'amortissent au plus tôt en 7 à 10 ans, à condition que de gros volumes de matière organique soient utilisés pour le traitement. L'expérience montre que, s'il le souhaite, un propriétaire qualifié peut construire de ses propres mains une petite installation de biogaz pour une maison privée et à partir des matériaux les plus abordables.

Préparation du bunker de traitement

Tout d’abord, vous aurez besoin d’un récipient cylindrique hermétiquement fermé. Vous pouvez bien sûr utiliser de grandes marmites ou bouillettes, mais leur petit volume ne permettra pas d'obtenir une production de gaz suffisante. Par conséquent, à ces fins, on utilise le plus souvent des fûts en plastique d'un volume de 1 m³ à 10 m³.

Vous pouvez en fabriquer un vous-même. Les feuilles de PVC sont disponibles dans le commerce ; avec une solidité et une résistance suffisantes aux environnements agressifs, elles peuvent être facilement soudées dans la structure de la configuration souhaitée. Un tonneau métallique d'un volume suffisant peut également être utilisé comme bunker. Certes, vous devrez prendre des mesures anticorrosion - recouvrez-le à l'intérieur et à l'extérieur d'une peinture résistante à l'humidité. Si le réservoir est en acier inoxydable, cela n'est pas nécessaire.

Système d'échappement des gaz

Le tuyau de sortie de gaz est monté dans la partie supérieure du fût (généralement dans le couvercle) - c'est là qu'il s'accumule, selon les lois de la physique. Grâce à un tuyau raccordé, le biogaz est acheminé vers le joint hydraulique, puis vers le réservoir de stockage (éventuellement à l'aide d'un compresseur dans une bouteille) et vers les appareils électroménagers. Il est également recommandé d'installer une soupape de décharge à côté de la sortie de gaz - si la pression à l'intérieur du réservoir devient trop élevée, l'excès de gaz sera libéré.

Système d'approvisionnement et de déchargement des matières premières

Pour assurer une production continue du mélange gazeux, les bactéries présentes dans le substrat doivent être constamment (quotidiennement) « nourries », c'est-à-dire qu'il faut ajouter du fumier frais ou d'autres matières organiques. À leur tour, les matières premières déjà traitées du bunker doivent être retirées afin qu'elles n'occupent pas d'espace utile dans le bioréacteur.

Pour ce faire, deux trous sont pratiqués dans le canon - l'un (pour le déchargement) presque près du fond, l'autre (pour le chargement) plus haut. Des tuyaux d'un diamètre d'au moins 300 mm y sont soudés (soudés, collés). Le pipeline de chargement est dirigé vers le haut et équipé d'un entonnoir, et le drain est disposé de manière à faciliter la collecte du lisier traité (il peut ensuite être utilisé comme engrais). Les joints sont scellés.

Système de chauffage

Isolation thermique du bunker.

Si le bioréacteur est installé à l'extérieur ou dans une pièce non chauffée (ce qui est nécessaire pour des raisons de sécurité), alors il doit être pourvu d'une isolation thermique et d'un chauffage du substrat. La première condition est réalisée en « enveloppant » le canon avec n'importe quel matériau isolant ou en l'enfonçant dans le sol.

Quant au chauffage, vous pouvez envisager diverses options. Certains artisans installent à l'intérieur des tuyaux à travers lesquels circule l'eau du système de chauffage et les installent le long des parois du fût sous la forme d'un serpentin. D'autres placent le réacteur dans un réservoir plus grand contenant de l'eau, chauffé par des radiateurs électriques. La première option est plus pratique et beaucoup plus économique.

Pour optimiser le fonctionnement du réacteur, il est nécessaire de maintenir la température de son contenu à un certain niveau (au moins 38⁰C). Mais si la température dépasse 55⁰C, les bactéries génératrices de gaz vont simplement « cuire » et le processus de fermentation s'arrêtera.

Système de mélange

Comme le montre la pratique, dans les conceptions, un agitateur manuel de n'importe quelle configuration augmente considérablement l'efficacité du bioréacteur. L'axe sur lequel sont soudées (vissées) les pales du « mixeur » est retiré à travers le couvercle du fût. La poignée du portail est ensuite placée dessus et le trou est soigneusement scellé. Cependant, les artisans à domicile n'équipent pas toujours les fermenteurs de tels dispositifs.

Production de biogaz

Une fois l'installation prête, de la biomasse diluée avec de l'eau dans un rapport d'environ 2:3 y est chargée. Les gros déchets doivent être broyés - la taille maximale des fractions ne doit pas dépasser 10 mm. Ensuite, le couvercle est fermé : il ne reste plus qu'à attendre que le mélange commence à « fermenter » et à libérer du biogaz. Dans des conditions optimales, le premier approvisionnement en carburant est observé plusieurs jours après le chargement.

Le fait que le gaz ait « démarré » peut être jugé par le gargouillis caractéristique du joint hydraulique. Dans le même temps, le canon doit être vérifié pour détecter toute fuite. Cela se fait à l'aide d'une solution savonneuse ordinaire - elle est appliquée sur tous les joints et observée pour voir si des bulles apparaissent.

La première mise à jour des bio-matières premières devrait être réalisée dans environ deux semaines. Une fois la biomasse versée dans l’entonnoir, le même volume de matières organiques usées s’écoulera du tuyau de sortie. Ensuite, cette procédure est effectuée quotidiennement ou tous les deux jours.

Combien de temps dure le biogaz obtenu ?

Dans une petite exploitation agricole, une installation de biogaz ne constituera pas une alternative absolue au gaz naturel et aux autres sources d’énergie disponibles. Par exemple, en utilisant un appareil d'une capacité de 1 m³, vous ne pouvez obtenir du carburant que pour quelques heures de cuisine pour une petite famille.

Mais avec un bioréacteur de 5 m³ il est déjà possible de chauffer une pièce d'une superficie de 50 m², mais son fonctionnement devra être maintenu par un chargement quotidien de matières premières pesant au moins 300 kg. Pour ce faire, vous devez avoir une dizaine de porcs, cinq vaches et quelques dizaines de poulets dans la ferme.

Les artisans qui ont réussi à faire fonctionner de manière indépendante des installations de biogaz partagent des vidéos avec des master classes sur Internet :

Le thème des carburants alternatifs est d’actualité depuis plusieurs décennies. Le biogaz est une source de carburant naturelle que vous pouvez produire et utiliser vous-même, surtout si vous avez du bétail.

Ce que c'est

La composition du biogaz est similaire à celle produite à l’échelle industrielle. Étapes de production du biogaz :

Un bioréacteur est un récipient dans lequel la masse biologique est traitée sous vide par des bactéries anaérobies.
Après un certain temps, un gaz composé de méthane, de dioxyde de carbone, de sulfure d'hydrogène et d'autres substances gazeuses est libéré.
Ce gaz est purifié et évacué du réacteur.
La biomasse recyclée est un excellent engrais qui est retiré du réacteur pour enrichir les champs.

Produire du biogaz de ses propres mains à la maison est possible à condition d'habiter dans un village et d'avoir accès aux déjections animales. C'est une bonne option de carburant pour les élevages et les entreprises agricoles.

L’avantage du biogaz est qu’il réduit les émissions de méthane et constitue une source d’énergie alternative. Grâce au traitement de la biomasse, des engrais sont formés pour les potagers et les champs, ce qui constitue un avantage supplémentaire.

Pour produire votre propre biogaz, vous devez construire un bioréacteur pour traiter le fumier, les fientes d’oiseaux et autres déchets organiques. Les matières premières utilisées sont :

Eaux usées;
paille;
herbe;
limon de rivière

Il est important d’empêcher les impuretés chimiques de pénétrer dans le réacteur, car elles interfèrent avec le processus de traitement.

Cas d'utilisation

La transformation du fumier en biogaz permet d'obtenir de l'énergie électrique, thermique et mécanique. Ce combustible est utilisé à l'échelle industrielle ou dans les habitations privées. Il est utilisé pour :

chauffage;
éclairage;
Eau de chauffage;
fonctionnement des moteurs à combustion interne.

À l’aide d’un bioréacteur, vous pouvez créer votre propre base énergétique pour alimenter votre maison privée ou votre production agricole.

Les centrales thermiques utilisant le biogaz constituent une manière alternative de chauffer une ferme privée ou un petit village. Les déchets organiques peuvent être convertis en électricité, ce qui est beaucoup moins cher que de les acheminer vers le site et de payer les factures de services publics. Le biogaz peut être utilisé pour cuisiner sur des cuisinières à gaz. Le grand avantage du biocarburant est qu’il s’agit d’une source d’énergie inépuisable et renouvelable.

Efficacité des biocarburants

Le biogaz issu de la litière et du fumier est incolore et inodore. Il fournit la même quantité de chaleur que le gaz naturel. Un mètre cube de biogaz fournit la même quantité d’énergie que 1,5 kg de charbon.

Le plus souvent, les fermes ne jettent pas les déchets du bétail, mais les stockent dans un seul endroit. En conséquence, du méthane est libéré dans l’atmosphère et le fumier perd ses propriétés d’engrais. Les déchets traités en temps opportun apporteront bien plus d'avantages à l'exploitation agricole.

Il est ainsi facile de calculer l’efficacité de l’élimination du fumier. Une vache moyenne produit 30 à 40 kg de fumier par jour. Cette masse produit 1,5 mètre cube de gaz. À partir de cette quantité, 3 kW/h d’électricité sont générés.

Comment construire un réacteur à biomatériaux

Les bioréacteurs sont des conteneurs en béton percés de trous pour l'élimination des matières premières. Avant la construction, vous devez choisir un emplacement sur le site. La taille du réacteur dépend de la quantité de biomasse dont vous disposez quotidiennement. Il doit remplir le récipient aux 2/3.

S'il n'y a pas beaucoup de biomasse, au lieu d'un conteneur en béton, vous pouvez prendre un baril en fer, par exemple un baril ordinaire. Mais il doit être solide, avec des soudures de qualité.

La quantité de gaz produite dépend directement du volume de matières premières. Dans un petit récipient, vous en obtiendrez un peu. Pour obtenir 100 mètres cubes de biogaz, il faut traiter une tonne de masse biologique.

Pour augmenter la solidité de l’installation, celle-ci est généralement enterrée dans le sol. Le réacteur doit avoir un tuyau d'entrée pour charger la biomasse et une sortie pour éliminer les déchets. Il doit y avoir un trou au sommet du réservoir par lequel le biogaz est évacué. Il est préférable de le fermer avec un joint hydraulique.

Pour une réaction correcte, le récipient doit être hermétiquement fermé, sans accès d'air. Le joint hydraulique assurera l'élimination rapide des gaz, ce qui empêchera le système d'exploser.

Réacteur pour une grande ferme

Une conception simple de bioréacteur convient aux petites exploitations comptant 1 à 2 animaux. Si vous possédez une ferme, il est préférable d’installer un réacteur industriel capable de traiter de gros volumes de combustible. Il est préférable d'impliquer des entreprises spéciales impliquées dans le développement du projet et l'installation du système.

Les complexes industriels se composent de :

Réservoirs de stockage provisoires ;
Installations de mélange ;
Une petite centrale thermique qui fournit de l'énergie pour chauffer les bâtiments et les serres, ainsi que de l'électricité ;
Conteneurs pour fumier fermenté utilisé comme engrais.

L'option la plus efficace consiste à construire un complexe pour plusieurs fermes voisines. Plus les biomatériaux sont traités, plus d’énergie est produite.

Avant de recevoir du biogaz, les installations industrielles doivent être agréées par la station sanitaire et épidémiologique, d'inspection incendie et gaz. Ils sont documentés ; il existe des normes particulières pour l'emplacement de tous les éléments.

Comment calculer le volume du réacteur

Le volume du réacteur dépend de la quantité de déchets générée quotidiennement. N'oubliez pas que le récipient ne doit être rempli qu'aux 2/3 pour une fermentation efficace. Tenez également compte du temps de fermentation, de la température et du type de matière première.

Il est préférable de diluer le fumier avec de l'eau avant de l'envoyer au digesteur. Il faudra environ 2 semaines pour traiter le fumier à une température de 35 à 40 degrés. Pour calculer le volume, déterminez le volume initial de déchets avec de l'eau et ajoutez 25 à 30 %. Le volume de biomasse doit être le même toutes les deux semaines.

Comment assurer l'activité de la biomasse

Pour une bonne fermentation de la biomasse, il est préférable de chauffer le mélange. Dans les régions du sud, la température de l'air favorise le début de la fermentation. Si vous habitez dans le nord ou dans la zone médiane, vous pouvez connecter des éléments chauffants supplémentaires.

Pour démarrer le processus, une température de 38 degrés est requise. Il existe plusieurs manières de s'en assurer :

Un serpentin sous le réacteur relié au système de chauffage ;
Éléments chauffants à l’intérieur du conteneur ;
Chauffage direct du conteneur avec des appareils de chauffage électriques.

La masse biologique contient déjà des bactéries nécessaires à la production de biogaz. Ils se réveillent et commencent leur activité lorsque la température de l'air augmente.

Il est préférable de les chauffer avec des systèmes de chauffage automatiques. Ils s'allument lorsque la masse froide pénètre dans le réacteur et s'éteignent automatiquement lorsque la température atteint la valeur souhaitée. De tels systèmes sont installés dans des chaudières à eau chaude ; ils peuvent être achetés dans les magasins d'équipement à gaz.

Si vous chauffez à 30-40 degrés, le traitement prendra 12 à 30 jours. Cela dépend de la composition et du volume de la masse. Lorsqu'elle est chauffée à 50 degrés, l'activité bactérienne augmente et le traitement prend 3 à 7 jours. L'inconvénient de telles installations est le coût élevé du maintien de températures élevées. Ils sont comparables à la quantité de carburant reçue, le système devient donc inefficace.

Une autre façon d’activer les bactéries anaérobies consiste à remuer la biomasse. Vous pouvez installer vous-même les arbres dans la chaudière et déplacer la poignée pour remuer la masse si nécessaire. Mais il est bien plus pratique de concevoir un système automatique qui mélangera la masse sans votre participation.

Élimination correcte des gaz

Le biogaz du fumier est éliminé par le couvercle supérieur du réacteur. Il doit être bien fermé pendant le processus de fermentation. Généralement, un joint hydraulique est utilisé. Il contrôle la pression dans le système ; lorsqu'elle augmente, le couvercle se soulève et la soupape de décharge est activée. Un poids est utilisé comme contrepoids. A la sortie, le gaz est purifié avec de l'eau et s'écoule davantage dans les tubes. Une purification à l'eau est nécessaire pour éliminer la vapeur d'eau du gaz, sinon il ne brûlera pas.

Avant que le biogaz puisse être transformé en énergie, il doit être accumulé. Il doit être stocké dans un réservoir d'essence :

Il est réalisé en forme de dôme et installé à la sortie du réacteur.
Le plus souvent, il est en fer et recouvert de plusieurs couches de peinture pour éviter la corrosion.
Dans les complexes industriels, le réservoir de gaz est un réservoir séparé.

Autre option pour fabriquer un gazomètre : utiliser un sac en PVC. Ce matériau élastique s'étire au fur et à mesure que le sac se remplit. Si nécessaire, il peut stocker de grandes quantités de biogaz.

Usine souterraine de production de biocarburants

Pour gagner de la place, il est préférable de construire des installations souterraines. C’est le moyen le plus simple d’obtenir du biogaz à la maison. Pour installer un bioréacteur souterrain, il faut creuser un trou et remplir ses parois et son fond de béton armé.

Des trous sont pratiqués des deux côtés du conteneur pour les tuyaux d'entrée et de sortie. De plus, le tuyau de sortie doit être situé à la base du conteneur pour pomper la masse de déchets. Son diamètre est de 7 à 10 cm. Le trou d'entrée d'un diamètre de 25 à 30 cm est mieux situé dans la partie supérieure.

L'installation est recouverte de maçonnerie sur le dessus et un réservoir de gaz est installé pour recevoir le biogaz. A la sortie du récipient, vous devez réaliser une vanne pour réguler la pression.

Une installation de biogaz peut être enterrée dans la cour d'une maison privée et les eaux usées et les déjections animales peuvent y être raccordées. Les réacteurs de recyclage peuvent couvrir entièrement les besoins en électricité et en chauffage d'une famille. Un avantage supplémentaire est d’obtenir de l’engrais pour votre jardin.

Un bioréacteur DIY est un moyen d’obtenir de l’énergie à partir des pâturages et de gagner de l’argent grâce au fumier. Cela réduit les coûts énergétiques de l’exploitation agricole et augmente la rentabilité. Vous pouvez le faire vous-même ou commander l'installation. Le prix dépend du volume, à partir de 7 000 roubles.

La hausse des prix de l’énergie nous amène à réfléchir à la possibilité de nous en procurer nous-mêmes. Une option est une usine de biogaz. Avec son aide, le biogaz est obtenu à partir de fumier, d'excréments et de résidus végétaux qui, après purification, peuvent être utilisés pour les appareils à gaz (cuisinières, chaudières), pompés dans des bouteilles et utilisés comme carburant pour les voitures ou les générateurs électriques. De manière générale, la transformation du fumier en biogaz peut répondre à tous les besoins énergétiques d'une maison ou d'une ferme.

La construction d'une usine de biogaz est un moyen de fournir de manière indépendante des ressources énergétiques

Principes généraux

Le biogaz est un produit issu de la décomposition de substances organiques. Pendant le processus de pourriture/fermentation, des gaz sont libérés, collectés et vous pouvez répondre aux besoins de votre propre ménage. L’équipement dans lequel ce processus se produit est appelé « usine de biogaz ».

Le processus de formation de biogaz est dû à l'activité vitale de divers types de bactéries contenues dans les déchets eux-mêmes. Mais pour qu'ils « travaillent » activement, ils doivent créer certaines conditions : humidité et température. Pour les créer, une usine de biogaz est en cours de construction. Il s'agit d'un complexe de dispositifs dont la base est un bioréacteur dans lequel se produit la décomposition des déchets, qui s'accompagne d'une formation de gaz.

Il existe trois modes de transformation du fumier en biogaz :

Mode psychophile. La température dans l'installation de biogaz est comprise entre +5°C et +20°C. Dans de telles conditions, le processus de décomposition est lent, une grande quantité de gaz se forme et sa qualité est faible.
Mésophile. L'appareil entre dans ce mode à des températures comprises entre +30°C et +40°C. Dans ce cas, les bactéries mésophiles se reproduisent activement. Dans ce cas, plus de gaz se forme, le processus de traitement prend moins de temps - de 10 à 20 jours.
Thermophile. Ces bactéries se multiplient à des températures supérieures à +50°C. Le processus est le plus rapide (3 à 5 jours), la production de gaz est la plus importante (dans des conditions idéales, avec 1 kg de livraison, vous pouvez obtenir jusqu'à 4,5 litres de gaz). La plupart des tableaux de référence pour le rendement en gaz du traitement sont donnés spécifiquement pour ce mode, donc lors de l'utilisation d'autres modes, il vaut la peine de procéder à un ajustement plus petit.

La chose la plus difficile à mettre en œuvre dans les installations de biogaz est le mode thermophile. Cela nécessite une isolation thermique de haute qualité de l'installation de biogaz, du chauffage et un système de contrôle de la température. Mais à la sortie, nous obtenons la quantité maximale de biogaz. Une autre caractéristique du traitement thermophile est l'impossibilité de chargement supplémentaire. Les deux modes restants - psychophile et mésophile - vous permettent d'ajouter quotidiennement une nouvelle portion de matières premières préparées. Mais, en mode thermophile, le temps de traitement court permet de diviser le bioréacteur en zones dans lesquelles leur part de matières premières sera traitée avec des temps de chargement différents.

Schéma d'une installation de biogaz

La base d'une installation de biogaz est un bioréacteur ou un bunker. Le processus de fermentation s'y déroule et le gaz résultant s'y accumule. Il y a également une trémie de chargement et de déchargement ; le gaz généré est évacué par un tuyau inséré dans la partie supérieure. Vient ensuite le système de traitement du gaz - en le nettoyant et en augmentant la pression dans le gazoduc jusqu'à la pression de service.

Pour les modes mésophiles et thermophiles, un système de chauffage par bioréacteur est également nécessaire pour atteindre les modes requis. À cette fin, des chaudières à gaz fonctionnant au combustible produit sont généralement utilisées. De là, un système de canalisations mène au bioréacteur. Il s'agit généralement de tuyaux en polymère, car ils résistent mieux à un environnement agressif.

Une installation de biogaz a également besoin d'un système pour mélanger la substance. Pendant la fermentation, une croûte dure se forme au sommet et les particules lourdes se déposent. Tout cela ensemble aggrave le processus de formation de gaz. Des mélangeurs sont nécessaires pour maintenir un état homogène de la masse traitée. Ils peuvent être mécaniques ou même manuels. Ils peuvent être démarrés par minuterie ou manuellement. Tout dépend de la manière dont l'installation de biogaz est construite. Un système automatisé est plus coûteux à installer, mais nécessite un minimum d'attention lors de son fonctionnement.

Selon le type d'emplacement, une installation de biogaz peut être :

Hors sol.
Semi-encastré.
Encastré.

Les encastrés sont plus coûteux à installer - de nombreux travaux d'excavation sont nécessaires. Mais lorsqu’ils sont utilisés dans nos conditions, ils sont meilleurs : il est plus facile d’organiser l’isolation et les coûts de chauffage sont réduits.

Que peut-on recycler

Une usine de biogaz est essentiellement omnivore : n’importe quelle matière organique peut être traitée. Tout fumier et urine, résidus végétaux conviennent. Les détergents, les antibiotiques et les produits chimiques affectent négativement le processus. Il est conseillé d'en minimiser la consommation, car ils tuent la flore qui les transforme.

Le fumier de bétail est considéré comme idéal car il contient de grandes quantités de micro-organismes. S'il n'y a pas de vaches dans l'exploitation, lors du chargement du bioréacteur, il est conseillé d'ajouter une partie du fumier pour peupler le substrat avec la microflore requise. Les résidus végétaux sont pré-broyés et dilués avec de l'eau. Les matières végétales et les excréments sont mélangés dans un bioréacteur. Ce « remplissage » prend plus de temps à traiter, mais au final, avec le bon mode, nous obtenons le rendement de produit le plus élevé.

Détermination de l'emplacement

Pour minimiser les coûts d'organisation du processus, il est judicieux d'installer l'installation de biogaz à proximité de la source de déchets - à proximité de bâtiments où sont gardés des volailles ou des animaux. Il est conseillé de développer la conception de manière à ce que le chargement se fasse par gravité. Depuis une grange ou une porcherie, vous pouvez poser un pipeline en pente à travers lequel le fumier s'écoulera par gravité dans le bunker. Cela simplifie grandement la tâche d'entretien du réacteur, ainsi que l'élimination du fumier.

Il est préférable de situer l'installation de biogaz de manière à ce que les déchets de l'exploitation puissent s'écouler par gravité.

En règle générale, les bâtiments abritant des animaux sont situés à une certaine distance d'un immeuble résidentiel. Le gaz généré devra donc être transféré aux consommateurs. Mais poser un seul tuyau de gaz est moins cher et plus facile que d'organiser une ligne de transport et de chargement du fumier.

Bioréacteur

Il existe des exigences assez strictes pour les cuves de traitement du fumier :

Toutes ces exigences pour la construction d'une installation de biogaz doivent être remplies, car elles garantissent la sécurité et créent des conditions normales pour la transformation du fumier en biogaz.

À partir de quels matériaux peut-il être fabriqué ?

La résistance aux environnements agressifs est la principale exigence des matériaux à partir desquels les conteneurs peuvent être fabriqués. Le substrat du bioréacteur peut être acide ou alcalin. En conséquence, le matériau à partir duquel le conteneur est fabriqué doit bien tolérer divers environnements.

Peu de matériaux répondent à ces demandes. La première chose qui me vient à l’esprit est le métal. Il est durable et peut être utilisé pour fabriquer des conteneurs de n’importe quelle forme. La bonne chose est que vous pouvez utiliser un conteneur prêt à l'emploi - un vieux réservoir. Dans ce cas, la construction d’une installation de biogaz prendra très peu de temps. L'inconvénient du métal est qu'il réagit avec des substances chimiquement actives et commence à s'effondrer. Pour neutraliser cet inconvénient, le métal est recouvert d'un revêtement protecteur.

Une excellente option est un conteneur de bioréacteur en polymère. Le plastique est chimiquement neutre, ne pourrit pas, ne rouille pas. Il suffit de choisir parmi des matériaux capables de résister au gel et au chauffage à des températures assez élevées. Les parois du réacteur doivent être épaisses, de préférence renforcées de fibres de verre. De tels conteneurs ne sont pas bon marché, mais ils durent longtemps.

Une option moins chère est une installation de biogaz avec un conteneur en briques, blocs de béton ou pierre. Pour que la maçonnerie puisse résister à des charges élevées, il est nécessaire de renforcer la maçonnerie (tous les 3 à 5 rangées, en fonction de l'épaisseur du mur et du matériau). Une fois le processus de construction des murs terminé, pour garantir l’imperméabilité à l’eau et au gaz, un traitement multicouche ultérieur des murs est nécessaire tant à l’intérieur qu’à l’extérieur. Les murs sont enduits d'une composition ciment-sable avec des additifs (additifs) qui confèrent les propriétés requises.

Dimensionnement du réacteur

Le volume du réacteur dépend de la température choisie pour transformer le fumier en biogaz. Le plus souvent, le mésophile est choisi - il est plus facile à entretenir et permet un rechargement quotidien du réacteur. La production de biogaz après avoir atteint le mode normal (environ 2 jours) est stable, sans hausses ni baisses (lorsque des conditions normales sont créées). Dans ce cas, il est judicieux de calculer le volume de l'installation de biogaz en fonction de la quantité de fumier générée quotidiennement sur l'exploitation. Tout est facilement calculé sur la base de données statistiques moyennes.

La décomposition du fumier aux températures mésophiles prend de 10 à 20 jours. En conséquence, le volume est calculé en multipliant par 10 ou 20. Lors du calcul, il est nécessaire de prendre en compte la quantité d'eau nécessaire pour amener le substrat à un état idéal - son humidité doit être de 85 à 90 %. Le volume trouvé est augmenté de 50 %, car la charge maximale ne doit pas dépasser les 2/3 du volume du réservoir - le gaz doit s'accumuler sous le plafond.

Par exemple, il y a 5 vaches, 10 cochons et 40 poules dans une ferme. En gros, 5 * 55 kg + 10 * 4,5 kg + 40 * 0,17 kg = 275 kg + 45 kg + 6,8 kg = 326,8 kg. Pour amener le fumier de poule à 85 % d’humidité, il faut ajouter un peu plus de 5 litres d’eau (soit 5 kg supplémentaires). Le poids total est de 331,8 kg. Pour un traitement en 20 jours il vous faut : 331,8 kg * 20 = 6636 kg - environ 7 mètres cubes uniquement pour le substrat. On multiplie le chiffre trouvé par 1,5 (augmentation de 50%), on obtient 10,5 mètres cubes. Ce sera la valeur calculée du volume du réacteur de l'usine de biogaz.

Les trappes de chargement et de déchargement mènent directement à la cuve du bioréacteur. Afin que le substrat soit réparti uniformément sur toute la surface, ils sont réalisés aux extrémités opposées du conteneur.

Lors de l'installation en profondeur d'une installation de biogaz, les tuyaux de chargement et de déchargement se rapprochent du corps selon un angle aigu. De plus, l'extrémité inférieure du tuyau doit être en dessous du niveau de liquide dans le réacteur. Cela empêche l'air de pénétrer dans le conteneur. De plus, des vannes rotatives ou d'arrêt sont installées sur les tuyaux, qui sont fermés en position normale. Ils s'ouvrent uniquement lors du chargement ou du déchargement.

Le fumier pouvant contenir de gros fragments (éléments de litière, tiges d’herbe, etc.), les canalisations de petit diamètre se boucheront souvent. Par conséquent, pour le chargement et le déchargement, ils doivent avoir un diamètre de 20 à 30 cm. Ils doivent être installés avant le début des travaux d'isolation de l'installation de biogaz, mais après la mise en place du conteneur.

Le mode de fonctionnement le plus pratique d'une installation de biogaz consiste à charger et décharger régulièrement le substrat. Cette opération peut être réalisée une fois par jour ou une fois tous les deux jours. Le fumier et les autres composants sont préalablement collectés dans un réservoir de stockage, où ils sont amenés à l'état requis - broyés, si nécessaire, humidifiés et mélangés. Pour plus de commodité, ce récipient peut comporter un agitateur mécanique. Le substrat préparé est versé dans la trappe de réception. Si vous placez le récipient de réception au soleil, le substrat sera préchauffé, ce qui réduira les coûts de maintien de la température requise.

Il est conseillé de calculer la profondeur d'installation de la trémie de réception pour que les déchets y affluent par gravité. Il en va de même pour le déchargement dans le bioréacteur. Le meilleur des cas est que le substrat préparé se déplace par gravité. Et un volet le clôturera lors de la préparation.

Pour garantir l'étanchéité de l'installation de biogaz, les trappes de la trémie de réception et de la zone de déchargement doivent être munies d'un joint d'étanchéité en caoutchouc. Moins il y a d’air dans le récipient, plus le gaz sera propre à la sortie.

Collecte et évacuation du biogaz

Le biogaz est évacué du réacteur par un tuyau dont une extrémité se trouve sous le toit, l'autre étant généralement descendue dans un joint hydraulique. Il s'agit d'un récipient contenant de l'eau dans lequel le biogaz obtenu est évacué. Il y a un deuxième tuyau dans le joint hydraulique - il est situé au-dessus du niveau de liquide. Du biogaz plus propre en sort. Un robinet d'arrêt de gaz est installé à la sortie de leur bioréacteur. La meilleure option est une balle.

Quels matériaux peuvent être utilisés pour le système de transport de gaz ? Tuyaux en métal galvanisé et conduites de gaz en HDPE ou PPR. Ils doivent s'assurer que les coutures et les joints sont vérifiés à l'aide de mousse de savon. L'ensemble du pipeline est assemblé à partir de tuyaux et de raccords du même diamètre. Pas de contractions ni d'expansions.

Purification des impuretés

La composition approximative du biogaz obtenu est :

méthane - jusqu'à 60 % ;
dioxyde de carbone - 35%;
autres substances gazeuses (dont le sulfure d'hydrogène, qui donne au gaz une odeur désagréable) - 5 %.

Pour que le biogaz soit inodore et brûle bien, il est nécessaire d'en éliminer le dioxyde de carbone, le sulfure d'hydrogène et la vapeur d'eau. Le dioxyde de carbone est éliminé dans un joint hydraulique si de la chaux éteinte est ajoutée au fond de l'installation. Un tel marque-page devra être changé périodiquement (dès que le gaz commence à brûler moins bien, il est temps de le changer).

Le séchage du gaz peut être effectué de deux manières - en réalisant des joints hydrauliques dans le gazoduc - en insérant des sections courbes dans le tuyau sous les joints hydrauliques, dans lesquels les condensats s'accumuleront. L'inconvénient de cette méthode est la nécessité de vider régulièrement le joint hydraulique - s'il y a une grande quantité d'eau collectée, cela peut bloquer le passage du gaz.

La deuxième façon consiste à installer un filtre avec du gel de silice. Le principe est le même que dans un joint hydraulique : le gaz est amené au gel de silice et séché sous le couvercle. Avec cette méthode de séchage du biogaz, le gel de silice doit être séché périodiquement. Pour ce faire, vous devez le réchauffer au micro-ondes pendant un certain temps. Il chauffe et l'humidité s'évapore. Vous pouvez le remplir et l'utiliser à nouveau.

Pour éliminer le sulfure d'hydrogène, un filtre chargé de copeaux métalliques est utilisé. Vous pouvez charger de vieilles éponges métalliques dans le conteneur. La purification s'effectue exactement de la même manière : le gaz est amené dans la partie inférieure du récipient rempli de métal. Au cours de son passage, il est débarrassé du sulfure d'hydrogène, collecté dans la partie supérieure libre du filtre, d'où il est évacué par un autre tuyau/tuyau.

Réservoir de gaz et compresseur

Le biogaz purifié entre dans un réservoir de stockage - un gazomètre. Il peut s'agir d'un sac en plastique scellé ou d'un récipient en plastique. La condition principale est l’étanchéité aux gaz ; la forme et le matériau n’ont pas d’importance. Le gazomètre stocke une réserve de biogaz. À partir de là, à l'aide d'un compresseur, du gaz sous une certaine pression (réglée par le compresseur) est fourni au consommateur - à la cuisinière à gaz ou à la chaudière. Ce gaz peut également être utilisé pour produire de l’électricité à l’aide d’un générateur.

Pour créer une pression stable dans le système après le compresseur, il est conseillé d'installer un récepteur - un petit dispositif pour niveler les coups de bélier.

Appareils de mixage

Pour que l'installation de biogaz fonctionne normalement, il est nécessaire de mélanger régulièrement le liquide dans le bioréacteur. Ce processus simple résout de nombreux problèmes :

mélange une nouvelle partie de la charge avec une colonie de bactéries ;
favorise la libération du gaz produit;
égalise la température du liquide, en excluant les zones plus chaudes et plus froides ;
maintient l'homogénéité du substrat, empêchant le dépôt ou le flottement de certains composants.

En règle générale, une petite usine de biogaz artisanale est équipée d'agitateurs mécaniques entraînés par la force musculaire. Dans les systèmes à grand volume, les agitateurs peuvent être entraînés par des moteurs activés par une minuterie.

La deuxième méthode consiste à remuer le liquide en y faisant passer une partie du gaz généré. Pour ce faire, après avoir quitté le métaréservoir, un té est installé et une partie du gaz s'écoule dans la partie inférieure du réacteur, où il sort par un tube percé de trous. Cette partie du gaz ne peut pas être considérée comme une consommation, car elle pénètre à nouveau dans le système et finit par conséquent dans le réservoir de gaz.

La troisième méthode de mélange consiste à pomper le substrat par le bas à l'aide de pompes fécales et à le verser par le haut. L’inconvénient de cette méthode est sa dépendance à l’égard de la disponibilité de l’électricité.

Système de chauffage et isolation thermique

Sans chauffer le liquide traité, les bactéries psychophiles se multiplieront. Dans ce cas, le processus de traitement prendra 30 jours et la production de gaz sera faible. En été, s'il y a une isolation thermique et un préchauffage de la charge, il est possible d'atteindre des températures allant jusqu'à 40 degrés, lorsque le développement de bactéries mésophiles commence, mais en hiver, une telle installation est pratiquement inopérante - les processus se déroulent très lentement. . À des températures inférieures à +5°C, ils gèlent pratiquement.

Que chauffer et où le placer

Pour de meilleurs résultats, utilisez le chauffage. Le plus rationnel est le chauffage de l'eau à partir d'une chaudière. La chaudière peut fonctionner à l’électricité, au combustible solide ou liquide, et vous pouvez également la faire fonctionner avec le biogaz produit. La température maximale à laquelle l'eau doit être chauffée est de +60°C. Des tuyaux plus chauds peuvent faire adhérer des particules à la surface, réduisant ainsi l’efficacité du chauffage.

Vous pouvez également utiliser le chauffage direct - insérez des éléments chauffants, mais d'une part, il est difficile d'organiser le mélange, d'autre part, le substrat collera à la surface, réduisant le transfert de chaleur, les éléments chauffants brûleront rapidement

Une installation de biogaz peut être chauffée à l'aide de radiateurs de chauffage standards, de simples tuyaux torsadés en serpentin ou de registres soudés. Il est préférable d'utiliser des tuyaux en polymère - métal-plastique ou polypropylène. Les tuyaux ondulés en acier inoxydable conviennent également ; ils sont plus faciles à installer, notamment dans les bioréacteurs cylindriques verticaux, mais la surface ondulée provoque un collage des sédiments, ce qui n'est pas très bon pour le transfert de chaleur.

Pour réduire le risque de dépôt de particules sur les éléments chauffants, ceux-ci sont situés dans la zone de l'agitateur. Seulement dans ce cas, tout doit être conçu pour que le mélangeur ne puisse pas toucher les tuyaux. Il semble souvent qu'il soit préférable de placer les radiateurs au fond, mais la pratique a montré qu'en raison des sédiments au fond, un tel chauffage est inefficace. Il est donc plus rationnel de placer des radiateurs sur les parois du métaréservoir d'une usine de biogaz.

Méthodes de chauffage de l'eau

Selon la méthode de disposition des tuyaux, le chauffage peut être externe ou interne. Lorsqu'il est installé en interne, le chauffage est efficace, mais la réparation et l'entretien des appareils de chauffage sont impossibles sans arrêter et pomper le système. C’est pourquoi une attention particulière est portée au choix des matériaux et à la qualité des connexions.

Le chauffage augmente la productivité de l'installation de biogaz et réduit le temps de traitement des matières premières

Lorsque les appareils de chauffage sont situés à l'extérieur, plus de chaleur est nécessaire (le coût de chauffage du contenu d'une installation de biogaz est beaucoup plus élevé), car une grande partie de la chaleur est dépensée pour chauffer les murs. Mais le système est toujours disponible pour réparation et le chauffage est plus uniforme, puisque l'environnement est chauffé par les murs. Un autre avantage de cette solution est que les agitateurs ne peuvent pas endommager le système de chauffage.

Comment isoler

Tout d'abord, une couche de sable de nivellement est versée au fond de la fosse, puis une couche d'isolation thermique. Il peut s'agir d'argile mélangée à de la paille et de l'argile expansée, des scories. Tous ces composants peuvent être mélangés et versés en couches séparées. Ils sont nivelés jusqu'à l'horizon et la capacité de l'usine de biogaz est installée.

Les côtés du bioréacteur peuvent être isolés avec des matériaux modernes ou avec des méthodes classiques à l'ancienne. L'une des méthodes les plus anciennes consiste à enduire d'argile et de paille. Appliquer en plusieurs couches.

Les matériaux modernes comprennent la mousse de polystyrène extrudé haute densité, les blocs de béton cellulaire basse densité, etc. La mousse de polyuréthane (PPU) est la plus avancée technologiquement dans ce cas, mais les services pour son application ne sont pas bon marché. Mais le résultat est une isolation thermique sans faille, qui minimise les coûts de chauffage. Il existe un autre matériau d'isolation thermique - le verre mousse. Il est très cher en dalles, mais ses copeaux ou miettes coûtent très peu cher, et en termes de caractéristiques il est presque idéal : il n'absorbe pas l'humidité, n'a pas peur du gel, tolère bien les charges statiques et a une faible conductivité thermique.