Биогазовая установка может быть создана в любом хозяйстве из мест­ных, доступных материалов силами специалистов самого хозяйства.

Ферментация навоза идет в анаэробных (бескислородных) усло­виях при температуре 30—55 °С (оптимально 40 °С). Длительность ферментации, обеспечивающая обеззараживание навоза, не менее 12 суток. Для анаэробной ферментации можно использовать как обыч­ный, так и жидкий, бесподстилочный навоз, который легко подается в биореактор насосом.

При ферментации в навозе полностью сохраняются азот и фосфор. Масса навоза практически не изменяется, если не считать испаряе­мой воды, которая переходит в биогаз. Органическое вещество навоза разлагается на 30—40 %; деструкции подвергаются в основном легко разлагаемые соединения — жир, протеин, углеводы, а основные гуму­сообразующие компоненты — целлюлоза и лигнин — сохраняются полностью.

Благодаря выделению метана и углекислого газа оптимизируется соотношение C/N. Доля аммиачного азота увеличивается. Реакция получаемого органического удобрения — щелочная (pH 7,2—7,8), что делает такое удобрение особенно ценным для кислых почв. По срав­нению с удобрением, получаемым из навоза обычным способом, уро­жайность увеличивается на 10—15 %.

Получаемый биогаз плотностью 1,2 кг/м3 (0,93 плотности воздуха) имеет следующий состав (%): метан — 65, углекислый газ — 34, сопут­ствующие газы — до 1 (в том числе сероводород — до 0,1). Содержание метана может меняться в зависимости от состава субстрата и техно­логии в пределах 55—75 %. Содержание воды в биогазе при 40 °С — 50 г/м3; при охлаждении биогаза она конденсируется, и необходимо принять меры к удалению конденсата (осушка газа, прокладка труб с нужным уклоном и пр.).

Энергоемкость получаемого газа — 23 мДж/м3, или 5500 ккал/м3. Оборудование представлено на рис. 7.11.

Основное оборудование биогазовой установки — герметически закрытая емкость с теплообменником (теплоноситель — вода, нагретая до 50—60 °С), устройства для ввода и вывода навоза и для отвода газа.

Примечание.

Так как на каждой ферме свои особенности удаления навоза, исполь­зования подстилочного материала, теплоснабжения, создать один типовой биореактор невозможно. Конструкция установки во мно­гом определяется Местными условиями, наличием материалов.

Для небольшой установки наиболее простое решение — исполь­зовать высвободившиеся топливные цистерны. Схема биореактора на базе стандартной топливной цистерны объемом 50 м3 показана на рис. 7.11. Внутренние перегородки могут быть из металла или кир­пича; их основная функция — направлять поток навоза и удлинить путь его внутри реактора, образуя систему сообщающихся сосудов. На схеме перегородки показаны условно; их число и размещение зави­сят от свойств навоза — от текучести, количества подстилки.

Биореактор из железобетона требует меньше металла, но более тру­доемок в изготовлении. Чтобы определить объем биореактора, нужно исходить из количества навоза, которое зависит как от численности и массы животных, так и от способа его удаления: при смыве бесподсти — лочного навоза общее количество стоков увеличивается во много раз, что нежелательно, так как требует увеличения затрат энергии на подогрев.

Примечание.

Если суточное количество стоков известно, нужный объем реак­тора можно определить, умножив это количество на 12 (поскольку 12 суток— минимальный срок выдержки навоза) и увеличив полу­ченную величину на 10% (так как реактор следует заполнять суб­стратом на 90 %).

Ориентировочная суточная производительность биореактора при загрузке навоза с содержанием сухого вещества 4—8 % — два объема газа на объем реактора: биореактор объемом 50 м3 будет давать в сутки 100 м3 биогаза.

Как правило, переработка бесподстилочного навоза от 10 голо. в крупного рогатого скота позволяет получить в сутки около 20 м3 био­газа, от 10 свиней — 1—3 м3, от 10 овец — 1 — 1,2 м3, от 10 кроликов — 0,4—0,6 м3.

Тонна соломы дает 300 м3 биогаза, тонна коммунально-бытовых отходов — 130 м3).

Примечание.

Потребность в газе односемейного дома, включая отопление и горячее водоснабжение, составляет в среднем 10 м3 в сутки, но может сильно колебаться в зависимости от качества теплоизо­ляции дома.