ставляються по транспортерної стрічці, зі спеціального сховища послід або гній доставляється трактором [25]. Рідкі відходи потрапляють не прямо в реактор, а в попередню ємність. У цій ємності відбувається гомогенізація маси і підігрів (іноді охолодження) до необхідної температури. Зазвичай обсяг такої ємності достатній на 2-3 дні. Тверді відходи можуть вивантажували в ємність з рідкими відходами і перемішуватися з ними, або завантажуватися в спеціальний шнековий (гвинтовий) завантажувач. З ємності гомогенізації і завантажувача твердих відходів біомаса (гній або послід або барда) надходить в реактор, де відбувається ферментація [26].
Реактор - це газонепроникний і повністю герметичний резервуар з кислотостійкого залізобетону. Ця конструкція теплоізолюється шаром утеплювача. Товщина утеплювача розраховується під конкретні кліматичні умови. Усередині реактора підтримується фіксована для мікроорганізмів температура, потім біомаса перемішується. Матеріал всіх перемішуючих пристроїв - нержавіюча сталь. В окремих випадках перемішування не механічне, а гідравлічне. Маса лунає насосами по трубках в шар, де живуть колонії бактерій. Реактори бувають з дерев'яним або залізобетонним склепінням. Термін служби реактора більше 25-30 років. Підігрів реактора ведеться теплою водою. Температура води на вході в реактор 60 ° С. Температура води після реактора близько 40 ° С [27,28].
У біогазової установці з теплоелектрогенератор вода від охолодження генератора використовується для підігріву реактора. Температура води після генератора становить 90 ° С. У зимовий період біогазової установці потрібно до 70% вторинного тепла, відведеного від теплоелектрогенератора, в літній - близько 10%. Витрати теплової та електричної енергії на потреби самої установки становлять від 5 до 15% всієї енергії, яку дає біогазова установка. Середній час гідравлічного відстоювання усередині реактора (залежно від субстратів) - 20-40 днів.
Для кукурудзяного силосу період бродіння становить 70-160 днів. Протягом цього часу органічні речовини всередині біомаси перетворюються мікроорганізмами. Період бродіння визначає обсяг реактора [29].
Всю роботу по сбраживанию відходів проробляють анаеробні мікроорганізми. У біореактор мікроорганізми вводяться один раз при першому запуску. На виході є два продукти: біогаз і біодобрива (компостований і рідкий субстрат). Біогаз зберігається в ємності для зберігання газу - газгольдері. Газгольдер герметично накриває реактор зверху. Над газгольдером додатково розташовується тентове накриття. У простір між газгольдером і тентом закачується повітря для створення тиску і теплоізоляції. В окремих випадках газгольдер являє собою багатокамерний мішок. Такий мішок залежно від проектного рішення може кріпитися зверху бетонного зводу ременями, або в спеціальній бетонній ємності. Запас обсягу газгольдерів зазвичай 0,5-1 день. З газгольдера йде безперервна подача біогазу в газовий або дизель-газовий теплоелектрогенератор. Тут вже виробляється тепло і електрику. Великі біогазові установки мають аварійні факельні установки на той випадок, якщо двигун/двигуни не працюють і біогаз треба спалити. Газова система може включати в себе вентилятор, конденсатовідвідник, десульфулізатор і т.п. Всією системою управляє система автоматики. Система контролює роботу насосної станції, мішалок, системи підігріву, газової автоматики, генератора [30, 31].
Для управління установкою потрібно всього одна штатна одиниця, при цьому людина витрачає на контроль біогазової установки в середньому 2:00. Переброджена маса - це біодобрива, готові до використання. Рідкі біодобрива відділяються від твердих за допомогою сепаратора і зберігаються в ємності для зберігання біодобрива. У Німеччині цей субстрат (аміачна вода) в основному використовується як добриво через високу концентрацію аміаку (NH4) [32]. Тверді добрива зберігаються на спеціальній дільниці. З ємності зберігання рідких добрив насосами маса перекачується в бочки-причепи та вивозиться на свої поля або на продаж. Як варіант можлива комплектація біогазової установки лінією фасування і упаковки біодобрив в пляшечки по 0,3, 0,5, і 1 л. Якщо біодобрива не уявляють ніякого інтересу для власника і потрібно позбутися рідкого субстрату, тоді біогазова установка комплектується пристроями з додатковими ступенями очищення [33].
. 1.3.1 Виробництво біогазу бактеріальним бродінням
Сировина для виробництва біогазу - насамперед різноманітні органічні відходи агропромислового комплексу, які багаті целюлозу та інші полісахариди. Перетворення органічних решток на біогаз відбувається внаслідок цілого комплексу складних біохімічних перетворень. Цей процес одержав назву ферментації біомаси. Він відбувається тільки завдяки бактеріям і здійснюється в спеціальних технологічних установках-ферментаторах. Біог...
