Viele Menschen haben DIY-Biogasprojekte versucht und sind entmutigt, nachdem sie kein brennbares Gas produziert haben. Mit meinem ersten Blogeintrag möchte ich am Anfang beginnen. Dieser Artikel befasst sich nicht mit Gaserträgen oder dem, wofür Biogas verwendet werden kann, Es ist eine grundlegende Einführung in die fünf notwendigen Bedingungen, um brennbares Biogas überhaupt zu erzeugen, und ermutigt – hoffentlich – einige Leute, die zuvor gescheitert sind, es erneut zu versuchen.
Ich kann dem Leser garantieren, dass mein Leben funktioniert, und es funktioniert großartig. Die alten Assyrer verwendeten Biogas, um ihre Bäder in 3,000 BC zu heizen, die berühmten Gaslampen des viktorianischen Englands wurden mit Biogas betrieben, Schweden betreibt alle seine Stadtbusse mit Biogas und heute gibt es schätzungsweise 50 Millionen Haushalte in China, die Biogas verwenden. Es gibt keine technischen Gründe, jedes Haus in der Welt nicht bereits mit Biogas zum Kochen Energie und etwas Licht elektrisch. Das Scheitern eines großen oder kleinen Biogasprojekts ist das Ergebnis eines Verstoßes gegen einen oder mehrere dieser fünf leicht zu merkenden Schritte.
Die mikroskopisch kleinen Organismen, die Biogas produzieren, die sogenannten Archaeen, gehören zu den ältesten Lebensformen der Erde. Sie sind der Sauerstoffatmosphäre des Planeten — viel weniger sauerstoffatmenden und CO2-absorbierenden Pflanzen – um kühle 3,5 Milliarden Jahre voraus. Das heißt, mit einem „B“ Archaeen sind keine Bakterien, sie sind genetisch näher an Menschen und anderen Tieren (Eukaryoten) und bilden ihr eigenes Tierreich. Als die Erdatmosphäre vor etwa 500 Millionen Jahren überwiegend aus Sauerstoff bestand, isolierten sich Archaeen an den wenigen verbleibenden luftlosen Orten wie stehenden Sümpfen, tiefen Ozeanen, Höhlen und heißen Quellen und natürlich den Mägen von Wirbeltieren. Um Biogas zu erzeugen, müssen wir die Bedingungen wiederherstellen, unter denen Archaeen in der Natur gedeihen.
5 Schritte zur Herstellung von hausgemachtem Biogas
In der folgenden Tabelle werden die fünf Schritte zur Erstellung eines Biogases beschrieben, auf die ich näher eingehen werde. Biogas wird in einem speziellen luftdichten Tank reproduziert, der als anaerober Fermenter bezeichnet wird. Das Design des anaeroben Fermenters bestimmt die ersten drei Schritte.
Schritt 1. Luftdichten Umgebung. Ein Ziploc Baggie kann für einen anaeroben Fermenter verwendet werden. Die Schwierigkeit ergibt sich aus dem Versuch, frisches Material hinzuzufügen, ohne Sauerstoff in das System zu lassen. Die gebräuchlichste Methode zum Erstellen eines kontinuierlichen Durchflussfermenters ist die Form „Teekanne“ oder „P-Falle“. Die meisten Biogasfermenter sind eine Variation dieser Teekannenform.
Schritt 2. Archaeen lieben Wasser. Bei der Beladung eines Faulbehälters sollte der Wassergehalt des eingesetzten Materials berücksichtigt werden. Ein Kopfsalat zum Beispiel sieht für uns sehr solide aus, besteht jedoch zu 98% aus Wasser. Getrockneter Reis besteht nur zu 14% aus Wasser. Unabhängig von der Größe Ihres Fermenters ist die „40-50-10-Regel“ eine einfache Faustregel, um das richtige Volumen zu erhalten: Vierzig Prozent Material, füllen Sie den Rest des Fermenters mit Wasser mit Ausnahme von 10% Kopfraum.
Schritt 3. Eine gute Analogie in Bezug auf Temperatur und anaerobe Vergärung ist, dass Ihre Temperatur wie das Gaspedal Ihres Autos ist. Je mehr Sie darauf treten, desto schneller wandelt Ihr Fermenter Abfall in Gas um. Genau wie das Treten auf das Gaspedal hat dies jedoch Konsequenzen. Je wärmer Ihr Fermenter ist, Desto zerbrechlicher und anfälliger werden die Archaeen, die Ihren Abfall zersetzen, für einen unerwarteten Absturz.
Die Temperatur kann auf verschiedene Arten gesteuert werden. In China werden Fermenter normalerweise unterirdisch vergraben und viel größer gebaut, als sie sein müssen. Auf diese Weise können sie in den Wintermonaten überlastet werden, um eine konstante Gasproduktion aufrechtzuerhalten. Andere Designs verwenden ein Gewächshaus oder ein Reifenhaus über ihnen. Fortschrittlichere Systeme integrieren eine Art Wärmetauscher, der mit Sonnenkollektoren beheizt werden kann. Vermeiden Sie unabhängig von Ihrem Design die Verwendung von Biogas oder anderen Brennstoffen zum Heizen Ihres Fermenters. Stellen Sie sicher, dass die Energie, die Sie verbrauchen, überschüssige Energie auf dem Weg zur Verschwendung ist.
Schritt 4. Der neutrale pH-Wert ist ein wichtiger Parameter bei der anaeroben Vergärung, ebenso wie bei der aeroben Kompostierung. Wenn der pH-Wert am Einlass gemessen wird, ist er etwas niedriger als neutral — normalerweise um 5,5 —, da frisches Material in Säuren umgewandelt wird. Der pH-Wert neutralisiert sich, wenn diese Säuren in Methangas umgewandelt werden. Wenn der flüssige Biodünger aus dem Fermenter austritt, sollte er 7 sein. Wenn der pH-Wert des Biodüngers niedriger ist, ist dies ein Indikator dafür, dass der Fermenter überfüttert wurde und die Gefahr besteht, dass er „sauer“ wird oder aufgrund des niedrigen pH-Werts nicht mehr funktioniert. Wenn der pH-Wert am Einlass unter 5,5 fällt, muss etwas Holzasche oder Kalk hinzugefügt werden, um den Fermenter zu puffern. Ein saurer Fermenter hat keine Blasenaktivität und anstatt Gas zu produzieren, zieht er stattdessen Luft hinein. Die Oberseite wird fest gegen die Oberfläche der Flüssigkeit angesaugt, und wenn eine Bierschleuse verwendet wird, wird das Wasser in der Luftschleuse in den Fermenter gesaugt. Das Neustarten eines sauren Fermenters ist zeitaufwändig, und in den meisten Fällen ist es einfacher, ihn zu entleeren und von vorne zu beginnen.
Schritt 5. Die Biogasproduktion erfolgt am besten im gleichen C: N-Verhältnis von 25: 1 wie die aerobe Kompostierung. Der Grund, warum Rindermist bei weitem der häufigste Rohstoff für Biogas ist, ist, dass Rindermist von Natur aus das perfekte Kohlenstoff-Stickstoff-Verhältnis von 25: 1 hat. Rindermist ist ein hervorragendes Ausgangsmaterial, um mit Biogas zu experimentieren. Andere Abfälle müssen als Komposthaufen kombiniert werden.
Nach diesen fünf Schritten ist es wichtig zu wissen, dass der Fermenter in den ersten 48 Stunden für einen kleinen Fermenter oder bis zu einigen Wochen für ein größeres System nur Kohlendioxid (CO2) produziert. Kohlendioxid wird natürlich in Feuerlöschern verwendet. Wenn Sie ein Streichholz in das Gas geben, um die Entflammbarkeit zu testen, wird es mit einem hörbaren „Zischen“ und einem Hauch von schwarzem Rauch ausgeblasen. Wenn das Biogas anfängt zu kommen, werden das Zischen und der schwarze Rauch verschwunden sein und Sie werden den deutlichen „faulen Eier“ -Duft des Schwefelwasserstoffs (H2S) riechen. Dieser Geruch ist das Signal, um mit der Aufnahme Ihres Gases zu beginnen, da es entweder entflammbar ist oder bald sein wird. Diese „CO2-Phase“ hat viele Menschen dazu veranlasst, DIY-Projekte aufzugeben, die brennbar gewesen wären, wenn sie eine kurze Zeit länger gewartet hätten.
Ressourcen
Für weitere Informationen ist ein großartiger Einführungstext zum Thema Biogas Ein chinesisches Biogas-Handbuch, das bei Amazon und anderen Einzelhändlern erhältlich ist. Dieser Leitfaden ist eine englische Version derselben Broschüre, die chinesischen Dorfbewohnern zum Bau ihrer Biogasanlagen im Haus- und Dorfmaßstab ausgehändigt wurde. Unser Unternehmen, Hestia Home Biogas, bietet ein Biogas Science Kit an, das alles enthält, was zur Herstellung einer kleinen, aber nützlichen Menge brennbaren Biogases für Demonstrationen im Klassenzimmer erforderlich ist. So wie der Hausbrauer Bier oder Wein braut, um genau den richtigen Geschmack zu erzielen, ist der beste Weg, Biogas zu lernen, Übung. Die Belohnungen überwiegen die Schwierigkeiten, wenn Sie zum ersten Mal die blaue Flamme von Biogas anzünden. Mit dieser magischen Formel können Sie saubere brennende erneuerbare Energie erzeugen, wo immer Sie sind.
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