Bioodigester Untuk apa, jenis, kelebihan, kerugian

A Biodigester Ini adalah tangki tertutup di mana gas metana dan pupuk organik dihasilkan dari fermentasi bahan organik anaerobik. Fondasi biologis adalah dekomposisi bahan organik dengan aksi bakteri melalui hidrolisis, pengasaman, acethagenesis dan metanogenesis.

Biodigester memberikan kondisi terkontrol yang diperlukan untuk proses biodigestion. Setelah proses ini mereka diperoleh sebagai produk akhir biogas (metana, karbon dioksida, nitrogen dan asam sulfida), biosol (pupuk padat) dan biol (pupuk cair).

Sistem Biogas. Sumber: Renergon International AG [CC BY-SA 3.0 (https: // createveCommons.Org/lisensi/by-sa/3.0)]

Fungsi dasar dimulai dari menambahkan limbah organik dan air ke wadah hermetis, di mana proses fermentasi anaerob dihasilkan. Kemudian biogas diekstraksi untuk penyimpanan, penggunaan langsung atau sebagai pupuk.

Tiga tipe dasar biodigesters menurut sistem kargo mereka terputus, semikontinu dan kontinu. Biodigester yang terputus -putus diisi dengan limbah organik hanya sekali dalam setiap proses produksi, kemudian pupuk diekstraksi untuk memulai siklus lain.

Yang dari pemuatan semicontino dimuat dalam periode reguler dengan mengekstraksi jumlah pupuk yang setara dengan volume yang dimuat. Sistem kontinu adalah pabrik industri dengan beban bahan organik permanen, serta biogas dan ekstraksi pupuk.

Di antara keunggulan biodigesters memungkinkan pengelolaan limbah organik yang tepat, mendaur ulang dan mengurangi risiko lingkungan. Selain itu, energi (biogas) dan pupuk organik diproduksi, yang menghasilkan nilai ekonomi dan lingkungan.

Namun, ada juga kerugian tertentu seperti konsumsi air, kesulitan mempertahankan tingkat suhu yang sesuai dan adanya zat berbahaya (sulfida, asam siloksenik). Ini juga menyoroti akumulasi bahan baku di dekat daerah dan risiko ledakan.

Biodigester buatan sendiri dapat dibangun dengan biaya rendah dan proses limbah organik dari dapur. Untuk ini, hanya tutup hermetis dan beberapa bahan pipa (tabung PVC, kata sandi, antara lain) yang diperlukan, antara lain).

Pada skala yang lebih besar, di daerah pedesaan sistem konstruksi yang paling ekonomis dan relatif mudah adalah sosis. Sistem ini pada dasarnya terdiri dari kantong polietilen yang disegel dan dengan koneksi yang sesuai.

[TOC]

Untuk apa

- Perawatan dan daur ulang limbah organik

Biodigester adalah alternatif teknologi yang sangat berguna di bawah optik pengelolaan limbah organik yang berkelanjutan dan produksi energi terbarukan. Misalnya, mereka memberikan alternatif untuk daur ulang limbah organik padat dan cair, yang diubah menjadi bahan baku untuk Biodigester.

Dengan demikian mendaur ulang limbah organik mengurangi dampak pencemaran mereka dan menghasilkan penghematan pada penanganannya. Biodigester digunakan untuk pengolahan air limbah, pemrosesan limbah organik perkotaan dan limbah pertanian dan ternak.

- Produksi Biogas dan Biofertilizers

Proses pencernaan anaerob menghasilkan biogas dan produk pupuk organik.

Biogas

Biogas memiliki sekitar 60% gas metana yang merupakan bahan bakar daya kalori tinggi dan dapat digunakan untuk produksi energi. Ini dapat digunakan untuk memasak, menghasilkan listrik (turbin gas), memindahkan mesin atau panas.

Biofertilizantes

Biofertilizer yang dihasilkan dari biodigesteros diperoleh dalam keadaan (biosol) dan cair (biol) dengan tingkat makro dan mikro yang tinggi. Dari biol mereka dapat diperoleh secara isolasi makronutrien dasar (fosfor, nitrogen dan kalium) melalui proses ultrafiltrasi dan osmosis terbalik. 

Biol mengandung jumlah penting hormon pertumbuhan yang berguna untuk pengembangan tanaman seperti asam indol-asetat, gibberelin dan sitokinin antara lain.

bagaimana cara kerjanya

Biodigester bekerja dengan menghasilkan proses bersepeda dengan pencernaan anaerob, dari membusuk bahan organik yang terhidrasi dan tanpa adanya udara. Ini terjadi melalui proses fermentasi yang memiliki produk utama gas metana (CH4) dan karbon dioksida (CO2).

- Bioodigester dan beban agitasi

Itu dilakukan melalui tangki beban, yang terdiri dari deposit di mana bahan organik disiapkan untuk ditambahkan oleh tabung beban ke biodigester.

Bahan organik dan pemrosesan beban

Biodigester harus diberi makan secara berkala dengan bahan organik yang cukup dan air untuk kapasitas bebannya. Dalam hal ini, 25% dari volume biodigester bebas harus dibiarkan untuk akumulasi gas yang diproduksi.

Pada gilirannya, jenis dan kualitas bahan organik juga akan mempengaruhi produktivitas dan penggunaan atau tidak dari residu padat dan cair sebagai pupuk. Beberapa limbah organik dapat menghasilkan masalah dalam proses fermentasi, seperti residu buah jeruk yang dapat mengasamkan media terlalu banyak.

Itu bisa melayani Anda: hutan basah tropis

Bahan harus dihancurkan atau dikurangi ke ukuran serendah mungkin, dan untuk memfasilitasi fermentasi dan campuran harus mengandung 75% air dan 25% bahan organik. Itu harus diaduk secara berkala untuk menjamin homogenitas proses fermentasi dalam campuran.

Suhu dan waktu retensi

Waktu retensi bahan organik di Biodigester untuk mencapai fermentasi totalnya akan tergantung pada jenis ini dan suhu. Pada suhu kamar yang lebih tinggi, lebih cepat akan menjadi fermentasi (misalnya pada 30 ºC dapat memakan waktu sekitar 20 hari untuk mengisi ulang Biodigester).

- Pencernaan anaerob

Pencernaan anaerob. Sumber: Tilley, E., Ulrich, l., Lüthi, c., Reymond, ph., Zurbrügg, c. [CC BY-SA 3.0 (https: // createveCommons.Org/lisensi/by-sa/3.0)]

Dalam prosesnya mereka bertindak bakteri yang membutuhkan kondisi lingkungan yang memadai seperti tidak adanya udara, suhu lebih besar dari 20 ° C (ideal 30-35 ºC) dan media yang tidak terlalu asam. Dalam kondisi ini, tiga fase dikembangkan:

Hidrolisis

Dalam proses ini, bakteri hidrolitik bertindak yang mengeluarkan enzim ekstraseluler. Oleh karena itu, rantai karbohidrat yang kompleks, protein dan lipid dalam potongan -potongan kecil yang larut (gula, asam amino dan lemak) dipecah).

Tahap pengasaman atau fermentasi

Senyawa terlarut dari fase sebelumnya difermentasi menjadi asam lemak volatil, alkohol, hidrogen dan CO2.

Acethanogenesis

Bakteri asetoogenik berperan yang mengoksidasi asam organik sebagai sumber karbon. Mereka menghasilkan asam asetat (CH3COOH), hidrogen (H2) dan karbon dioksida (CO2) dan bau yang tidak menyenangkan diproduksi karena adanya asam sulfidrik.

Pembentukan metana atau fase metanogenik

Pada fase terakhir mereka bertindak bakteri metanogenik yang menguraikan produk asetonogenesis yang menghasilkan metana. Di alam bakteri ini bertindak di rawa, lingkungan air dan di perut ruminansia.

Pada akhir fase ini campuran mengandung metana (45 hingga 55%), karbon dioksida (40 hingga 50%), nitrogen (2 hingga 3%) dan asam sulfida (1,5 hingga 2%).

- Pelepasan biodigester

Laju produksi biogas dan pupuk tergantung pada tipe biodigester, bahan organik yang memberinya makan dan suhu. Biogas terakumulasi di bagian atas Biodigester dan diekstraksi oleh pipa ke deposit penyimpanan.

Setelah fermentasi selesai, lumpur diekstraksi (campuran padatan dan cairan) oleh pipa. Debit dihasilkan oleh prinsip kapal berkomunikasi, yaitu, saat memuat bahan baru tekanan membuat surplus keluar dari sisi yang berlawanan.

Proporsi antara jumlah materi yang diperkenalkan (limbah organik dan air) dan produk output (biosol dan biol) hampir 1: 0,9. Ini setara dengan hasil 90%, di mana proporsi tertinggi sesuai dengan biol (cairan).

- Biogas: Pemurnian

Gas yang diproduksi harus dimurnikan untuk menghilangkan atau mengurangi kandungan sulfida dan asam air menggunakan perangkap untuk menangkap kedua senyawa. Ini diperlukan untuk mengurangi risiko kerusakan pada peralatan dengan daya korosif dari komponen -komponen ini.

Perangkap air

Air yang diseret oleh biogas mengendap ketika pipa terbuka ke ruang yang lebih besar dan gas berlanjut dengan penyempitan lain. Pipa ini mengarah ke wadah yang luas dan hermetis untuk mengandung air yang kemudian diekstraksi dengan kunci pembersihan di bagian bawah.

Perangkap Asam Sulfhidrik

Proses untuk mengekstraksi asam sulfiderat dari biogas mirip dengan perangkap air, tetapi perangkap diselingi dalam lintasan pipa harus mengandung keripik atau spons besi. Saat biogas melintasi dasar besi, asam sulfida bereaksi dengan ini dan endapan.

- Pupuk: Pemisahan dan Pengomposan

Campuran biosol dan biol menjalani proses dekantasi untuk memisahkan kedua komponen. Biosol dapat digunakan sendiri atau mengikuti proses pengomposan untuk digunakan kemudian sebagai pupuk padat.

Biol digunakan sebagai cairan atau pupuk daun di air irigasi, jadi sangat berguna dalam sistem hidroponik.

Teman-teman

Produksi Biogas di Jerman. Sumber: Volker Thies (Asdrubal) [CC BY-SA 3.0 (http: // createveCommons.Org/lisensi/by-sa/3.0/]]

Biodigester diklasifikasikan sesuai dengan periodisitas beban dan bentuk struktural mereka. Untuk periodisitas muatannya yang kami miliki:

- Terputus -putus

Sistem terputus atau Kelompok Itu terdiri dari tangki hermetis yang penuh dan tidak memuat lagi sampai berhenti menghasilkan biogas. Gas menumpuk dalam kolektor apung yang terpasang di bagian atas tangki (gasometer).

Jenis Biodigester ini digunakan ketika ketersediaan limbah organik terputus -putus.

- Semi-kontinu

Berbeda dengan sistem terputus, beban dan pelepasan dilakukan dalam istilah tertentu selama proses produksi biogas. Menurut sistem konstruktifnya ada tiga tipe dasar:

Itu dapat melayani Anda: Sumber Daya Alam dari Argentina

Biodigestor dari Globe atau Salchicha

Ini juga disebut Taiwan dan terdiri dari kuburan beton yang dilapisi datar di mana kantong atau silinder polietilen dipasang. Tas ini harus dipasang koneksi untuk masuknya limbah organik dan output dari biogas.

Silinder diisi dengan air dan udara dan selanjutnya beban limbah organik ditambahkan.

Memperbaiki biodigester kubah

Ini adalah biodigester Cina yang disebut SO dan terdiri dari tangki bawah tanah yang dibangun dengan batu bata atau beton. Tangki adalah silinder vertikal dengan cembung atau ujung bulat dan memiliki sistem beban dan pelepasan lainnya.

Biogas menumpuk di ruang yang ditetapkan untuk tujuan ini di bawah kubah atas. Biodigester bekerja dengan tekanan biogas variabel sesuai dengan produksinya.

Biodigester Dome Floating

Disebut Hindu Biodigester, ini terdiri dari tangki silinder bawah tanah dengan sistem pemuatan dan pembongkaran. Dibangun dengan batu bata atau beton dan di bagian atasnya ada tangki mengambang (gasometer) di mana biogas menumpuk.

Gasometer fiberglass ditutupi dengan plastik atau stainless steel mengapung pada campuran berkat biogas yang terakumulasi. Ini memiliki keuntungan bahwa ia mempertahankan tekanan gas yang konstan.

Selanjutnya, gasometer naik dan turun tergantung pada tingkat pencampuran dan jumlah biogas. Oleh karena itu, rel samping atau batang pemandu pusat yang menghindari gesekan dengan dinding diperlukan.

- Kontinu

Dalam hal ini, pemuatan dan pelepasan Biodigester adalah proses yang berkelanjutan, sehingga membutuhkan ketersediaan permanen limbah organik. Mereka adalah sistem industri besar yang umumnya digunakan untuk pemrosesan limbah masyarakat.

Untuk ini, sistem tangki pengumpulan, bom untuk biodigester dan ekstraksi pupuk digunakan. Biogas mengalami sistem penyaringan dan terdistribusi dengan kompresi untuk menjamin distribusinya kepada pengguna.

Keuntungan

Daur ulang dan polusi

Pemasangan biodigester memungkinkan daur ulang limbah organik, sehingga mengurangi polusi lingkungan dan mendapatkan produk yang bermanfaat. Dalam kasus lingkungan pedesaan, sangat penting untuk pengelolaan kotoran hewan dalam sistem ternak.

Mendapatkan biogas

Biogas mewakili sumber energi yang efisien dan ekonomis, terutama di daerah di mana ketersediaan sumber energi lainnya tidak dapat diakses. Di daerah pedesaan di negara -negara yang tertekan secara ekonomi, ia dimasak dengan kayu bakar, yang berdampak pada lingkungan.

Ketersediaan biogas dapat membantu mengurangi permintaan kayu bakar dan karenanya memiliki dampak positif pada konservasi keanekaragaman hayati.

Produksi pupuk

Melalui biodigester, pupuk organik padat (biosol) dan cairan (biol) diperoleh. Pupuk ini memiliki dampak lingkungan yang lebih rendah dan mengurangi biaya produksi pertanian.

Kesehatan

Dengan memungkinkan pengelolaan limbah organik yang tepat, risiko yang mereka wakili berkurang. Telah ditentukan bahwa 85% patogen tidak selamat dari proses biodigestion.

Misalnya, coliform tinja pada suhu 35 ° C berkurang 50 dan 70% dan jamur sebesar 95% dalam 24 jam. Oleh karena itu, menjadi proses tertutup, bau buruk berkurang.

Kerugian

Ketersediaan air

Sistem ini menuntut dalam hal ketersediaan air, karena campuran diperlukan. Di sisi lain, biodigester harus dekat dengan sumber bahan baku dan situs konsumen biogas.

Suhu

Biodigester harus mempertahankan suhu konstan mendekati 35 ° C dan dalam kisaran antara 20 dan 60 ° C. Oleh karena itu, kontribusi panas eksternal mungkin diperlukan.

Damus oleh -produk

Asam sulfhidrik (H2S) dapat terjadi, yang beracun dan korosif, dan silikon yang diturunkan silikon yang terkandung dalam produk kosmetik dan dalam campuran limbah organik. Siloxenos ini menghasilkan SiO2 (silikon dioksida), yang abrasif untuk mesin dan komponen.

Kehadiran dan konsentrasi ini dengan produk ini tergantung pada bahan baku yang digunakan, proporsi air dan substrat padat di antara faktor -faktor lainnya.

Akumulasi limbah

Diperlukan untuk mengakumulasi limbah di dekat Biodigester, yang membawa serta masalah logistik dan kesehatan yang harus ditangani.

Risiko ledakan

Menjadi sistem yang menghasilkan gas bahan bakar, itu menyiratkan risiko ledakan tertentu jika tindakan pencegahan karena tidak diambil.

Biaya

Meskipun pemeliharaan dan pengelolaan biodigester relatif ekonomi, instalasi awal dan biaya konstruksi bisa relatif tinggi

Dapat melayani Anda: diastrofisme: penyebab, jenis, konsekuensi

Cara membuat biodigester buatan sendiri

Biodigester buatan sendiri. Sumber: Kevisooryan [CC BY-SA 4.0 (https: // createveCommons.Org/lisensi/by-sa/4.0)]

Biodigester membutuhkan elemen dasar dan tangki fermentasi, memuat dan membongkar pipa dengan kunci bagian masing -masing. Selain itu, deposit untuk biogas dan pupuk diperlukan.

Penting untuk diingat bahwa seluruh sistem harus hermetis untuk menghindari kebocoran gas. Di sisi lain, sistem harus dibangun dengan bahan stainless seperti PVC atau stainless steel untuk menghindari kerusakan air dan asam sulfhidorat.

- Tangki fermentasi

Tong atau tangki plastik dapat digunakan yang kapasitasnya akan tergantung pada jumlah limbah organik yang akan diproses. Deposit ini harus memiliki tutup hermetis atau, gagal, tutupnya harus disegel dengan lem plastik tahan suhu tinggi.

Tangki harus memiliki empat lubang dan semua fasilitas yang dilakukan di dalamnya harus disegel dengan silikon suhu tinggi.

Memuat tutup

Lubang ini berada di tengah tutup tangki, harus memiliki setidaknya 4 inci dan memasang topi sanitasi dengan benang. Steker ini akan terhubung ke tabung PVC 4 inci yang akan masuk secara vertikal di tangki hingga 10 cm sebelum bagian bawah.

Entri ini akan berfungsi untuk memuat limbah organik yang sebelumnya hancur atau dihancurkan.

Lubang 1 drainase efluen

Penting untuk diingat bahwa 25% dari ruang tangki harus dibiarkan bebas untuk akumulasi gas, sehingga lubang harus dibuka di samping pada level itu. Dalam pengeboran ini adaptor untuk tangki akan dipasang dengan segmen tabung PVC 2 inci panjangnya 15 cm dengan kunci bagian.

Pengurasan ini untuk memungkinkan output dari biol supernatan setelah tangki diisi ulang oleh penutup beban. Biol harus disimpan dalam wadah yang memadai untuk penggunaan selanjutnya.

Lubang pembuangan limbah 2

Tiris kedua ini harus pergi di bagian bawah tangki untuk mengekstraksi bagian terpadat dari produk fermentasi (biosol). Segmen tabung PVC 2 inci panjangnya 15 cm juga akan digunakan dengan kata sandi dengan kunci langkah.

Output Biogas

Lubang 1/2 inci akan terbuka pada penutup tangki untuk memasang pipa PVC dengan diameter yang sama menggunakan adaptor tangki. Pipa ini akan memiliki kunci bagian di pintu keluar.

- Sistem Output dan Pemurnian Biogas

Tabung output biogas harus setidaknya 1,5 m, untuk dapat memotong ekstraksi air dan sistem asam sulfida dalam lintasannya. Maka tabung ini dapat diperpanjang jika perlu untuk mentransfer gas ke penyimpanan atau menggunakan tempat.

Ekstraksi air

Untuk menghilangkan air, pipa harus terganggu pada 30 cm untuk mengintersperate wadah plastik atau kaca dengan tutup hermetis. Tabung transfer gas harus memiliki derivasi dengan menggunakan koneksi T, sehingga gas menembus wadah.

Dengan cara ini gas mengisi wadah, air mengembun dan gas mengikuti jalurnya melalui pipa.

Ekstraksi asam sulfhidrik

Setelah perangkap air, dalam 30 cm berikutnya segmen pipa 4 inci diselingi melalui pengurangan yang sesuai. Segmen ini harus diisi dengan keripik besi atau spons logam komersial.

Asam sulfhidrat akan bereaksi dengan logam dan endapan, sedangkan biogas akan melanjutkan rute ke wadah penyimpanan atau tempat penggunaan.

Referensi

1. Aparcana-Robles S Y Jansen A (2008). Studi tentang nilai pupuk produk dari proses fermentasi anaerob untuk produksi biogas. Germna Profec. 10 p.
2. Corona-Zúñiga I (2007). Biodigesters. Monografi. Institut Ilmu Pengetahuan dan Teknik Dasar, Universitas Otonomi Negara Bagian Hidalgo. Reforma Mineral, Hidalgo, Meksiko. 64 hal.
3. Manyi-Loh C, Mamphweli S, Meyer E, Okoh A, Makaka G dan Simon M (2013). Mikroba Pencernaan Anaerob (Bio-Diges) sebagai pendekatan untuk dekontaminasi hewan limbah. Jurnal Internasional Penelitian Lingkungan dan Kesehatan Masyarakat 10: 4390-4417.
4. Olaya-Arboleda dan dan González-Salcedo LO (2009). Dasar -dasar untuk Desain Biodigester. Modul untuk subjek konstruksi pertanian. Fakultas Teknik dan Administrasi, Universitas Nasional Kolombia, Markas Palmira. Palmira, Kolombia. 31 hal.
5. Pérez-Medel JA (2010). Studi dan desain biodigester untuk aplikasi pada petani kecil dan susu. Penyimpanan. Departemen Teknik Mesin, Fakultas Ilmu Fisik dan Matematika, Universitas Chili. Santiago de Chile, Chili. 77 hal.
6. Yen-Phi VT, Clemens J, Rembenburg A, Vinneras B, Lenßen C dan Kistemann T (2009). Efeksi higienis dan produksi gas bio-digeser plastik di bawah tropis condsion. Jurnal Air dan Kesehatan 7: 590-596.