Understanding Biogas-Generation

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Understanding Biogas-Generation ISBN: 0-86619-204-2 [C]1984, Freiwillige in Technischer Hilfe,

PREFACE

Dieses Papier ist eine einer Folge, die von Freiwilligen in Technisch veröffentlicht wird, Hilfe, eine Einführung für bestimmte Staat-von-der-Kunst bereitzustellen Technologien von Interesse zu Leuten in Entwicklungsländern. Die Dokumente werden beabsichtigt, als Richtlinien benutzt zu werden, um zu helfen Leute wählen Technologien, die zu ihren Situationen geeignet sind. Sie werden nicht beabsichtigt, Konstruktion oder Implementierung bereitzustellen details. People werden gedrängt, VITA oder eine ähnliche Organisation zu verständigen für weitere Informationen und technische Hilfe wenn sie Fund, den eine besondere Technologie scheint, ihren Bedürfnissen zu entsprechen.

Die Dokumente in der Folge wurden geschrieben, wurden überprüft, und wurden illustriert fast ganz von VITA Volunteer technische Experten auf ein rein freiwilliger basis., den Einige 500 Freiwillige in die Produktion verwickelt wurden, von den ersten 100 Titeln, die ausgestellt werden, und trägt ungefähr bei 5,000 Stunden von ihrem time. VITA, die Personal Leslie Gottschalk einschloß, als primärer Redakteur, Julie Berman Behandlung-typesetting und Anordnung, und Margaret Crouch als Projekt-Manager.

Richard Mattocks, Autor dieses Papieres, ist ein Umwelt Wissenschaftler mit Draper-Aden Associates, AG Er spezialisiert sich ins Management von festen überflüssigen Materialien und dem Wiederfinden von Biomasse Produkte, und forscht gegenwärtig verschiedene Verwendungen von Biogas digester-Abwasser, insbesondere seine Verwendung als eine tierische Futter-Quelle. Rezensenten J.B. Farrell, C. Gene Haugh, und Daniel Ingold sind auch Spezialisten im area. Farrell sind ein chemischer Ingenieur, indem sie trainieren, und Haupt vom Schlamm-Management-Teil von der U.S. Environmental Die Städtische Umwelt Forschung von Schutz-Agentur Laboratory. Haugh führt die Abteilung Landwirtschaftlichen Ingenieurwesens bei Virginia Polytechnischem Institut. Ingold, ein biophysicist, ist ein Forschung-Ingenieur bei Geeigneter Technologie-Firma.

VITA ist ein Gefreiter, gemeinnützige Organisation, die Leute unterstützt, das Arbeiten an technischen Problemen in Entwicklungsländern. VITA Angebote Informationen und Hilfe richteten bei behilflichen Individuen und Gruppen auszuwählen und Gerät-Technologien eignen zu an ihr situations. VITA behält einen internationalen Anfrage-Dienst bei, ein spezialisiertes Dokumentation-Zentrum, und ein computerisierter Dienstplan von Freiwilliger technische Berater; leitet langfristige Feld-Projekte; und veröffentlicht eine Vielfalt von technischen Handbüchern und Dokumenten.

I. INTRODUCTION

GESCHICHTE

Biogas ist ein Nebenprodukt des biologischen Zusammenbruches-- unter Sauerstoff-frei Zustände-- von organischen Verschwendungen wie Pflanzen, Ernte-Rückstände, Holz und Rinde-Rückstände, und menschlicher und tierischer Dünger. Interest in Biogas als ein durchführbares Energie-Mittel hat sich ganz und gar ausgebreitet das Globus in den vergangenen zwei Jahrzehnten. Biogas Generatoren oder digesters operieren Sie überall in Asien zum Beispiel mit mehr als 100,000 berichtete in Indien, ungefähr 30,000 in Korea, und mehrere Million in China. Many mehr operieren im Mittleren Osten, Afrika, Oceania, Europa, und der Americas.

Biogas wird von vielen Namen gewußt-- Sumpf-Gas, Sumpf-Gas, will " o' das Fetzen, " gobar gas., den Es 50 bis 60 prozentiges Methan ungefähr enthält, das primärer Bestandteil von Erdgas. Biogas wird natürlich produziert von der Entwürdigung von Pflanzen in solchen Situationen als Reis Reisfelder, Teiche, oder marshes., Weil es auch produziert werden kann, und sammelte unter gesteuerten Zuständen in einem luftdichten Container, es kann eine wichtige Energie-Quelle sein.

Altes Chinesisch experimentierte mit dem Verbrennen des Gases, das abgegeben wird, wenn Gemüse und Dünger waren übrig, in einem geschlossen vessel. More zu verrotten vor kurzem arbeiteten Volto, Beachans, und Pasteur mit dem Biogas-produzieren organisms. Bei der Drehung des 20 Jahrhunderts, Gemeinden in England und Bombay, Indien, geneigt von Verschwendungen in geschlossenen Containern und sammelte das resultierende Gas für das Kochen und das Beleuchten. Deutschland, die Vereinigten Staaten, Australien, Algerien, Frankreich, und ander Nationen konstruierten solchen Methan-digesters, um zu ergänzen das Schwinden Energie-Vorräte während der zwei Welt-Kriege.

BEDÜRFNISSE, DIE VON DER TECHNOLOGIE GEDIENT WERDEN,

Biogas-Generatoren oder digesters geben zwei Produkte nach: das Biogas sich, und ein Sattelschlepper-festes Nebenprodukt rief Abwasser oder Schlamm.

Biogas-Systeme sind für ihre Fähigkeit, Brennstoff zu produzieren höchst populär von Produkten, die ansonsten verschwendet werden könnten ,-- Ernte-Rückstände, Dünger, etc., den Der Brennstoff ein feuergefährliches Gas für das Kochen geeignet ist, beleuchtend, und das Betanken von Verbrennung-Motoren.

Die verdaute Verschwendung-- Schlamm-- ist ein hoher Qualität fertilizer. Das Verdauung-Prozeß konvertiert den Stickstoff in den organischen Materialien zu Ammonium, eine Form, die stabiler wird, wenn in gepflügt hat das soil. Ammonium wird " bereitwillig " repariert (band) in Erde, damit es kann, würde von plants. In Kontrast aufgenommen, roher Dünger hat seinen Stickstoff oxydierte in Nitrate und nitrites, in denen " nicht gut reparieren, Erde und wird bereitwillig weggespült.

Überdies bieten Biogas-Systeme einem Mittel an, wastes. Simply zu hygienisieren setzen Sie, sind diese Systeme vom Zerstören der meisten Bakteria fähig und schmarotzerhafte Eier in menschlichen und tierischen Verschwendungen, das Ermöglichen der verdauten Schlamm, der sicher zu Ernten angewandt werden sollte. Tests haben das gezeigt Biogas-Systeme können so viel wie 90 bis 100 Prozent von hookworm töten Eier, 35 bis 90 Prozent von ascarid (d.h., Spulwürmer und pinworms), und 90 bis 100 Prozent von Blut-Zufällen (d.h., schistosome Zufälle, die in Wasser-Schnecken gefunden werden, in denen im allgemeinen leben, Reisfeld-Felder und Teiche).

Biogas-Systeme sind auch vom Verdauen von städtischem Abwasser fähig, welche ist eine bedeutende Quelle von Verunreinigung. Using Biogas-Systeme in dieser Weg reduziert das Potential im wesentlichen für Umwelt Verunreinigung.

Schließlich, landwirtschaftliche und tierische Verschwendungen, die bedeutenden rohen Materialien, für Biogas-Produktion, ist normalerweise in ländlichen Gebieten reichlich. Leute, die in ländlichen Gemeinden leben, zu denen oft unterworfen werden, der Preis und die Versorgung-Schwankungen konventioneller Brennstoffe und Dünger, kann direkt von Biogas-Systemen nützen.

Es sollte bemerkt werden, daß, während sich dieses Papier auf die Produktion konzentriert, in einigen Anwendungen wird das Gas von Biogas für Brennstoff betrachtet um das Nebenprodukt des Prozesses zu sein. Irgendein digesters in China wird zum Beispiel hauptsächlich für das Behandeln von Abwasser benutzt und beim Produzieren von Dünger, und nur zweitrangig für das Produzieren von Brennstoff.

II. OPERATING PRINZIPIEN

BASIS DER TECHNOLOGIE

Biogas-Generation ist ein Prozeß, in dem stattfindet, ein Sauerstoff-frei environment. Es benutzt anaerobic-Bakteria-- Bakteria, die nur leben, in der Abwesenheit von Sauerstoff-- komplexe organische Verbindungen zu zerlegen in ziemlich gut-definierten Phasen. , den Der Prozeß anaerobic genannt wird, digestion., den Es Biogas produziert, ein Gas setzte von ungefähr 50 zusammen zu 60 prozentigem Methan, 40 bis 50 prozentiges Kohlenstoff-Dioxyd auch als Wasser-Dunst und eine kleine Quantität von Stickstoff, Schwefel, und andere Spur compounds. Biogas, der welche Marken sind, ist feuergefährlich es nützlich, aber es hat einen relativ niedrigen Hitze-Inhalt ungefähr 6.1 Kalorien pro Liter (um 600 BTU pro kubischer Fuß). Compare dieses mit reinem Methan, das einen Hitze-Wert von 995 BTU hat, pro kubischer Fuß, oder Erdgas mit über 1,000. Nevertheless, Biogas kann eine wichtige Brennstoff-Quelle für viele Anwendungen sein.

Ein Biogas-digester ist das Gerät in dem der Verdauung-Prozeß occurs., den Die organischen feedstock, die den substrate gerufen werden, dürfen, bestehen Sie aus Nacht-Erde, Dünger, Ernte oder Küche-Rückständen, oder ähnlicher materials., den Der substrate normalerweise mit Wasser verdünnt wird, und wird gründlich in einen slurry gemischt; Ernte-Rückstände und Vegetation werden Sie normalerweise geschnitten oder werden Sie in klein gehackt, ganz Uniform pieces. Es wird dann in den digester gefüttert und wird erlaubt, durchzumachen Entwürdigung in einer luftdicht verschlossene Sauerstoff-freien Kammer. , Wenn Verdauung ist, vervollständigt, wird das Material geloschen, oder entfernte vom digester. Das Biogas wird für direkte Verwendung gesammelt oder Druck für nachfolgender use., den Das geloschene Material Abwasser genannt wird, oder Schlamm.

Der eigentliche Zusammenbruch organischen Materials im digester ist ein drei-Abschnitt-Prozeß, der zur Produktion von Methan führt, (Zahl 1).

In der ersten Phase befreien zahlreiche Organismen Enzyme der Angriff bestimmte Bande in komplexem Protein, Kohlenhydrat, und Lipoid Verbindungen im ankommenden substrate. Diese Phase von Entwürdigung Bekehrte die Verbindungen in einfachere Moleküle. noch Ein Satz von Organismen fördern, erniedrigt die Moleküle, um kurz-Kette zu bilden flüchtiger fettiger acids. Bei diesem Punkt, verschiedenes Methan-produzieren Organismen (oder methanogens) benutzen Sie Kohlenstoff-Dioxyd oder flüchtig fettig Säuren, Biogas zu produzieren (eine Mischung von Methan und Kohlenstoff-Dioxyd).

Die Prinzipien von anaerobic-Verdauung sind die Gleichen ohne Rücksicht auf die Verdauung vessel. Organic Material wird in beladen ein ziemlich warme, Temperatur-gesteuerte, Sauerstoff-freie Umgebung und Methan wird nach Akklimatisation produziert. Das Make-up oder die Qualität von ankommendes Material verdaut zu werden, das Gefäß, und das Umgeben Umgebung-Einfluß die digester-Tüchtigkeiten. Die Produktion von Gasen ist größer, wenn der digester bei operiert wird, ein relativ hohe Temperatur, wenn der substrate gerührt wird, oder ansonsten beunruhigte, und wenn System-Zustände constant. ziemlich behalten werden, EIN ausführlichere Diskussion von diesen und anderem Faktoren Beeinflussen digester-Tüchtigkeit folgt. im allgemeinen, aber, das wichtig objektiv, daran zu denken, wenn das Operieren eines Biogas-digester ist, das Produktion vom größten Volumen von Biogas im kürzesten mögliche Zeit.

FAKTOREN, DIE AUFFÜHRUNG UND GRÖßE VON BIOGAS DIGESTERS BEEINFLUSSEN

Forscher gewinnen ein besseres Verständnis erst jetzt von das Stoffwechsel Prozeß in Biogas-digesters. , den Sie kennen, aber das, das Organismen Methan-produziert, (rief methanogens) ziehen Sie " " zu vor lenken Sie Energie, oder Kalorien (leitete durch das ankommend Zusammenbrechen her substrate), zu Methan lieber als benutzen Sie die Energie, um zu konstruieren oder stellen Sie innerere zellulare Bedürfnisse zufrieden. Als solch, methanogens machen nicht passen Sie sich gut an Änderungen in ihrer Umgebung an, die sie vielleicht erfordert, ihre Zahlen zu vergrößern oder ihren innereren mechanisms. einzustellen Wenn die Umwelt Änderungen sind bedeutungsvoll genug, der methanogens, verlangsamen Sie vielleicht oder sogar Halt ihre Arbeit.

Änderungen, die vielleicht das Verhalten der Bakteria beeinflussen, und so das Aufführung des digester schließt Variationen im substrate ein, Gegenwart bestimmter giftiger Chemikalien, Gas-Druck, Temperatur, und die Menge von Zeit die materiellen Überreste im digester.

Andere Faktoren, die eine bedeutende Wirkung auf das Operieren haben könnten, Aufführung eines Biogas-digester schließt biologisches Gleichgewicht ein / Säure, festen Körper-Konzentration, Agitation, feedstock, pretreatment, und das Kohlenstoff-zu-Stickstoff-Verhältnis.

Die primären Faktoren, die die Größe eines Biogas-digester beeinflussen könnten, schließen Sie die Art und die Menge von feedstock ein, die Rate bei dem es wird beladen, und hydraulische Beibehaltung-Zeit.

Faktoren, die Digester Operating Aufführung beeinflussen,

Biologischer Balance/Acidity

Methanogens-- das Methan-produzieren von Organismen-- leben Sie in einem syntrophic, oder komplementär, Beziehung mit bestimmten anderen Mikroorganismen das konsumiert den feedstock und das Produkt einfache Säuren als Teil von ihr metabolism. Die einfachsten Säuren sind zu wesentlich das Stoffwechsel Prozesse des methanogens. Als das Säure-produzieren von Organismen tendieren Sie, in ihren eigenen essigsauren Nebenprodukten zu würgen, methanogens kooperieren durch das Konsumieren dieser Nebenprodukte im Methan-produzieren Prozeß.

Gegebene genügende Zeit, das richtige Verhältnis vom Methan-produzieren zu schaffen Organismen zum Säure-produzieren von Organismen, ein homeostasis, oder Stabilität, wird mit einem pH-Wert von ungefähr sieben in einem digester vorkommen. Ein digester fütterte, Geflügel oder hohe Stickstoff-Verschwendung stabilisiert vielleicht bei ein pH-Wert von Acht oder größer.

Das Objektiv hier sollte eine stabile arbeitende Beziehung schaffen unter der mikrobiellen Bevölkerung im digester. Dies deutet ans brauchen Sie für ganz Konstante, die Temperaturen und feedstock operiert, characteristics. Conversely, irgendwelche schnellen Variationen dieser Zustände, werden Sie die mikrobielle Bevölkerung verursachen, dramatisch umzuschalten und warf möglicherweise das gesamte System-Gleichgewicht im digester um. Zum Beispiel, wenn die Methan-produzierenden Organismen schlafend werden, wegen, sagen Sie, Temperatur-Schwankungen, der pH-Wert wird so niedrig fallen als sie zu entmündigen.

Das Beibehalten eines stabilen pH-Wertes erfordert das Stabilisieren des feedstock als gut als die operierende Temperatur im digester. , Wenn dies beweist, unpraktisch, das Hinzufügen von Kalk oder andere Pufferung setzt zu zusammen das digester werden den pH-Wert hindern, zu fallen. Note, daß das korrekt Menge und Art von Pufferung-Verbindung können nur auf bestimmt werden ein Fall-durch-Fall-Basis.

Vier zusätzliche Faktoren, die das gesamte System beeinflussen könnten, balancieren Sie im digester, ist:

1. Die Konzentration der ankommenden festen Verschwendung könnte variieren und nehmen entweder zu oder verringern die Menge von Essen, die konsumiert werden sollte, durch den digester.
2. Removing der slurry (die Mischung von Wasser und substrate fügte zum digester hinzu) vom digester oder das Ersetzen davon insgesamt, jeder Tag, wird das durchschnittliche Alter von verändern das Organismen im digester.
3. Die durchschnittlichen Merkmale von das materiell werdend konsumiert durch die mikrobielle Bevölkerung im digester wird sich in verändern Antwort zu irgendwelchen Schwankungen in der Menge von feedstock Material entfernte jeden Tag.
4. Die Temperatur, sowie die Inhalte des Wassers benutzten , die ankommende Verschwendung zu verdünnen, wird die Natur von ändern das Essen, das vom digester konsumiert werden sollte.

Das Operieren von Temperatur

Das Operieren von Temperatur ist noch ein Faktor, der digester beeinflußt, efficiency., den EIN digester in drei Temperatur-Auswahlen operieren kann,: (1) die niedrige Temperatur, psycrophilic-Bakteria, die sind, schwanken weniger als 35[degrees]C (90[degrees]F); (2) die mittlere Temperatur, mesophilic, Bakteria, die 29 bis 40[degrees]C sind, schwanken (85 bis 105[degrees]F); und (3) das hohe Temperatur, thermophilic-Bakteria, zu denen 50 sind, schwanken 55[degrees]C (135 bis 140[degrees]F). Organic Material erniedrigt schneller bei höhere Temperaturen, weil die volle Auswahl von Bakterias bei ist, work. Thus, ein digester, der bei einer höheren Temperatur operiert, kann sein erwartete, größere Quantitäten von Biogas zu produzieren. Der Nachteil von einem heben-Temperatur-digester ist das sogar klein Änderungen in System-Zuständen könnten digester-Tüchtigkeit ausgleichen oder productivity. Moreover, eine zusätzliche Quelle von Energie wird wahrscheinlich würde erfordert, die digester-Inhalte bei einer Konstante beizubehalten höhere Temperatur.

Obwohl das Operieren von Temperatur kritisch ist und die Temperatur stabilisiert, und das Behalten davon stabilisierte, ist noch wichtiger. Variations von Plus oder minus 1[degree]C in einem Tag zwingt vielleicht das Methan-produzieren Organismen in Perioden von Schlafzustand. Diese Organismen konsumieren Sie Säuren, und werden Säuren sich sich ohne sie ansammeln und der pH-Wert werden Sie fallen und werden Sie die Effektivität des ganzen Biogas-Systems hindern.

In nördlichen Breiten oder kälteren Klimas, das Volumen von Methan werden Sie im wesentlichen weniger sein, außer wenn bestimmte Proviant zu gemacht werden, wärmen Sie den ankommenden substrate vor und behalten Sie die digester-Temperatur bei. So in kälteren Klimas werden größere digesters wahrscheinlich sein required. Moreover, die Menge von digester-Oberfläche konstruierte über Boden sollte reduziert werden, wenn Temperaturen niedrig sind.

Ein Weg, das Problem niedrigerer Temperaturen zu überwältigen ist zu verdünnen Sie das tägliche ankommende überflüssige Material mit, wärmte vor (solar-geheizt) water. Oder Sie können ein Gewächshaus oder einen Kompost-Haufen konstruieren um den digester.

Bemerken Sie, daß die Menge und die Art von Verschwendung, die erniedrigt werden sollten, sowie die operierende Temperatur ist zwei wichtiges Faktoren Regieren digester sortieren nach der Größe.

Festen Körper-Konzentration

Der Feuchtigkeit-Inhalt des Verdauung-Alkoholes (Verschwendung, die ist, verdünnte) sollte in der Auswahl von 5 bis 12 prozentigen totalen festen Körper sein. Der Prozentsatz totaler festen Körper sollte ein Minimum von anorganisch einschließen Sande und soils. Incoming, die überflüssige Produkte vielleicht zu sein haben, verdünnte zu einer Beständigkeit etwas dicker Sahne. EINE Regel von Daumen für das Verdünnen von Vieh-Verschwendung ist 2.5 Teile-Wasser für jeden einen Teil von relativ trockener Verschwendung oder man Teil-Wasser für jeden einen Teil von frischer Dünger.

Das Rühren des Digester Contents

Die Mikroorganismen, die das überflüssige Material erniedrigen, leben, das Metabolisieren Kreaturen, die ihre eigenen Stoffwechsel Nebenprodukte produzieren. Um die Bakteria zu hindern, in ihren eigenen überflüssigen Produkten zu stagnieren, und so eine schnellere Verdauung zu fördern, rühren Sie oder beunruhigen Sie der digester stellt durch Paddel zufrieden, Spachtel, Kolben, oder in mehr kultivierte Rahmen, durch Gas-recirculation.

Agitation hilft auch, die Verdichtung von innerer faserig zu minimieren Schaum oben auf dem Verdauung-Alkohol. Failure, den Schaum zu brechen resultieren Sie vielleicht in übermäßigen Gas-Drucken, die substrate aus zwingen, die Öffnungen statt des Erlauben des Gases, durch Gas zu entkommen transportieren Sie lines., den Der Schaum vielleicht auch den digester. Digesters verstopft, das wird gefüttert, höhere Volumen faseriger Verschwendung erfordern vielleicht besondere entwerfen Sie Überlegungen.

Feedstock Pretreatment

Feedstocks fordern manchmal von pretreatment, das Methan zu vergrößern geben Sie im anaerobic-Verdauung-Prozeß nach. Pretreating der feedstock (mit alkalischen oder ätzenden Behandlungen, zum Beispiel) bricht zusammen die komplexen organischen Strukturen in einfachere Moleküle, die sind, dann anfälliger zu mikrobieller Entwürdigung.

Sie wollen vielleicht, so irgendeinen ankommenden substrate vorzubehandeln wessen flüchtige festen Körper sind bereitwillig nicht abbaubar. Note der Mikroorganismen wirken Sie bereitwillig auf die Rumpfe von Reis oder das Sägemehl nicht.

Faserige Verschwendungen erfordern auch besondere Behandlung. Wastes mit lang Fasern wie Stroh sollten gehackt werden oder sollten gebrochen werden. Irgendeine gegebene Verschwendung werden Sie schneller verdauen, und möglicherweise noch ganz, wenn eingebrochen in bits. Thus, das feiner die Verschwendung wird zerfetzt, erden Sie, oder zerdrückte, das leichter der Verdauung-Prozeß wird sein.

Wissenschaftliche Forschung hat diese Minimum-Niveaus von Nickel bestimmt, Kobalt, und von Eisen wird für methanogens gefordert, organisch zu erniedrigen Verschwendungen mehr efficiently., den Dies von kleiner unmittelbarer Folge ist, zu meisten Bauern, als von chemischer Analyse gefordert wird, zu bestimmen, ob Zusatz dieser Elemente hilfreich wäre.

Kohlenstoff-zu-Stickstoff-Verhältnis

Wenn das Kohlenstoff-zu-Stickstoff-Verhältnis entweder zu hoch ist oder muht auch, oder schwankt im wesentlichen, der Verdauung-Prozeß wird verlangsamen oder wird glätten stop., effizient auf den substrate zu wirken, Mikroorganismen brauchen ein 20-30:1 Verhältnis von Kohlenstoff zu Stickstoff, mit dem größten Prozentsatz, vom Kohlenstoff-Sein bereitwillig abbaubar. Digesters haben effizient operierte auf Geflügel-Verschwendung mit einem 5-7:1 Verhältnis. Der Schlüssel hier sollte die Quantität sowie die Merkmale von behalten die ankommende substrate-Konstante.

Man Notiz von Vorsicht: einige Kohlenstoff-Verbindungen widersetzen sich werdend gebrochen zum Beispiel benutzen down. Lignin, die alles Land einpflanzt, um zu helfen werden Sie steif und unterstützen Sie sich, ist am wenigsten bereitwillig abbaubar Kohlenstoff compound. Die Menge von lignin-Zunahmen proportional mit Pflanze age. Thus, altes Gras enthält mehr lignin als neu Gras, und Holz enthält mehr davon als macht Blätter. Remember, keine, substrate, die einen hohen Prozentsatz von lignin enthalten, werden nicht bereitwillig zerlegen Sie auch im Biogas-digester oder als ganz als substrates, der kleine Mengen enthält. Thus, Pferd-Mist und reifes vegetatives überflüssiges Material ist wahrscheinlich keine gute feedstocks, weil sie einen hohen Bruch von unabbaubar enthalten, lignin.

Gegenwart Bestimmter Gifte

Bestimmte Medikamente (z.B. füttern Antibiotika, die in Tier benutzt werden, oder spritzte in Tiere), füttern Sie Zusatzmittel, Pestizide, und Pflanzenvertilgungsmittel haben Sie vielleicht ungünstige Wirkungen auf anaerobic-Bakteria insbesondere der methanogens. zum Beispiel, lincomycin (häufig benutzte in die Behandeln von Schweinen) und monensin (oft benutzte im Behandeln von Vieh) ist zwei Antibiotika, die diese Bakteria verletzen werden, und sofort halten Sie Methan-Produktion an.

Faktoren, die Digester Größe beeinflussen

Digester Design verläßt sich im Grunde auf die Erhältlichkeit und die Art von Verschwendung zum digester gefüttert zu werden, sowie die Menge von Gas und/oder Dünger required. Large, den digesters generell entworfen werden, nach dem Schaffen von System, das Zustände durch operiert, Laboratorium analysis. Small, den Verdauung-Pflanzen generell entworfen werden, basierte auf vergangenen Erfahrungen mit einem besonderen substrate.

Ein verschiedener Vorteil kleinen digesters über großen ist das ihre Inhalte erfordern weniger kräftiges und weniger häufiges Rühren (nur mehrere Zeiten pro Tag) Schaum-Zunahme zu verhindern und so vergrößern Sie die Produktion von Biogas. EIN Haupt Nachteil von dieser digesters ist andererseits, daß ihr Operieren, Temperaturen tendieren, öfter zu schwanken und zu ein viel größer Grad.

Trotzdem, das Füttern eines Biogas-digester-- ohne Rücksicht auf seiner Größe-- keine Anzahl von Individuen oder kombinierte feedstocks oder organische Materialien werden Sie in der Produktion von Biogas resultieren so lang wie das richtige Zustände existieren und werden ganz stabil behalten. Diese Zustände anfangs für Abwasser-Behandlung geforscht geworden, pflanzt ein und in jüngster Zeit ist das Thema intensiver Untersuchung zu den überflüssigen Management-Bedürfnissen von verschieden landwirtschaftlich entsprechend und spezialisierte Industrien.

Art und Erhältlichkeit Rohen Überflüssigen Materials

Landwirtschaft-Übungen können die Quantitäten von Dünger verfügbar beeinflussen für Verwendung im digester. zum Beispiel, Vieh in Weide-Willen verstreuen Sie ihre Verschwendung über einem großen streifenden Gebiet und macht überflüssig Sammlung difficult. Conversely, eine Herde, von der das meisten ausgibt, das Tag in einem eingesperrten Gebiet (z.B., ein Korral) wird Verschwendung in einzahlen ein konzentriertes Gebiet, beim Machen davon möglich, um Verschwendung mehr zu sammeln, easily. Moreover, Dünger, der direkt im Feld eingezahlt wird, wird enthalten Sie viel Erde wahrscheinlich oder knirschen Sie das sich schließlich verstopfen wird der digester, und ist so für die Produktion von nicht geeignet Biogas.

Die Menge von Dünger produzierte pro Tier pro Tag varies. Für Beispiel, man erwartet vielleicht ungefähr sechs Pfund pro Tag von einem 1,000 schlagen Sie Rindfleisch oder Molkerei-Vieh und ungefähr neun oder 10 Pfund pro Tag von 1,000 Pfund Grill-Hähnchen. Remember, zugenommenes Gas, Produktion ist direkt zur Menge von flüchtig verhältnismäßig festen Körper in der rohen Verschwendung, die benutzt wird.

Unter optimalen Sammlung-Zuständen (d.h., wenn Tier eingesperrt wird,), Sie bekommen:

4 Pfund Dünger pro 100-Pfund Schaf 80 Pfund Dünger pro 1,000-Pfund Molkerei-Vieh 60 Pfund Dünger pro 1,000-Pfund Rindfleisch-Vieh 10 Pfund Dünger pro 200-Pfund Schwein 45 Pfund Dünger pro 1,000-Pfund Pferd 0.2 Pfund Dünger pro 4-Pfund Geflügel-Schicht

Die Regel von Daumen hier ist, daß das überflüssige Material von zwei Erwachsenem Vieh wird das Gas, das für das Kochen von Essen für erfordert wird, normalerweise liefern eine Familie von four. Comparable, die Quantitäten anderer Verschwendung vielleicht produzieren, etwas mehr oder etwas weniger Gas.

Wenn Sie das Verlassen auf der Verwendung einer bedeutungsvollen Menge betrachten, von pflanzlicher Verschwendung in Ihrem digester müssen Sie wissen wenn solch Material wird in den größten Quantitäten verfügbar sein. zum Beispiel, Wasser-Hyazinthe ist vielleicht verfügbare Jahr-Runde in einigen Klimas, während Korn-Stroh oder andere Ernte-Rückstände höchst reichlich sein werden, nur bei Ernte.

Welkte oder Sattelschlepper-trocknete, Vegetation erfordert vielleicht den Zusatz von Wasser um optimale festen Körper-Konzentration beizubehalten. Freshly-cut junge Vegetation erfordert vielleicht weniger Verdünnung als schneiden Sie frisch älter Pflanze-Material.

Organische beladende Rate

Die organische beladende Rate bezieht sich auf die Zahl, die erhalten wird, wenn das Gewicht der flüchtigen festen Körper belud jeden Tag in den digester wird vom Volumen des digester geteilt. (" Flüchtige festen Körper " bezieht sich auf den Teil von organischen materiellen festen Körper, die sein können, digested. Der Rest der festen Körper sind fixed. Die festen festen Körper und ein Teil der flüchtigen festen Körper ist nicht-degradable. Organisch Material enthält vielleicht auch eine beträchtliche Menge von Wasser.)

Das Beladen von Rate ist ein wichtiger Parameter, weil es uns erzählt, das Menge flüchtiger festen Körper, die jeden Tag in den digester gefüttert werden sollte. Bei hohen beladenden Raten muß die Fütterung beinahe ununterbrochen sein (vielleicht stündlich) . At niedrigere beladende Raten, das Biogas, digester muß erst einmal pro Tag gefüttert werden.

Digesters werden entworfen, um zu bekommen und von 0.1 bis 0.4 zu behandeln Pfund flüchtiger festen Körper pro kubischer Fuß von digester-Volumen. Obwohl die eigentliche beladende Rate von der Art von Verschwendungen abhängt, fütterte zum digester, 0.2 Pfund flüchtiger festen Körper pro kubischer Fuß, von digester-Volumen (ungefähr 3 kg pro kubischer Meter) ist ein häufig benutzter Design-Parameter. , den Dies bedeutet, daß ein digester zu benutzte, verarbeiten Sie hauptsächlich, Dünger sollte entworfen werden, um von 20 unterzubringen zu 120 kubischen Füßen von digester-Volumen pro 1,000 Pfund von leben Sie animal. (Die eigentliche Menge variiert von Spezies zu Spezies.) Hier ist es wichtig zu erinnern, daß ein digester entworfen werden muß, auf der Basis von der Menge von Verschwendung, die gesammelt werden kann, und fütterte eigentlich zum digester, nicht auf der Quantität von Verschwendung, produzierte.

Für Abbildung sind die folgenden Schätzungen nützlich:

1 Pfund flüchtiger festen Körper pro 200-Pfund Schwein pro Tag 1 Pfund flüchtiger festen Körper pro 1-Pfund Schaf pro Tag 0.04 Pfund flüchtiger festen Körper pro 4-Pfund Geflügel-Schicht pro Tag 6 Pfund flüchtiger festen Körper pro 1,000-Pfund Rindfleisch oder Molkerei-Vieh pro Tag 9 zu 10 Pfund flüchtigen festen Körper pro 1,000 Pfund Geflügel-Schicht

Der Prozentsatz von Wasser in Tier-Verschwendung auf einer Einheit-Volumen-Basis ist um 75 bis 95 percent. der festen Körper in der Verschwendung, ungefähr 70 Prozente sind volatile. Percentage von Wasser in Gemüse und Pflanze Verschwendungen variieren von 40 bis 95 Prozent. Davon, der Prozentsatz von flüchtige festen Körper variieren von 50 bis 95 Prozent. Die Menge von Biogas produzierte von Gemüse, und Pflanze-Verschwendung variiert weil verschiedene Ernten haben das Unterscheiden Biomasse-Produktion-Raten.

Mit Zeit, dauernder Temperatur, und einem uniformen ankommenden substrate, ein digester-Wille stabilize. Die Regeln von Daumen für keine digester schließen ein:

1. Ankommende substrate 5 bis 12 prozentige totale festen Körper;
2. 0.2 zu 0.5 Pfund flüchtigen Säuren pro kubischer Fuß von digester Volumen;
3. 1 zu 2 Pfund rohem Dünger pro kubischer Fuß von digester-Raum pro Tag; und
4. 0.2 bis 1.0 Einheit-Volumen von Biogas produzierte pro Einheit-Volumen von DIGESTER.

Die eigentliche Menge von Biogas, das produziert werden wird, kann bestimmt werden durch Experimentieren unter Zuständen ähnlich zu jenen bei das site. Eine sollte mit verschiedenen Arten von Verschwendung experimentieren, das Menge von Wasser hat früher eine ankommende Verschwendung verdünnt und hat früher operiert Temperatur, und das Füttern (das Beladen) Häufigkeit.

Eine Quelle potentieller Verwirrung im Bestimmen von digester-Größe ist die Mittel, Gas-Produktion zu messen. , Als das Lesen von Literatur auf, Biogas-digesters, stellen Sie sicher, daß die Gas-Produktion unter Diskussion ist in vergleichbarem units. Gas produziert in einem digester, ist Biogas, von dem 50 bis 60 Prozent Methan sind; der Rest ist Kohlenstoff-Dioxyd und andere Gase. Biogas Volumen sind von verschieden Methan volumes. Other, den Wege vom Quantifizieren von Gas einschließen,: Gas Volumen pro Volumen von digester, Gas-Volumen pro 1,000 Pfund von lebendes Gewicht einer tierischen Spezies, Gas-Volumen pro Pfund von flüchtig festen Körper fügten hinzu, und Gas-Volumen pro Pfund flüchtiger festen Körper zerstörte.

Hydraulische Beibehaltung Time

Hydraulische Beibehaltung-Zeit (HRT) ist die durchschnittliche Anzahl von Tagen ein Einheit-Volumen von substrate sollte im digester bleiben. Put noch ein Weg, HRT ist schon das Volumen von Material im digester teilte durch die durchschnittliche Menge ankommenden täglichen feedstock, oder das durchschnittliches Alter der digester-Inhalte. , den Der HRT von 10 variieren wird, zu 60 Tagen, und ist ein wichtiger Parameter, weil es beeinflußt, die Tüchtigkeit des Biogas-digester.

Eng werden gesteuerte digesters den Durchschnitt ungefähr von 20 bis 25 Tagen ermitteln Beibehaltung time. Shorter, von dem Beibehaltung-Zeiten das Risiko schaffen werden, Niete, ein Zustand, aus wo aktive Biogas-Bakteria ausgewaschen werden, vom digester bei zu jung ein Alter, beim Machen der Bevölkerung von, Bakteria instabil und potentiell inaktiv. Daily Umwandlung von organisches Material zu Methan wird fortsetzen, pro Einheit zuzunehmen Zunahme von Gewicht (d.h., Alter) von Bakterias bis zu einem bestimmten Punkt. Danach wird Methan-Produktion pro Einheit-Gewicht abfallen (oder Alter) von Bakterias.

Bemerken Sie, daß eine längere Beibehaltung-Zeit einen größeren digester erfordert, und mehr Kapital für seine Konstruktion. Recall aber, daß das kleiner das Verdauung-Gefäß, das weniger Zeit das Methan-produzieren Bakteria werden auf den verfügbaren substrate zu wirken haben und so das wahrscheinlicher das Biogas-System machte Funktionsstörung ein. Eine sollte betrachten Sie all diese Faktoren vorsichtig vor dem Wählen eines Systems.

III. DESIGN VARIATIONEN

Es gibt zwei allgemeine Design-Merkmale von digesters: Ladung füttern Sie und ununterbrochener feed., den Der Ladung-digester beladen wird, luftdicht verschlossene, und nach einer Periode von Gas-Sammlung, leerte. EIN Ladung-digester können Sie im Grunde irgendein angemessen großer Container sein oder können Sie tanken das kann würde gesiegelt und tailliert mit einem Mittel den biogas. zu sammeln Das ununterbrochener Futter-digester bekommt substrate auf ein ununterbrochen oder tägliche Basis mit einer ziemlich gleichwertigen Menge von Abwasser, die entfernt wird. Es gibt viele mögliche Design-Variationen für ununterbrochenes Futter digesters.

UNUNTERBROCHENES FUTTER DIGESTERS

Die Design-Variationen für ununterbrochenen Futter-digesters können geteilt werden in vier verschiedene Arten: das indische Design, die Chinesen, entwerfen Sie, die Abwasser-Behandlung-Pflanze, und der hybride design. Jedes von diesen Arten, zusammen mit Preis und Konstruktion-Überlegungen, wird in den Teilen beschrieben, die folgen.

Indisches Design

Der Inder, oder Khadi, Design (Zahl 2) wird auf dem Prinzip gegründet

dieses Gas, das produziert wird, wird eine glockenförmige Kuppel heben, die oben gefunden wird, das Verdauung vat. Substrate betritt eine Seite des digester und verschiebt Abwasser aus der anderen Seite. Als Gas wird produziert, es ist sammelte unter der Kuppel und zwang es, sich zu erheben. , den Die Kuppel herunterkommt, als Gas aus dem digester in den Gas-Transport gezwungen wird, Linien.

Chinesisch Design

Die Gas-Lagerung-Kammer im chinesischen Design typischerweise hat eine feste Spitze (Zahl 3) . Substrate betritt eine Seite; Abwasser

Ausgänge der andere side. Gas produzierte, sammelt sich unter der Kuppel an und über dem Gefäß verschieben contents. Increases in Gas-Volumen digester stellt in die Verlagerung zufrieden oder läuft über, Kammer. Die Materialien, die in die Verlagerung-Kammer gezwungen werden, werden, durch Tugend von Schwerkraft, versuchen Sie, zurück in den digester. zu fließen Das versuchen Sie durch den verschobenen Alkohol, um zurück in die Verdauung zu fließen Gefäß schafft den Druck, um das Gas in den Gas-Transport zu zwingen line. Als das Gas wird benutzt, Materialien verschoben ins Verlagerung-Kammer wird zurück ins Gefäß fließen.

Abwasser-Behandlung-Pflanze

Obwohl die Designs mit dem Behandeln von Abwasser assoziierten, oder industriell Verschwendungen folgen den gleichen Grund Prinzipien vom Inder und chinesisch Designs, sie sind viel komplexer und tüchtiger. Das digester-Inhalt wird entweder von Paddel oder Gas-recirculation gerührt. Temperatur-Kontrollen sind viel strenger und digester Inhalt sind vielleicht heated., Das Abwasser geht die Pflanze hinaus und wird dicker gemacht letztem disposal. Gas vorausgehend wird vom digester angezapft, möglicherweise Druck, und gebraucht für das Heizen von Zwecken oder flackerte; es wird vielleicht für Prozeß-Hitze im digester benutzt. Die Abwasser-Behandlung Pflanze-Prinzipien werden vielleicht auf einem viel kleineren Maßstab beschäftigt mit niedrigeren Niveaus von Technologie. Figure 4 Shows eine Hochtechnologie

Abwasser-Behandlung-Pflanze.

Hybride Designs

Hybride digesters imitieren die Prinzipien, die in anderen Designs beschäftigt werden, außer diesen Verdauung-Gefäßen passen Sie sich zum am wenigsten teuren an, am bereitwilligsten verfügbare Konstruktion-Materialien. , den Sie sein können, baute von verfügbaren Stückchen-Materialien, plastische Taschen, oder deckte troughs. EIN sehr einfaches Design ist die Ende-zu-Spitze, die von 55 schweißt ,- Gallone Öl trommelt, um zu schaffen ein lang, verengen Sie sich, klein-Band ununterbrochen füttern Sie digester. Mit hybridem digesters, Sorge muß genommen werden um keine Konstruktion-Wirtschaft zu lassen digester-Tüchtigkeit ausgleichen oder productivity. Figure 5 Shows eine niedrig-Technologie hybrider digester.

Vergleich Ununterbrochenen Futters Digesters

Die kultivierteren Biogas-digesters erfordern geschickte Leute zu bauen Sie, operieren Sie, und behalten Sie sie bei. Such digesters werden wahrscheinlich sein wirtschaftlicher durchführbar, wenn sie benutzt werden, um groß zu verarbeiten, Quantitäten von waste., Obwohl ein Hochtechnologie-digester macht, produzieren Sie mehr Gas als den Inder beachtlich oder das Chinesisch entwirft, es hat höheres Kapital und das Operieren von Preisen und erfordert vorsichtiges Überwachen auf einer täglichen Basis.

Die indischen und chinesischen Designs sind zu weniger teuer und leichter bauen Sie und operieren Sie, aber jene Nutzen werden ziemlich durch gekontert ineffizientes Gas production. Moreover, Auslaufen wird vielleicht ein Problem wenn die digesters nicht gut beibehalten werden. Obwohl der Inder Design produziert etwas mehr Gas als das chinesische Design, es ist etwas teuerer und hat die hinzugefügten Aufrechterhaltung-Anforderungen assoziierte mit der schwimmenden Kuppel.

ANWENDUNGEN

Biogas kann direkt als ein Brennstoff für das Kochen verbrannt werden und kann beleuchtet werden, das Heizen, Wasser Pumpen, oder Korn Mahlen, und kann auch zu benutzt werden betanken Sie Verbrennung engines. In größeren Anwendungen, wo schuppen, und Fähigkeiten gewährleisten, Biogas kann unter Druck gesetzt werden und kann gelagert werden, reinigte für Verkauf zu kommerziellen Gas-Lieferanten, oder konvertierte zu Elektrizität und verkauft Gitter anzutreiben, um Höhepunkt-Energie-Bedürfnissen zu entsprechen.

Gas-Transport-Linien werden zur Gas-Sammlung-Kammer verbunden vom digester (die schwimmende Kuppel des indischen Stil-digester). Das Gas hat einen hohen Feuchtigkeit-Inhalt. Es ist notwendig auszudenken ein Weg, die Feuchtigkeit zu entfernen, bevor das Gas benutzt wird. , zu dem ein Weg ist, neigen Sie die Transport-Linie zurück zum digester damit das Feuchtigkeit wird zurück die Linie entlang in den Tank fließen. , Wenn dies ist, nicht praktisch, es wird notwendig sein, eine Ölwanne zu installieren, oder Kammer, in der Gas-Linie die Feuchtigkeit zu sammeln.

Biogas ist auch sehr zerstörend. , den Es vielleicht gefährliche Mengen enthält, von Wasserstoff-sulfide, ein giftiges feuergefährliches Gas, das produziert, ein sehr zerstörende Säure wenn gemischt mit Wasser. aus diesem Grund, Gas Transport-Linien müssen Korrosion immun sein. Polyvinyl Chlorid (PVC) plastische Leitung ist eine gute Auswahl für Gas-Linien, weil es ist, dauerhaft, Korrosion immun, und normalerweise ökonomisch. Weil das Gas ist so zerstörend, es hat vielleicht gereinigt zu werden, bevor es ist, gebraucht, insbesondere in Motoren.

Während Biogas ein ausgezeichneter Brennstoff ist, hat es ein ganz niedrig Energie-Wert für sein Volumen-- 500-600 Btus pro kubischer Fuß-- und das setzen Sie in die Verteilung-Linien unter Druck, ist vielleicht niedrig. Lamps, Herde, Kühlschränke, und andere Vorrichtungen erfordern entworfen Düsenflugzeuge besonders um den niedrigen Energie-Wert und das niedrige Gas pressure. Zu auszugleichen stabilisieren Sie die Flamme auf einem cookstove zum Beispiel das Düsenflugzeug energisch Keime das Biogas auf durch und aus dem Brenner. Jets kann entweder gekauft werden oder kann leicht von örtlich verfügbar gebaut werden Materialien.

Die Menge von Methan, die täglich pro Haushalt erfordert wird, wird variieren. Ungefähr wird 0.5 bis 1.0 kubischer Meter Biogas pro Familie erfordert Mitglied für Essen-Vorbereitung allein, und ungefähr ein kubischer Meter von Biogas wird pro 1,000 Pfund Tier produziert. Meeting eine Familie die kochenden Anforderungen von Mitglied dann erfordern zwei oder drei gesunde Molkerei oder Rindfleisch schüchtert ein, oder acht bis 10 Schweine (das Wiegen von 150 zu 250 Pfund jedes), oder über 500 Hähnchen. Die Menge von Verschwendung Material, das von diesen Tieren produziert wird, variiert mit ihrer Gesundheit und Nahrung und wird die Anzahl von Tieren beeinflussen, die erfordert wird. Collecting mehr als 30 bis 40 Pfund von Verschwendung täglich pro 1,000 Pfund von lebendes Gewicht pro tierisch wird die Menge von Gas vergrößern, die produziert wird, pro Tier.

Das Abwasser, das den digester am Ende der Verdauung verläßt, Periode wird auf Ackerland viel als der unverdaute Dünger gestrichen, und so weiter, ist, used. Research ist auf dem Benutzen des digester-Abwassers aufgeführt worden Vieh zu füttern oder algal-Wuchs in Fisch-Teichen zu fördern, wie in einigen chinesischen aquaculture-Installationen gemacht wird.

KONSTRUKTION-MATERIALIEN

Die Ausrüstung und die Materialien erforderten für digester-Konstruktion verlassen Sie sich auf das Niveau von Technologie, das beschäftigt wird. Die Grund Chinesen Design erfordert Zement, Sand, Ton, Kalk, und Backsteine. Sulfate-resistant Zement sollte benutzt werden wenn verfügbar wegen des Korrosion verursachende Stoff Natur vom Gas und dem slurry. , den Das indische Design diese erfordert, gleiche Materialien, plus irgendeines Schweißen und eiserne Arbeiten. Das höher Technologie-Designs erfordern vielleicht irgendeine bestimmte Maschinerie und eine Elektronik.

Das folgende wird Beispiele von den Arten und den Quantitäten verallgemeinert von Materialien erforderte ähnliches großes Chinesisch zu bauen-oder Indisch-Stil-digesters.

Eine Stütze Forschung Institut Veröffentlichung (1976) Berichte das folgende Materialien für einen Indisch-Stil, 3-kubischer Meter digester der sollen Sie genügendes Gas für die kochenden Bedürfnisse einer Familie produzieren von sechs bis acht Mitgliedern:

* , den 9 Meter eisernes Laken galvanisierten, * 3,200 kleine Konstruktion-Backsteine * 25 50-kg Taschen von Zement * 12 kubische Meter Sand * verschiedene Winkel-Eisen, eiserne Leitungen, und so weiter

Der Khadhi und der Dorf Industrien Beauftragen in Bombay, Indien, Listen (in Teil) die folgenden Materialien für einen 3-kubischen Meter waagerechter digester:

* 2,870 Backsteine * 3.2 kubische Meter Sand * 1.9 kubische Meter von 1/2 " bis 3/4 " Stein * 24 Taschen von Zement * 7.5 Meter Laken-Stahl * verschiedene Winkel-Eisen, Leitungen, beim Verstärken von Stäben.

Eine Mauerwerk-Mauer chinesischer Stil-digester von 8 kubische Meter Anrufen für:

* 400 kg von Zement * 1,000 kg von Sand * 1,000 Backsteine * verschiedene plastische Rohre für Gas-Lieferung.

Kleinangelegt, können nonpermanent-digesters von Öl konstruiert werden Trommeln oder gleichmäßig-unterstützte plastische Taschen.

Die oben erwähnten Materialien werden nur für Demonstration-Zwecke bedeutet. Eigentliche Art und Quantität von Materialien, die erfordert werden, hängen von Design ab. Aber, bemerkt, daß kleinere Biogas-digesters generell gebaut werden, mit bereitwillig verfügbaren Materialien.

FÄHIGKEITEN ERFORDERTEN, ZU PRODUZIEREN UND EIN BIOGAS DIGESTER ZU OPERIEREN

Die Kerne der Sache eines digester können schöpferisch durch fähig angepaßt werden, örtlicher craftspeople, der mit örtlich verfügbaren Materialien arbeitet.

Das chinesische Design erfordert die Fähigkeiten von einem fähigen mason. Das Indisches Design erfordert die Fähigkeiten eines fähigen Maurers sowie ein eiserner Arbeiter und ein Schweißer.

Kultiviertere digesters für größere Maßstab-Anwendungen erfordern Klempner und electricians. Careful, die Planung erfordert wird, dem Bauen von solchen Einrichtungen vorausgehend.

Sobald konstruiert hat, der digester erfordert die tägliche Aufmerksamkeit von ein semiskilled individual. Jeden Tag müssen die digester gefüttert werden und beunruhigte, und das Abwasser ordnte richtig von an. Ebenso wie ein Hausmeister tendiert zu einer Herde von Tieren, das Individuum verantwortlich für die digester müssen die betriebsbereiten Verfahren verstehen. Dieses Person muß nicht nur die physische Pflanze des digester 's beibehalten, aber auch stellt sicher, daß der Gas-Transport füttert, und Gas-Verwendung-System ist wirksam und in guter Reparatur.

PREISE

Preise für Konstruktion werden vom Niveau von Technologie regiert beschäftigte. Sie schwanken von einigen Dollarn für digesters, der von gebaut wird, bereitwillig verfügbares Stückchen zu einigen hundert Dollarn für ein klein Familie, Chinesisch-Stil-digester, und von mehreren Hunderten von Dollar für einen kleinangelegten Indisch-Stil-digester zu mehreren Hunderten von Tausenden von Dollarn für eine großangelegte Bedienung. EINE Regel von Daumen für vergleichbaren großen digesters ist, daß der Chinesisch-Stil digester kostet Seite das von einem " drum"-Stil indischer digester. EIN kultiviertere digester werden drei Male wenigstens kosten der von einem Indisch-Stil-digester vergleichbaren Volumens.

Eigentliche Preise verlassen sich auf die Erhältlichkeit von Ressourcen. Large Anzahlen Sattelschlepper-geschickter Arbeiter schlagen diese Konstruktion zum Beispiel vor von einem Chinesisch-Stil-digester wäre ökonomischer. Andererseits, obwohl ein Indisch-Stil-digester-Preise anfangs zu konstruieren, ist es trotzdem tüchtiger, erfordert weniger Aufrechterhaltung und produziert mehr Gas als einen Chinesisch-Stil digester. Larger, kultiviertere digesters erfordern merklich kostet höheres anfängliches Kapital als kleiner, weniger komplex units. However, sie sind in Hinsicht auf der Gesamtsumme tüchtiger Volumen von organischem Material, von dem pro Einheit-Volumen gehandhabt werden kann, digester, und sie produzieren mehr Gas pro Einheit organischen Materials handled., einen gründlichen Preis zu machen Analyse eine muß in nehmen Konto solch zerlegt als Inflation, Zinssätze, beim Operieren, Preise, Aufrechterhaltung-Aufwendungen, wirtschaftliche Preise, und der Wert vom Ersetzen konventionelle Brennstoffe (z.B., ölen Sie, Gas) mit Biogas.

TÜCHTIGKEIT

Die Menge von Biogas variiert von 30 zu beinahe 100 kubischen Füßen pro 1,000 Pfund lebenden Körper-Gewichtes. Thus, es gibt kein universal Formel, Biogas-Tüchtigkeit zu bestimmen. zu machen damit, man muß betrachten viele Faktoren.

Zum Beispiel variiert Biogas-Tüchtigkeit und hängt auf ab wie das Biogas ist, used. Biogas pflanzt ein, benutzen Sie organische Verschwendungen der, wenn nicht zu einem digester gefüttert, ist am besten bei gestrichen über Land oder bei schlechtesten direkt burned. Obwohl direkte Verbrennung von Mist oder Gräsern Erträge bei besten 10 Prozent der verfügbaren Energie, der Nährstoff, Werte solcher Verschwendungen werden schwerwiegend reduziert. Biogas Systeme geben nach 40 bis 50 Prozent, oder besser, vom thermalen Potential von organisch Verschwendungen und gibt einen Dünger überlegener Qualität nach. Composting stellt ausgezeichneten Dünger ohne Gas bereit. Other, viel mehr kultivierte Verfahren sind auch für tüchtiger verfügbar Entfernung von Energie von Verschwendung.

Überdies variiert Tüchtigkeit mit der Art von digester, das Operieren, Zustände, und die Art von Material belud in den digester. Total anderer Gleichgestellter, der Chinesisch-Stil-digester produziert ungefähr Hälfte so viel Gas wie der Indisch-Stil-digester der dann Erträge weniger als Hälfte vom Gas von kultivierterem units. Das Chinesisch entwirft, das indische Design, und die Hochtechnologie entwirft, beziehungsweise, geben Sie 0.2 bis 0.3, 0.5 bis 0.7, und 1.0 ungefähr nach zu 2.0 Volumen von Biogas pro Volumen von digester. Und, im allgemeinen, digesters produzieren mehr Gas mit Geflügel-Verschwendung (ungefähr 100 oder damit kubische Füße von Biogas pro 1,000 Pfund lebenden Geflügel-Gewichtes) als sie mit Vieh-Verschwendung machen, (25 bis 30 kubische Füße pro 1,000 Pfund lebenden Vieh-Gewichtes).

Außer diesen Faktoren ist der Schlüssel zum Beibehalten von Tüchtigkeit zu füttern Sie dem digester einen uniformen feedstock täglich, um eine Konstante beizubehalten, beim Operieren von Temperatur, und die Inhalte regelmäßig zu beunruhigen.

AUFRECHTERHALTUNG-ANFORDERUNGEN

Biogas-digesters erfordern vorsichtige Aufrechterhaltung. Operators sollte sein verantwortlich für die folgenden Aufrechterhaltung-Aktivitäten:

* Daily Activities: Sammeln Sie und bereiten Sie den feedstock vor, und beladen es in den digester. Collect das flüssige Abwasser vom digester. Es wird vielleicht über Feldern gestrichen, gebraucht zu befruchten Fisch-Teiche, oder trockneten für spätere Verwendung.

* Periodic (bei regulären Intervallen) Aktivitäten: Entfernen Sie das digester Inhalte, einschließlich irgendwelcher festen Körper, die sich angesammelt haben, beim Boden vom digester. wegen das potentiell zerstörende Natur der digester-Inhalte (slurry sowie Gas), überprüfen Sie alle Metall-Bestandteile von der digester zu sehen, ob sie neu belegt werden müssen, (z.B., die Metall-Kuppel des Indisch-Stil-digester).

* Occasional (bei unregelmäßigen oder seltenen Intervallen) Aktivitäten: Check der digester, insbesondere Chinesisch-Stil, digesters, für irgendein Gas leaks. Also, untersuchen Sie Bestandteile in Hochtechnologie Einheiten wie Pumpen und Mixer der erfordern gelegentliche Reparatur oder Ersatz.

Schließlich, das Hindern von Sand, Erde, und Kies, mit Mist zu mischen als es gesammelt wird, und das Schützen der Kuppel des digester mit einem Metall oder einem Asphalt-Überzug, wird Zeit dazwischen verlängern Aufrechterhaltung.

IV. DAS VERGLEICHEN DER ALTERNATIVEN

AKTUELLE FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG

Biogas-Generation-Technologie

Umfangreiche Forschung setzt mit der verschieden Biogas-Generation fort Pflanzen, die worldwide. Various Institutionen ganz und gar operieren, das Welt führt Forschung zum Machen von maximaler Verwendung von das Biogas produced. Dies bringt das Zusammenpassen von Energie mit sich, muß begasen Produktion, und das Benutzen von Ausrüstung, die das Gas brennt oder konvertiert, mehr efficiently. Additional Forschung wird mit digester-Designs fertig und Design-Parameter; hier, Hitze-Verluste und das Beibehalten ein adäquate, stabile Temperatur im digester ist von erst Interesse zu Forschern in ihren Anstrengungen, Methan-Produktion zu maximieren. Andere Forschung-Anstrengungen konzentrieren auf Verbesserungen in der Verwendung von digester-Abwasser, maximalen Wuchs von Algen zu fördern, fischen Sie, aquatische Vegetation, und Bauernhof-Tiere.

Das Konkurrieren Technologien

Kultiviertere und teure Biomasse-Umwandlung-Technologien existieren Sie, um organisches Material zu Kohle zu konvertieren, Produzent-Gas, rohes Öl, einfache Zucker, Alkohol, Plastiken, oder andere Chemikalien. Pyrolyse, die vielleicht benutzt wird, um rohes Öl zu produzieren, zum Beispiel, oder Destillation, die Äthyl-Alkohol nachgibt, sind Beispiele von diese technologies., in denen Diese Technologien eingeführt worden sind, viele Entwicklungsländer, aber weitere Forschung wird vorher erfordert sie können überall angewandt werden.

VERGLEICH VON TECHNOLOGIEN

Dieses Papier konzentriert sich auf biogasification als ein Mittel vom Produzieren betanken Sie von Material, das ansonsten verschwendet werden könnte, oder das hat nur eine einzelne Ende-Verwendung zum Beispiel als Dünger. Die Alternative Biomasse-Umwandlung-Technologien verbrennen rohe Verschwendung, um zu bekommen befreien Sie davon und kompostiert, Destillation, beim Verbrennen von roher Verschwendung, um bereitzustellen, Prozeß oder anderer Schlag, Vergasung, und Pyrolyse. zu vergleichen all diese Technologien, Sie müssen jede Technologie untersuchen getrennt, das Wiegen seiner Vorteile und benachteiligt und das Nehmen in Konto solch zerlegt als die Erhältlichkeit und der Preis von Kapital, Energie-Preise, der verhältnismäßige Wert einer besonderen rohen Verschwendung, und die Ende-Produkte, die es produziert, die Erhältlichkeit von Menschen und materielle Ressourcen, und die Wirkung der Technologie auf das environment. Die Diskussion unter Geschenken einige Beispiele von das Arten von Faktoren, die Sie im Balancieren von einer Technologie betrachten müssen, gegen noch ein.

Wenn das einzige Objektiv Verschwendung reduzieren sollte und rohe Verschwendung verbrennt, dürfen Sie seien Sie eine gute Auswahl, vorausgesetzt es genug trocken ist, Luft-Verunreinigung, wird kontrolliert und es gibt ein Mittel, dem ash. Eine loszuwerden Nachteil vom Verbrennen von roher Verschwendung denn Beseitigung ist, daß es ist, ein sehr ineffiziente Verwendung von Energie. , den Die Energie produzierte, indem er brannte, ist wasted. In einigen Situationen, das Machen des überflüssigen Materials einfach Leuten, die es für das Kochen von Brennstoff benutzen können, verfügbar ist vielleicht ein mehr wirksame Mittel von Beseitigung. Und es hilft, zu sichern, daß das heizen Sie, Energie wird gesetzt werden, um zu benutzen.

Das Kompostieren ist ein ausgezeichneter Weg, überflüssige Produkte zu werden ein Ware-- Dünger-- einfach und wirtschaftlich. ein Nachteil vom Kompostieren ist, daß einige der Nährstoffe in der rohen Verschwendung-- insbesondere Stickstoff, Phosphor, und Kalium-- konvertieren Sie zu ein begasen Sie, verdunsten Sie, und wird zur Atmosphäre verloren, oder sie filtern hinaus durch durch den soil. Moreover das Kompostieren wird zum Produzieren begrenzt nur Dünger.

Wenn Sie mehr mit roher Verschwendung machen wollen, als das Kompostieren, oder gerade es loswerdend-- das ist, wenn Sie die Energie anschirren wollen, vom rohen überflüssigen Material Brennstoffe oder andere Produkte zu produzieren-- Sie werden brauchen, zusätzliche Anlagen in Kapital zu machen, Materialien, und labor., Als wir in diesem Papier, ein Biogas-digester, gesehen haben, Erträge sowohl ein Brennstoff-Gas als auch ein hoher Qualität Dünger. Unlike kompostierend, der Verdauung-Prozeß behält und glättet, verbessert das nahrhafter Wert des originalen feedstock. Mit biogasification, rohe Verschwendungen können verdaut werden, und kamen zur Umgebung in zurück die Form von Dünger und betankt, ohne die Umgebung zu erniedrigen. Behalten Sie Verstand aber drinnen, daß die Ausrüstung (z.B., ein digester, Systeme, Pumpen) notwendig für biogasification werden Sie generell seien Sie teuerer als die Ausrüstung (z.B. stattete ein Fuhrwerk mit aus ein Ladeprogramm, ein Dünger-Spachtel) notwendig für das Kompostieren.

Das Bleiben vier Biomasse-Umwandlung -Technologien-- Destillation, kontrollierte das Brennen, um Prozeß oder andere Hitze bereitzustellen, Vergasung, und Pyrolyse-- produzieren Sie gemeinschaftlich eine noch breitere Auswahl von Produkte als biogasification. Distillation roher Verschwendungen produziert Zucker und Alkohol, zum Beispiel; gesteuertes Brennen produziert heizen Sie zu, sagen Sie, ein boiler. Pyrolysis produziert biofuels wie Kohle und rohes Öl; und Vergasung produziert noch ander biofuels wie niedrig-und mittler-Schwung-Gas (oft rief Produzenten Gas) . These vier Technologien unterscheiden sich hauptsächlich in ihr Ausrüstung-Anforderungen (d.h., beim Abhängen von der Technologie, das Hardware kann so einfach wie ein cookstove oder eine schlagfertige Erwiderung sein oder als kompliziert als eine Destillation-Pflanze), in ihren Techniken (d.h., einige Techniken sind komplexer als andere und resultieren in höher Produkt gibt nach), und in Preisen.

In Summe, das Vergleichen von einer Biomasse-Umwandlung-Technologie mit noch ein muß auf welchen Ende-Produkten gegründet werden, die Sie von der Technologie wollen, enden Sie Produkt-Benutzer, wieviel Sie bereit auszugeben sind, verhältnismäßig, Wirtschaften von Maßstab, Fähigkeit planiert, Erhältlichkeit roher Verschwendung Materialien, Umwelt Wirkung, und viele andere Faktoren.

V. CHOOSING DIE TECHNOLOGIE DIREKT FÜR SIE

WIRTSCHAFTLICHE WIRKUNG

Wirtschaftswissenschaften sind ein bedeutender Faktor im Entscheiden ob oder nicht einzuführen ein Biogas system., die Wirtschaftswissenschaft so ein Systems zu bestimmen, Sie müssen solche Faktoren als Erhältlichkeit und Preis betrachten von Biogas (basierte auf BTU), Preis von Ausrüstung, Kapital kostet, Arbeit Preise, Energie-availability/needs/cycles, materielle Erhältlichkeit, und Preise, und erwartete Gewinne. Remember auch zu zerlegen in die Preis-Analyse-Inflation und die Kapitalisierung expenses. Alle kosten Sie, werden Faktoren und die resultierende Analyse von Land zu variieren Land.

SOCIAL/CULTURAL IMPACT

Bestimmte social/cultural-Fragen müssen adressiert werden. zum Beispiel, ist täglich überflüssige Behandlung akzeptabel oder tabu? Überdies, zu seien Sie erfolgreich, eine Biogas-Technologie muß mit bestehenden Übungen einbinden: Dose bestehende überflüssige Management-Übungen würden angepaßt, für Beispiel, um einen digester und eine Abwasser-Beseitigung einzuschließen? Das, was passiert, zum sehr Armen haben wer Vieh traditionell gesammelt Mist frei für Brennstoff zu benutzen, wenn der Mist in einem digester benutzt wird, und der Brennstoff steht jenen, die dafür bezahlen können, nur zur Verfügung? Wer Kontrollen die Verteilung des Gases in einem Gemeinde-System?

ERHÄLTLICHKEIT VON RESSOURCEN

Technische Mittel-Überlegungen schließen das Berücksichtigen ein das Erhältlichkeit einer Konstante, hochwertige Versorgung organischen Materials, die Eignung der Umgebungs Temperatur, die Erhältlichkeit, von gut-Qualität-Wasser mit dem den feedstock zu verdünnen, ob das Biogas, das produziert wird, effizient benutzt werden kann, und ob der Raum ist für Abwasser-Beseitigung und usage. Moreover genügend, denken Sie das Bedürfnis für eine Biogas-Pflanze daran wessen Konstruktion und Bedienung verläßt sich auf die Erhältlichkeit von Kapital, Personal (geschickt und semiskilled), und Materialien.

REGULIERUNGEN

Konsultieren Sie örtliche Beamte über irgendwelche örtlichen Regulierungen und Gesetze der hindern Sie Sie vielleicht, zu bauen oder ein Biogas generator. Auf zu benutzen das bestimmte Seite, einige Gesetze könnten in Ihrer Gunst funktionieren. zum Beispiel, die Regierungen einiger Entwicklungsländer stellen Anlage bereit Anreize, Unterstützungen, oder niedrig-Zinsen leiht zu Leuten, zu denen wollen, führen Sie ein Biogas plant. Such ein, den Regierungen aktiv verfolgen, nationale Politik, die Abhängigkeit auf importierten Brennstoffen reduzieren würden, und ermutigt deshalb die Produktion von Biogas als ein umweltsmäßig sichere Brennstoff-Quelle.

ÖRTLICHE HERSTELLUNG

Chinesisch-und Indisch-Stil-Biogas-Generatoren können generell sein gebauter in-Staat, weil Pflanze-Bestandteile normalerweise verfügbar sind, locally. Certain Bestandteile d.h. die Kuppel und der Führer-Mechanismus von einem indischen digester, kann auf einem größeren Maßstab hergestellt werden und verkaufte zu Benutzern.

MAßSTAB VON PRODUKTION UND POTENTIELLEM MARKT

Leben-Bauern, die von Brennholz für das Kochen und das Heizen abhängen, umfassen Sie einen beträchtlichen Prozentsatz von der Bevölkerung der Welt. Obwohl Biogas-Generation wahrscheinlich, wenigstens zu ergänzen scheint, ihre aktuelle Energie liefert, es gibt mehrere Gründe warum Biogas ersetzt vielleicht kein Brennholz vollständig:

* rohe Verschwendung vom Gegenstück mehrerer Kühe wird erfordert , den kochenden Bedürfnissen einer Familie zu entsprechen;

* , den beinahe alle der Biomasse-Umwandlung-Technologien erfordern, Anlagen von Kapital normalerweise verfügbar nur zu einigem Leute in Gesellschaft;

* , den kulturelle Normen vielleicht keine überflüssige Behandlung oder Gas erlauben, Verwendung, oder begrenzt vielleicht Erhältlichkeit organischen Materials wenn Tiere sind pastured lieber als sperrte ein; und

* Biogas Generation muß angenommen werden und muß gelernt werden, ein Prozeß abhängig auf motivierte, kenntnisreiche Vergrößerung-Agenten oder andere, von denen zu erfolgreichen Anwendungen zeigen können, das Technologie, oder wer kann es wirksam demonstrieren.

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Santosh Engineers 11 Swami Vivekananand NAGAR VARANASI 221 002 INDIEN