CONSILIUL JUDETEAN IASI DIRECTIA TEHNICA Nr. din 2005 PRESEDINTE, Ing. Lucian FLAISER

INSTALATIE de producere a gazului de fermentatie(biogaz)

pentru gospodarii taranesti Instalatiile de producere a gazului de fermentatie pentru gospodariile din mediul rural sunt realizate sub forma unor bazine etanse, ingropate, fara a fi echipate cu instalatie de incalzire. Temperatura optima pentru utilizarea acestor instalatii este de 30oC. Mentinerea temperaturii la o valoare constanta este esentiala in procesul de fermentatie. O scadere brusca cu numai 2-30C poate fi suficienta ca sa perturbe echilibrul intre acizi si bacteriile metanice. In asemenea situatii producerea de metan va fi redusa. Pentru a proteja procesul impotriva unor posibile variatii de temperatura, instalatia este izolata termic. Solutia propusa consta in ingroparea instalatiei sub cota de inghet si umplerea cu gunoi de grajd pe tot perimetrul bazinului. Instalatia propusa de producere a biogazului are forma unui bazin rectangular din beton armat, ingropat in pamant. Alimentarea instalatiei cu dejectii are loc prin caminul de alimentare, realizat din tuburi din beton armat cu diametrul D=500mm. Camera propriu-zisa de fermentare este separata de camera de intrare si de cea de evacuare prin doi pereti despartitori din beton armat. In interiorul camerei de fermentare se monteaza un dispozitiv de agitare actionat manual si alcatuit din palete fixe. Volumul util al camerei de fermetare este de V=6mc, asigurand o cantitate zilnica de biogaz de 3-4 Nmc. Acumularea gazului in clopotul gazometru la o presiune constanta de P=200 – 250cmCA(20-25 mbari), se realizeaza prin fixarea unor greutati pe suprafata exterioara a clopotului. Etanseitatea clopotului se realizeaza prin imersarea acestuia intr-o cuva cu apa, in care acesta culiseaza. Partea cilindrica exterioara a bazinului pe care culiseaza clopotul este captusita cu tabla zincata. Camera de evacuare asigura eliminarea materialului fermentat(a humusului) dupa o durata de 60 – 90 de zile.

Materia prima

Prezentam in tabelul de mai jos continutul mediu de metan din biogazul obtinut prin fermentarea diferitelor materii prime si cantitatile de biogaz ce se pot obtine din 100kg substanta uscata in situatia in care bazinul nu este incalzit. Materie prima Durata de

fermentare (zile)

Cantitatea de biogaz ce se obtine (mc/100kg)

Continutul de metan din biogaz (%)

Dejectii de porcine

60 30 65

Dejectii de bovine

90 28 59

Dejectii de cabaline

90 31 60

Fecale umane 30 24 50 Frunze si vrejuri de cartof

60 37 60

Coceni de porumb

90 25 53

Frunze diferite 65 22 59 Iarba verde 60 29 70 Materia prima trebuie sa asigure mediul prielnic dezvoltarii bacteriilor care concura la producerea biogazului. Acest mediu trebuie sa satisfaca urmatoarele conditii :

• Sa contina materie organiga biodegradabila; • Sa contina apa in proportie de 90-94%; • Sa fie neutru sau aproape neutru(pH=6,8 - 7,3) • Sa contina carbon si azot in proportie de C/N=15-25 • Sa nu contina substante inhibatoare pentru bacterii(detergenti,

antibiotice);

Prezentam in tabelul de mai jos diferite categorii de materii prime si productia de biogaz care se poate obtine

Denumirea Biogaz dm3 /Kg

substanta uscata

Cantitatea de metan

(%) Paie de grau 367 78,5 Ierburi diferite 557 84 Coceni de porumb 214 83,1 Frunze uscate de copac

260 58

Frunze verzi de copac 294 58 Dejectii de bovine 260 60 Dejectii de porcine 480 60 Dejectii de cabaline 300 - Dejectii de ovine 320 65 Dejectii de pasari 520 - Fecale umane 240 50 Agitarea

Agitarea materiei prime din camera de fermentare este esentiala pentru a obtine un randament bun pentru instalatia de producere a biogazului. Agitarea se executa manual, prin intermediul unei tije care are rigidizata pe lungimea ei 4 palete.

Agitarea se face de 6 ori pe zi , cate 10 minute.

Caracteristicile tehnice ale instalatiei Instalatia de fermentare propusa are o capacitate utila de fermentare de 6mc. Aceasta instalatie poate produce cca 3-4 Nmc biogaz / zi. Necesarul zilnic de biogaz pentru gatit la o familie cu 4 persoane este de (0,34 mc / persoana x zi) x4 persoane = 1,36 mc / zi; O instalatie de aceasta capacitate poate fi utilizata pentru 2 familii cu cate 4 persoane fiecare.

Instalatia este de forma rectangulara, din beton armat si are dimensiunile : L=3600mm; l=2400mm; h=4000mm. Efectele depoluante si fertilizante ale namolului rezultat in urma producerii de biogaz Toate materiile prime care se utilizeaza la producerea biogazului constituie deseuri nedorite a caror indepartare si distrugere a constituit intotdeauna o problema, ele fiind poluante pentru mediul inconjurator.

Namolul fermentat, rezultat din producerea biogazului, constituie

fertilizanti de foarte buna calitate pentru terenul agricol. Acest namol, care contine azot, fosfor si potasiu este comparat din punct de vedere calitativ cu humusul.

Necesarul de materiale si valoarea acestora - ciment: - 5600kg 17,0 milioane lei - balast - 13mc 6,0 milioane eli - fier beton - 400kg 5,0 milioane lei - teava otel - O80 x4, L=4m 0,5 milioane lei - tabla otel - gros.4mm 0,6 milioane lei

(2000x2000x4) 30kg

- teava otel - O95x5 0,3 milioane lei L=2m - placa PVC - gros10mm 0,3 milioane lei S=1mp - teava otel - O1200x5 1,0 milioane lei L=1m - tabla otel - gros5mm 1,0 milioane lei S=4mp - tabla otel - gros.3mm 0,7 milioane lei S=5mp - teava trasa otel -O3/4 1,0 milioane lei L=10m - bara bronz - O100 0,1 milioane lei L=300mm - tuburi BA - O500 5,0 milioane lei L=5,0m

- teava otel - O400 x4 1,0 milioane lei L=2m - robinet cu sertar - Dn400mm 10,0 milioane lei 1 buc. - supapa de siguranta - P=0-400mbari 0,5 milioane lei 1 buc. - manometru -P=0-400mbari 0,2 milioane lei de presiune - contor de gaz - 1buc. 10,0 milioane lei - manopera si 70,0 milioane lei asistenta tehnica TOTAL: 130,2 milioane lei Masuri de protectia muncii, de igiena a muncii si masuri P.S.I.

- in aproprierea instalatiei de biogaz este interzis ase umbla cu foc deschis sau flacara de orice fel;

- in incaperile si la aparatele la care se utilizeaza biogazul se vor lua aceleasi masuri de protectie ca si la utilizarae gazelor lichefiate sau a gazului metan;

- manipularea materiei prime, transportul acesteia, formarea amestecurilor, etc., trebuie facute cu respectarea stricta a regulilor de igiena personala;

- se va evita contactul direct cu materialele supuse fermentarii, se vor pansa si feri eventualele rani deschise, etc.

- dupa efectuarea lucrarilor la limnetarea fermentatorului se vor spala obligatoriu mainile cu apa si sapun;

- pentru protectia imbracamintii se recomanda a se purta sort din panza, de protectie;

Concluzii :

Cercetarile si aplicatiile privind utilizarea energiilor neconventionale, regenerabile capata, de la an la an, o tot mai mare extindere in tarile dezvoltate. Criza energetica, resursele conventionale limitate, prognoza epuizarii lor intr-un viitor apropiat impun gasirea in timp a noi alternative. Biogazul, desi s-ar parea ca nu poate avea o pondere deosebita, va avea totusi partea sa de contributie. Pentru gospodariile taranesti, unde nu exista posibilitati de racordare la reteaua de gaze naturale, biogazul poate constitui o alternativa.

In paralel cu obtinerea biogazului, dejectiile rezultate in urma fermentarii constituie un foarte bun ingrasamant organic, comparabil din punct de vedere calitativ cu humusul. Astfel de instalatii sunt utilizate cu succes si in alte tari : China – peste 7,0 milioane instalatii; Japonia – 6,0 milioane instalatii; Franta – 6,0 milioane instalatii; India, Germania, Italia, etc. O bogata experienta in proiectarea si exploatarea acestor instalatii o are prof.dr.ing. Mihai Dima din cadrul Facultatii de Hidrotehnica – Iasi. Proiectul propus a fost prezentat si analizat de profesor M.Dima, care a fost de acord cu instalatia propusa.

Pentru a obtine o eficienta maxima in producerea de biogaz cu astfel de instalatii, intervine experienta practica in exploatarea acestora. Din acest motiv propunem cooptarea profesorului Dima M. pentru a asigura asistenta tehnica de specialitate in executia instalatiei. Profesorul Dima M. a proiectat, construit si urmarit in exploatare mai multe instalatii de produs biogaz, avand multa experienta in acest domeniu.

DIRECTOR, INTOCMIT,

Mihail MANCIU Grigore TESCU GT/GT/10.05.2005 F/T/caract.biogaz/2ex