Småskalig biogas för kallt klimat

[Edgar]

http://www.fao.org/ag/aga/agap/frg/Recycle/biodig/manual.htm#Back to contents
http://www.organicfarmermagazine.org/category/environment/energy/
http://www.completebiogas.com/index.html

Är några länkar, dock avser de varmare klimat. Men, om man hittar mer kryofila bakterier, så kanske det kan fungera.

För att trycka ut luften i rötkammaren (anaerob miljö) så kan man använda avgaser från bilen. De är nästan syrefria.

[torbjorn]

För att trycka ut luften i rötkammaren (anaerob miljö) så kan man använda avgaser från bilen. De är nästan syrefria.

Åtminstone avgaser från en ottomotor som går lambdareglerat eller på fet bränsleblandning. Men så snart blandningen är magrare än lambda = 1 stiger syrehalten i avgaserna.
Dieslar har alltid, och i synnerhet på tomgång, mycket syre i avgaserna.

[Skytten]

Gasen bildar tryck i tanken, så den driver upp vattnet. Trycket i jäsningen kan ju inte understiga trycket i gastanken.
Tankarna klarar utan problem ett tryck motsvarande 1200 kg/m².

Luften i tanken finns bara vid start, och drivs ut när processen börjar. Det bildas faktiskt nästan ingen metan vid starten, utan koldioxid. Man får provtända genom att fylla en ballong, för att se om det är syrefri gas. Är man väldigt försiktigt lagd är koldioxid lätt att tränga ut luft med.

Att det är luft i starten över ytan gör inget för jäsningen, som pågår under ytan.

[Skytten]

Jag har hittat en våt plats där det verkar ha legat gödsel i många år, jag tog ett prov under ytan och lade i en petflaska, och så får vi se om det jäser i 15 graders värme.
Matade med lite socker och ströbröd plus lite olja som start. Kommer det igång ska jag finfördela köksavfall.

Ska försöka hitta naturligt slam också.

[Edgar]

Principiellt resonemang utan speciell hänsyftning till projektet. En del anaeroba bakterier kan vara känsliga för syre, kanske tom dö.

Kanske det finns lämpliga bakterier ute i kärr och sumpmarker? (eller var det det du menade?)

[Skytten]

Jo speciellt metanogener, för dem är syre livsfarligt. (obliganta anaeroba). Vi kallar dem till vardags bakterier, fast de egentligen inte är det, ska man vara petig heter de arkeer, en mycket gammal livsform som fanns redan när det inte fanns syre i atmosfären. De trängdes undan av phototropher när de bildade atmosfärens syre, och flyttade då in i syrefria miljöer, sjöbottnar, underjord, kontinentalsprickor och inuti främst matsmältningsorganen på djur och människor.

Metanjäsningen kommer igång när koldioxid trängt ut syret i tanken. Dessa "bakterier" lever på nedbrytningar från andra som bryter ner cellulosa, andra kolhydrater, fett, och en hel del annat.   På något sätt kan de ta H² och Co² och bildar metan.

Man får söka dem i syrefria miljöer, sjöbottnar, men vanligast är gödsel.

[Skytten]

Första bubblorna  idag i provflaskan, förmodligen ännu inte metan. Jag väntar lite till innan jag kollar gasen.

[torpjens]

Hej!


Så om jag vill starta metanavgivande rötning är det inte bara att kasta ned diverse organiskt material i en tank, röra om, sätta på ett lock och vänta på att gasen kommer? Om jag förstår tidigare inlägg rätt måste jag tillsätta rätt arkeer också (de dyker alltså inte upp spontant som mögel gör) för att få det att funka. Är det rätt uppfattat?


Sen fanns det ju olika stammar för olika temperaturer, hur vet jag att jag hittat kalla arkeer, de som funkade vid 10 - 25 grader?


Om jag inte bryr mig om nedbrytningshastigheten speciellt mycket, är det då något problem att ha en kall rötning och köra med bara kalla arkeer?


Om jag gräver ned min tank till frostfritt djup, isolerar den och kör med de kalla arkeerna, kommer jag då ändå inte att få någon gas alls? Vad händer i så fall med det jag dumpar i tanken?


Om man likt mig bara är ute efter enklast möjliga gasproduktion utan större krav på mängd - "jag tar vad jag får" - utan mest ser gasen som ett tillskott och rötningen som ett bra sätt att ta hand om organiskt avfall, duger då den ovan beskrivna isolerade tanken tro?


Förutsatt att man inte äter antibiotika, p-piller eller andra läskiga mediciner, är det då ok att låta urin och/eller avföring gå ned i tanken? Vad händer om jag får salmonella eller annan vidrig magsjuka? Hur länge måste man låta tanken vara ifred innan det kan anses säkert att sprida det toaavfall jag släppt ned i den?


Är det bättre att separera ut urinen och sprida den för sig över odlingarna? Vilka är farorna med det?


Kan man låta toapapper gå ned i rötkammaren?


Miljömärkt tvättmedelsvatten?


Duschvatten?


Etc. etc.?


Vänligen
Jens

[Skytten]

Det finns redan bakterier i det mesta man lägger i röttanken. Vill man optimera för vissa förhållanden, som t.ex. låg temperatur bör man ju se till att man får en flora som jobbar någorlunda i den temperaturen. Det finns mikroorganismer som kan producera metan från 5-90 C. Varje  septitank eller trekammarbrunn har en blandning av såväl syrekrävande som i bottenslammet en del syreskyende bakterier.  I gödsel eller vår egen skit finns det fullt med lämpliga kandidater i temperatur omkr 37 grader. Dessa kan efter längre tid anpassas till allt lägre temperaturer. Det kan då vara lämpligt att odla dem i en mindre behållare tills man ser att man har fått en kultur som fungerar som man vill, innan man börjar köra en större tank. Slam från sjöar och kärr bör rimligen ha bra kulturer, då de ju har jäst där i kanske tusentals år.

Man har noterat att bakterier som jobbar bäst vid 37 grader, kan "vänjas" vid lägre temperaturer, och ändå klara sitt gamla optimum, medan en del kulturer från alltid kalla miljöer, ibland inte kan jobba om det blir över 15 C. 

Arkeer finns det så många sorter av och de flesta är knappast ens kända och studerade. Det vi kan säga är att det är den livsform som klarar de mest extrema miljöer, och hittar vi liv på någon plats utanför Jorden är dessa högoddsare.

Urinen bidrager med näring, näringsämnena kommer inte att försvinna i tanken, men risken för patogena bakterier minskar, så du gödslar med urinens näringsämnen vare sig du låter det gå igenom rötningen eller ej.

Vill man inte gödsla på ätbara ting, kan man cirkulera näringen i en gröda som kan rötas, och ständigt cirkulera näringen, utvinna  metanet.

[Skytten]

Nu har provflaskan, som stått i ett utrymme där temperaturen varit mellan 8 och 16 grader bubblat ett par dagar. I dag testade jag genom att hålla ett tänt stearinljus nära korken, och lossade lite på korken. Trycksänkningen ökade bubbelmängden, och jag kände värmen från den brinnande gasen. Då det var i dagsljus, såg jag knappt lågan. Testar i mörker nästa gång. Jag hade matat den med finfördelade gamla morötter för några dagar sen.

Jag kommer nu att fixa en plastdunk på 25 liter, sätta en slang  som utlopp för gas, och skala upp kulturen, i samma temperatur som nu.

[torpjens]

Coolt!

Gör en slinga på slangen och låt vatten vara i den så att det inte kan brinna baklänges. Jag misstänker att 10-20 l. metangas kan ge en rätt obehaglig smäll...

Vänligen
/Jens

[Malines här igen]

Om tillstånd för småskaliga bioagasanläggningar. www.bioenergiportalen.se/?p=1965&m=1633Cachad

[fishyerik]

Hejja Skytten!

Jag har tänkt på liknande system av och till i över 20 år, men inte "kommit till skott", delvis för att jag bor i lägenhet.

Vad jag har läst så blir även totalutbytet av gas lägre ju lägre temperatur man har, om jag mot förmodan hittar pdf-en som det var mest tydligt redovisat i inom rimlig framtid ska jag delge den. Jag har för mig att den finns länkad i tråden om rötning av "dass-produkter",  som var aktiv för några år sedan.

Förutom att utbytet per tidsenhet blir väldigt väldigt mycket större och utbytet per råvara blir större finns även andra fördelar med att använda sig av hög temperatur, det blir lägre konkurrens från andra mikroorganismer och man får en "hygienisering". Mängden rötslam blir också mindre, vilket också påvisar att total-gasutbytet är större per mängd biomassa. Rötslammet efter termofil rötning blir betydligt renare och mer hygiensk, på flera sätt bättre för gödsling, och rötnings-processen blir betydligt mer stabil/pålitlig.

Förutom temperaturen du tänkt röta i tror jag du är inne på helt rätt spår.

Svavelföreningarna som finns i den råa biogasen ska man återigen enligt vad jag läst kunna få hjälp att bryta ner av bakterier (arkéer?) om man ger dom trä att bosätta sig på i rötningstanken.

Tyvärr för oss utan stora ekonomiska resurser blir biogasframställnig väldigt mycket mer kostnadseffektivt ju större anläggning man gör det i, att elda rå biogas ger värme, vilket ur ett rpaktiskt perspektiv kan konkurrera med ved, solfångare, värmepumpar och dylikt. Att rena gasen till fordonsbränsle gör den praktiskt konkurrenskraftig med (med all rätt) hårt beskattade fossila bränslen. 

Det ska enligt vad jag läst, (förlåt om jag är tjatig med det, men jag vill påpeka att jag inte har kommit fram till det själv eller har väldigt omfattande källhänvisningar) vara möjligt att anpassa en enkel stationär ottomotor för att drivas med relativt orenad rå biogas, svavelföreningarna måste naturligtvis åtgärdas, men höga halter av CO2 ska kunna vara kvar. Spillvärmen från en sådan motor som kan driva en generator borde man både kunna värma hus/vatten med, och rötningsprocessen.

Min idé som borde lämpa sig för mindre lantbrukare med ett ekonomiutrymme över som kan isoleras lite använder man sig av minst 4 farmartankar i serie, (farmartankarna kan hittas på blocket för några hundralappar/st, går även under namnet IBC-tankar) Gasen leds mer eller mindre direkt till ett litet bensin-elverk, man borde få el, och värme till både rötningsprocessen och att värma huset/varmvattnet.


 

[fishyerik]

@torpjens:

Sjukdomar kan vara ett problem vid kall rötning ja.

Du vill inte späda ut biomassan med för mycket vatten, som i spolvattnet till exempel. Lite vatten kan man tillsätta, men det blir oerhört ineffektivt att koppla toaletten direkt till rötningskammaren, men annars kan man röta i princip allt organiskt som är giftfritt, inklusive toalettpapper till exempel.

Rötgasen är praktiskt taget syrefri, så du har ingen explosionsrisk i rötningskammaren när den puttrar på som den ska. 

[Skytten]

Till och med de allra primitivaste rötkammare har ett vattenlås för att förebygga bakflammor, även om risken är praktiskt taget 0 vid övertryck.
Ska man spara gasen, är det inte fel att rena. De system som man använder idag är komplicerade och dyra, då de arbetar under tryck.
Ofta är det vatten som man bubblar gasen igenom under tryck, och när sedan trycket sänks frigörs koldioxid till luften. Annat än vatten brukas också, men högt tryck ska till.

Jag kommer att  prova andra metoder, använda något som under atmosfäriskt tryck löser mycket koldioxid vid normal temperatur, och kan regenereas vid liten temperaturhöjning, och  varken är  giftigt eller dyrt.

Det pågår en hel del forskning, och gamla sanningar omprövas. Detta gäller skalan på anläggningen, temperaturen mm.
Att lägga energi på att värma en liten anläggning, kan kosta betydligt mer än att köra vid låg temperatur, förutom solvärme.
Att späda ut  i röttanken , och finfördela kan vara fördelaktigt, när biogasproduktionen visserligen är viktig, men reningen av det som rötas (hushållsavfall, avloppsvatten) är en lika viktig del. Thermofila jäsningar är helt enkelt inte ekonomiskt fördelaktigt utan i mycket stor skala. Mesofila kräver en anläggning på ca 100 kors gödsel, för att vara ekonomisk att köra mesofil hela året i vårt land.
 
En mindre anläggning  (så liten att den knappast förekommer i Sverige) kräver annat upplägg.  Mycket mer matavfall, mer finfördelat, lång genomloppstid, för att förstöra patogener. Slutsteget i systemet är mer eller mindre förvaring tills det är tid att sprida det som gödsel.

Ett relativt nytt koncept är att separera de olika stegen då de första nedbrytningarna är ganska lätta att hålla igång, medan just metanogesen är ett känsligare kapitel. Det blir lätt fel ph för dessa arkeer då de första nedbrytarna producerar i för snabb takt. Alltså seriekopplad tank, med den huvudsakliga metanjäsningen i den andra tanken, och ph-koll.

Svavelväte går att ta bort med biologiska metoder, men dessa kräver syre och måste bearbetas i separat tank, syrehalten måste hållas under antändningspunkten.
Det är knappas ett enkelt system för en liten anläggning. En 200 liters skrubber med järnoxid renar effektivt tusentals kubikmeter gas från svavelväte.

Metan kan inte lätt lagras mycket kompakt, det vill helt enkelt inte bli flytande utan extraordinära metoder.   Man kan lagra i gastub vid 8 atm tryck, och i så fall måste det ju renas.

Anläggningar för stora djurgårdar finns det teknik att köpa, och förmodligen får vi se fler sådana.

Jag skulle vilja få fram ett betydligt mindre system 6-20 m³, som förutom fixa gasen, ska fungera som enskilt avlopp, och uppfylla dagen krav. Systemet bör då fånga upp bad och tvättvatten, använda detta vatten i toaspolning, före det går till rötkammaren. Med redan skitigt vatten, kan toaspolning motiveras, om det sedan går till rötning.

[Skytten]

Gasen kommer stadigt ur petflaskan. Idag brann det ur flaskan en bra stund, plasten smälte.

Jäsningen har aldrig varit i temperatur över 18 grader, och den har varierat under dygnet flera grader.

Dags  för att skala upp till 25 liter, ska fixa grejor idag.
Jag kommer också att börja fundera på solfångaren, som jag ämnar  prova för att kunna hålla en större tank varm.
Det blir  förmodligen ett radiatorelement för adsorptionen, bygger in den i ett fönster, som isoleras på baksidan.

[Blåsippan]

Intressant tråd!  Det här vill jag fortsätta att läsa om!  Och eventuellt göra.  Fast där jag bor är myndigheterna "bäst i klassen", så det blir nog att kolla alla tillståndskrav en vända extra ...

[Skytten]

Jag har nu flyttat över till en 25-litersdunk. Jag satte ett rör i hålet, som går under vattenytan, så jag kan mata dunken utan att gasen kommer ut.
Dunken har även ett utlopp för gas, som kan stängas. Ska när det kommer igång  sätta en ballong för att fånga upp gas.

[fishyerik]

Tack för att du testar!

Du skulle inte kunna tänka dig att försöka isolera dunken, värma upp den, och sen stänga av värmaren när det börjat komma mycket gas och se om temperaturen faller snabbt eller långsamt för att försöka se om processen i sig självt kan ge ett nämnvärt värmetillskott i så liten skala med måttlig  isolering?

[Skytten]

Anaeroba jäsningsprocesser, ger inte ifrån sig mycket värme. Att jag skulle få en temperaturhöjning med att isolera en 25-liters dunk är inte att räkna med. En isolering skulle givetvis fördröja nedkylning, men att jäsningen skulle bidra med något att räkna med är inte möjligt. I en  anläggning utomhus på några kubik, kommer isoleringen att ha större betydelse, svalna långsammare, men även svara långsammare på en daglig temperaturvariation, det är därför jag har en solslinga i åtanke, för att just värma när det finns chans att göra detta utan att behöva ta nästan all gas för ändamålet. Här kan man på sätt och vis säga att jag använder solenergi för att få mer gas. Temperaturen kommer givetvis att vara svår att hålla konstant.

I dunken testar jag jäsning vid lägre temperatur, vilket skulle vid acceptabelt utbyte, göra det möjligt att producera året runt, i en liten anläggning.
Det verkar som om temperaturen inte får variera mycket, ju högre den är, en termophil reaktor försöker man hålla en grads tolerans, och i större mesophila är en jämn temperaturn (helst då optimal) för att inte få reaktorn att stanna av.

Det har inte lagts ner så mycket försök med stammar som kan jobba i lägre temperaturintervall, men det verkar som de klarar svängningar mycket bättre.

Ska man använda ett hushålls avfall, kan reaktorn aldrig bli stor, och den förväntade gasmängden kan räcka till att hålla en gasspis, varmvatten eller köra en mindre motor ett par timmar om dan. Det är ganska säkert att det kommer att kosta mer att försöka hålla den på 37 grader året runt, än att jäsa vid lägre temperatur.

Det är bland annat detta som nuvarande tester är till för, att se om det går att få fram ett konsortium av mikroorganismer som fungerar i lägre och fluktuerande temperatur. Inte ens en solfångare kan garantera jämn hög temperatur året om.

Mesofila "småskalig" biogasproduktion i Sverige är hittills  anläggningar där man har investerat flera millioner, och är då större djurhållare, som kan tänkas driva en sådan. Deras enda mål är inte bara gas, utan att få en bra hantering av ett problem(att kor skiter).  Medan det finns hundratusentals om inte millioner små anläggningar i sydligare länder, en del av dem har pga hög höjd, liknande problem som vi i norr.

Hushållsavfall, dvs matrester, innehåller mycket mer kol än dynga, som ju redan blivit av med en del av sitt kol, 2 kg rikt  avfall från ett hushåll är mer än flera spannar koskit.