Småskalig biogas för kallt klimat

[Skytten]

Råvara till biogas finns det överallt. En av svårigheterna med småskalig biogas i vårt land är att vi har kalla vintrar.
Det finns bakterier som producerar gas i tropikerna med högre värme benämnda thermophiler, som jobbar över 45 grader,
och ger bra utbyte på en liten anläggning, som kan matas med gödsel från några grisar och hushållsavfall plus att man bygger dasset så att skiten hamnar i reaktorn.

I Sverige har man vanligen en mesophil kultur, som jobbar i området 15-45 grader. Detta gör att en liten bioreaktor blir dyr i drift och byggnad, eller om den görs enkelt, inte fungerar på vintern.

Man har under senare år påträffat bakterier psychrophila, som kan arbeta ner till några minusgrader.
De finns i botten på kalla fjällsjöar, och producerar metan.
En reaktor på 1000 liter hos University of Alaska, Fairbanks, visar att den under deras vintrar klarar av att producera gas om 3 kubikmeter/dag (motsvarar 3 liter olja) eller 25% av vad den skulle göra medmesophila bakterier.

Jag funderar om man inte skulle kunna bygga en reaktor ganska billigt, och man hade en blandad stam bakterier, som skulle fungera från 0 till 25 grader ganska hyfsat, och man skulle kunna hjälpa reaktorn på traven med solenergi.

Idén är att använda sig av 1000-liters farmartankar. En som isoleras och förses med samma inmatningsanorningar som man har i små anläggningar i tredje världen. Den skulle då också kunna förses med en slinga under isoleringen, där solvärme hjälper till.
En enkel solvärmeanläggning där solfångarna är lägre, och självcirkulation kan åstadkommas.
Gasen ledes till en annan farmartank som är fylld med vatten, nästan upp till inloppsröret, som sitter högt.
Med tusen liter vatten och en hyfsad yta, skulle ganska mycket av koldioxiden lösa sig i vattnet.

Gastanken skulle ha ett vattenutlopp nära bottnen, och kopplas till en tredje tank, som är öppen, ovanför gastanken.
Meningen är att gasen ska trycka upp vatten i den översta tanken, och där skulle en del av den lösta koldioxiden försvinna. Vatten rinner tillbaka när man tar ut gasen.

Skulle ju inte gå på allför mycket pengar att bygga. Antag att man fick 10000 kubik gas/år, detta är i olja/bensin/propan ett värde på över 10000:-/år.

Returen på solfångaren skulle kunna  ge en del värme till den vattentanken, för frostfrihet och öka koldioxidutdrivningen.
Möjligen lite kalciumhydroxid i vattnet som binder koldioxid.

[MagicHands]

Spännande!
Jag har funderat på en rötkammare i celler istället.
att använda sig av ett flertal tunnor i oljefatsstorleken och koppla dem som en spindel. Använda ett vattenlås vid varje  och sätta en tryckmätare på så att man kan hålla ventilen stängd tills ett tryck har byggts upp och man kan börja ta ut gas.
Blandningen av bakterier låter väldigt intressant. Men i en issolerad miljö, kan det kanske gå att ha en högre temperatur och använda något som trivs i 35-40 gradigt?

Har läst någonstans att du får ungefär 20-30% bättre resultat om du har en sakta omrörning av biomaterialet. Snabb omrörning störde rötprocessen, men en långsam omrörning ökade den.

[kurt]

Forskaren Anna Schnürer har lagt ut en beskrivning om hur man bygger en biogasreaktor:

http://www.bioresurs.uu.se/skolprojektlinne/pdf/Biogasreaktor_miniformat.pd

[MagicHands]

Har du någon annan platts som man kan komma åt denna ritning?
Jag får en 404 på den nämligen..

[Ylven]

Det fattades bara ett "f" sist i adressen: http://www.google.se/url?sa=t&rct=j&q=anna%20schn%C3%BCrer&source=web&cd=1&ved=0CCUQFjAA&url=http%3A%2F%2Fwww.bioresurs.uu.se%2Fskolprojektlinne%2Fpdf%2FBiogasreaktor_miniformat.pdf&ei=Z3RKT--2N8_Jswb416CVBQ&usg=AFQjCNHZTXXGD6_U9BICuDJY3IfxaTMPDw&cad=rja

PS, urk, den där länken såg inte rolig ut, men den fungerar!

[Skytten]

Det fattades bara ett "f" sist i adressen: http://www.google.se/url?sa=t&rct=j&q=anna%20schn%C3%BCrer&source=web&cd=1&ved=0CCUQFjAA&url=http%3A%2F%2Fwww.bioresurs.uu.se%2Fskolprojektlinne%2Fpdf%2FBiogasreaktor_miniformat.pdf&ei=Z3RKT--2N8_Jswb416CVBQ&usg=AFQjCNHZTXXGD6_U9BICuDJY3IfxaTMPDw&cad=rja

PS, urk, den där länken såg inte rolig ut, men den fungerar!

Sådana leksaks har jag gjort flera gånger, bli liksom bara ett experiment, inte mycket gas. Men ett sådant litet experiment, kan ju inspirera.

[Skytten]

Jag undrar om en anläggning med t.ex. tre seriekopplade tusenliterstankar för rötning skulle räknas som byggnad, eller det skulle krävas speciella tillstånd.
En seriekopplad med tre tankar skulle röta ut fullständig, och kunna be 10-20 kubik/dygn. Borde kunna räcka till att värma ett hus.

Alla idéer man får är ju som vanligt redan påkomna, jag har hittat i stort sätt en likadan på nätet.
Dock tappat bort den, men förhoppningsvis tillfälligt.

Hittat länken: http://theurbanfarmingguys.com/

[take]

Har du en lantbruksfastighet spelar det väl ingen roll om det räknas som byggnad?

Däremot kan jag tänka mig att det klassas som miljöfarlig verksamhet även om restprodukten är önskvärt och kan kräva tillstånd av lokala miljönämnden, det brukar dock inte vara så svårt. Sedan så behöver man nog ett samtal med räddningschefen och få ett tillstånd för brandfarliga varor, för det är det definitivt.

[torpjens]

Hej!


Idén med en tank med vatten som fylls och töms för att hålla trycket är ju lysande!


Jag är själv inne på funderingar om metan- eller biogasframställning. Jag undrar varför du skriver om att få ut koldioxiden ur gasen från rötkammaren? Jag tänker mig att gasen ska användas som spisbränsle, eldas i en gasspis, och om enkelt möjligt skulle jag vilja driva en stationär generator med gasen. Generatorn skulle i så fall drivas av en liten fyrtaktsmotor eller en Strirlingmotor och restvärmet användas för uppvärmning.


Ett par saker jag varit väldigt undrande över är just lagringen av gasen, tryckkärl är inte roliga att hålla på med och sen ska man ju ha någon typ av kompressor som trycker in gasen i tanken också. Idén med två tankar är smart för man kan få hyfsad volym med lågt tryck. Blir det övertryck i rötkammaren, kan man alltså låta rötningsprocessen trycka in gasen i gastanken tro?


En annan fundering är hur det skulle fungera om man gräver ner sin rötkammare till frostfritt djup och låter den stå på isolering samt ha isolering mellan rötkammaren och omgivande mark och ovanpå rötkammaren. Avger inte rötningen värme så att den isolerade tanken skulle hålla lämplig temperatur automatiskt?


Vänligen
Jens

[Skytten]

Hej!


Idén med en tank med vatten som fylls och töms för att hålla trycket är ju lysande!


Jag är själv inne på funderingar om metan- eller biogasframställning. Jag undrar varför du skriver om att få ut koldioxiden ur gasen från rötkammaren? Jag tänker mig att gasen ska användas som spisbränsle, eldas i en gasspis, och om enkelt möjligt skulle jag vilja driva en stationär generator med gasen. Generatorn skulle i så fall drivas av en liten fyrtaktsmotor eller en Strirlingmotor och restvärmet användas för uppvärmning.


Ett par saker jag varit väldigt undrande över är just lagringen av gasen, tryckkärl är inte roliga att hålla på med och sen ska man ju ha någon typ av kompressor som trycker in gasen i tanken också. Idén med två tankar är smart för man kan få hyfsad volym med lågt tryck. Blir det övertryck i rötkammaren, kan man alltså låta rötningsprocessen trycka in gasen i gastanken tro?


En annan fundering är hur det skulle fungera om man gräver ner sin rötkammare till frostfritt djup och låter den stå på isolering samt ha isolering mellan rötkammaren och omgivande mark och ovanpå rötkammaren. Avger inte rötningen värme så att den isolerade tanken skulle hålla lämplig temperatur automatiskt?


Vänligen
Jens

Visst hjälper det att isolera, och gräva ner är isolering. Nackdelen är hur man ska kolla upp så allt är ok, gräver man ner ska man kanske överväga en annan tanktyp.
Svårare att serva och tömma kan det bli vid nedgrävning. Man skulle kunna röta i en källare, och ändå ha gasen ute. Det vatten som fixar trycket i gasen kan frysskyddas. Rening till full fordonskvalite är inte lätt på en liten anläggning, men den del som lätt kan tas bort gör bränslet bättre, och svavelföreningar är definitivt inte bra för en motor. Man kan skrubba hyfsat med enkla billiga metoder.

En ide är ju att få  gasanläggningen att bli avloppsbehandling samtidigt, vilket i så fall gör det ännu mer fördelaktigt.

[torpjens]

Hej!

Här är ett inlägg från en blogg av en kina-resenär. Där finns en skiss på en enkel anläggning. Den  verkar väldigt enkel, jag tror det är den vägen man ska gå för de syften jag talar om. Visserligen inte högeffektiv eller så men ack så enkel. Kolla skissen, i Sverige skulle man kunna göra samma sak men isolera tanken - skribenten beskriver hur det blir värme över från själva rötningen så kan kan tänkas (?!!) att processen skulle fungera även  i Sverige på vintern.


Nån som vet var jag kan få tag i en begagnad kraftig plasttank på 1-5 kubikmeter till lågt pris?


Vänligen
Jens


En annan länk i samma ämne, också om enkel biogas i kina: http://www.i-sis.org.uk/BiogasChina.php
Finns massor av info på YouTube också: 

Biogas Digester for the Home

från denna sida finns massa andra intressanta länkar.
Bra sida med info om stirlingmotorer bland mycket annat:  http://www.energy.ca.gov/distgen/equipment/stirling_engines/vendors.html
Enkel förklaring av enkel biogasanläggning:  http://www.tutorvista.com/content/science/science-ii/sources-energy/question-answers-7.php#question-78

[Skytten]

Ovanstående är en typisk reaktor i Kina, i Indien har man oftast flytande tak som en gasklocka.
Beträffande tank, om du vill ha den under jord, skulle en septitank nog fungera, sådan finns säkert beg på Blocket eller andra ställen.

Seriekopplade farmartankar, skulle i tre fyra eller fler i rad kunna reducera avlopp väldigt bra, och fin hygienisk flytgödsel komma ut i andra ändan.
har man möjlighet att hålla den första varm med spillvärme, skulle termophila kulturer kunna verka där, och i nästa mesophila, vilket skulle öka utbytet av gas, och
reducera det inmatade väsentligt.

Mängden avfall som står till buds, avgör storleken.

Jag tänker mig en rörkoppling från  nära toppen till tanken och röret går mot botten i tanken efter. Då skulle reaktorn växa automatiskt efter hur mycket man har att stoppa i. I slute skulle man ta ut resterna i flytande form. Ett  omröringsaggrigat om det alls behövs skulle då endast finnas i den första.  För att finfördela kunde man tänka sig en avfallskvarn i första tankens  ena inlopp. Jag tror att man måste mata med i alla fall 5% kodynga för att hålla processen bra igång.

Trycket i tankarna kommer att kunna trycka upp vattnet i tanken ovanför, men en backventil bör finnas för ökad säkerhet. Kompressorer kommer inte att behövas.
Blir anläggningen beroende av mycket insats för att fungera, blir inte anläggningen tillräckligt bärkraftig. Det övergripande kan vara att få en del energi, samtidigt som man löser avfalls och avloppsproblem, får ingen anledning att använda konstgödsel.

[Skytten]

Vätesulfid och andra svavelföreningar förekommer i rå biogas i liten mängd, och är inte vanligtvis ett problem, när man endast bränner gasen, men väl om man kör en motor, man kan enkelt rena bort detta med ett filter, som består av helst en glasflaska, typ  damejean eller mindre. man fyller med stålull eller stålavfall från metallarbete. När stålet är förbrukat,bytes det ut, men kan sedan regenereras i  luft. Detta tar längre tid än det blir oandvändbart, så en tre fyra satser järnspån eller stålull behövs.

En bild från http://permaculturewest.org.au:

[Kånken]

En fundering.
Jag har fått lära mig att så länge som en dyngstack "brinner" så kan den inte frysa.
Den ska vad jag har hört ha en temp på upp mot 60 grader.
Jag antar att det är förmultningsprocessen som avger värme, i så fall borde det räck med att isolera tanken eller har jag fel.
Annars kan man väl bara lägga en tank i stacken så har man värme?
Är jag ute och cyklar.

[Skytten]

Många har erfarenhet av att mycket värme produceras i komposter, gödselstackar, för att inte tala om hur varmt nyklippt gräs kan bli på kort tid.
Tyvärr så är det oxiderande processer som framkallar temperaturen, och detta innebär att man inte kan få en bioreakter som producerar gas att nå sådan intensiv värmeutveckling.

Visst hjälper det att isolera, men det går inte att isolera så en mesophil kultur hålles stabil och ostörd. 

Jag ska försöka få en kultur att jobba hyfsat runt 15-20 grader.
Detta innebär lägre fart på processen, men nödvändigtvis inte sämre totalutbyte. Vid försök har det tagit ett par år att selektera fram stammar som kan jobba i det lägre tempereturintervallet. Anledningen till att mesophila kulturer startar snabbt, tror jag helt beror på att däggdjurens och fåglarnas kroppstemperatur ligger ungefär där dessa kulturer är aktivast. De har helt enkelt acklimatiserat sig till den temperaturen, och då gödsel används som substrat, finns redan dessa där.

Många experiment har varit ganska kortvariga, där man då haft lägre temperatur, man har avslutat då resultatet inte varit det bästa och anpassningen/selektionen har inte fått uppkomma.

Man skulle kunna okulera med gödsel, som legat fruset eller kallt en tid, och även oklulera med slam från kärr och sjöar, där "gastabloss" förekommer.

[Skytten]

Biogas produceras av metanogener, som inte själv kan bryta ner substratet. Det är en hel del olika bakterier, som i olika steg sköter arbetet. Dessa konkurrerar också, stabiliteten är svår att bibehålla. Jag funderar på om man inte skulle kunna optimera/stabilisera kulturen, genom att minska konkurrensen dem emellan.
Seriekopplad tank, tänker jag att de bakterier som gör de första nedbrytningsstegen, skulle dominera den första tanken, och metanogenerna i den andra. Jag tänker mig att de själva hittar sina nischer, och man kan optimera sådant som ph. En del väte skulle produceras i den första tanken där lite metan produceras, och i den andra tanken mest metan och koldioxid.
Möjligen skulle man dessutom få gas med mer väte och mindre koldioxid på detta sätt.

Någon gång i april sätter jag igång ett försök, vill vänta till långvarig frost inte blir ett problem, och fixa under sommaren beredskap för nästa vinter.

[MagicHands]

Hur många kubik räknar du med att du behöver för att värma din bostad?
eller är tanken att driva en motor?

Om man nu ska ge sig på att spara gas i tryckbehållare.. finns ju bränsletankar till gasbilar. De borde ju vara ganska bra att lagra i. Kostar visserligen en del, men man kunde eventuellt ha cykliskt system där man producerar under sommaren för att använda under vintern. Eller finns det billigare tuber som håller måttet?

[Skytten]

Jag kommer att prova, mest för att kanske kunna lösa avloppsrening, och få gas. Vet ännu inte hur mycket gas jag kan få ut, eller om det är möjligt att framställa tillräckligt för att värma huset. Jag vet inte heller om jag får lov att göra det, eller om tillståndsbyrokratin med höga avgifter kan stoppa projektet. Känner till fall där tillstånden kostade en halv million.

En mindre provtanläggning, kan jag utan vidare bygga.

Kan man få ett hyfsat gasutbud, på en liten och billig anläggning, där temperaturen är låg, blir driften enkel. Behöver jag mer insatsvaror, så finns det mycket material häromkring, som är ett kvittblivningsproblem, och troligen får man tom betalt för att ta det.

Uppvärmning av en liten anläggning, ökar produktionen, men det blir kanske inget extra netto, ökningen kan gå till att hålla igång tanken.
Jag tror nog att jag knappast kan lagra under högtryck, går ej att få ekonomi på. Relativt stora gårdsanläggningar lagrar  med lågtryck i stora korv- ballonger, eller ett tak av gummi över reaktorn.

Har ännu inte sett om det finns något lätt sätt att oxidera metan till metanol, ett annars bra sätt att lagra, och  koncentrera energin.

[sydtobak]

Hittat ytterligare länk som kan vara av intresse http://www.ashden.org/biogas
När det gäller lagring av gas såg jag ett TV program för en herrans massa år sedan.
Det var en fransman som producerade sin egen biogas för att driva sin bil med.
Han fyllde traktorslangar med gas och surrade dem sedan på taket till sin gamla Renault och kopplade in en slang till motorn.
Kanske inget som bilprovningen hade varit helt nöjd med, men funkade för honom.

[Skytten]

Traktorslangar är vanligt i t.ex. Indien. På små ovanjordanläggningar av oljefat, men det används där till matlagning och lyse. Har sett en informationsfilm om biogas från Indien, där den stolte ägaren till anläggningen läste i lampans sken på dasset, samtidigt som han  levererade till reaktorn som var kopplat till  biogasanläggningen.

Rå biogas är inte lämpligt för en bilmotor.