Index Περιεχομενα Introduction Εισαγωγη What is biogas? Chemical and physical information: process. Biochemical process: digestion. Parameters applications Biogas Digestate Parameters Steps Structure The Eco-Home Our real system Τι Ειναι Βιοαεριο; Χημικες Και Φυσικες Πληροφοριες :Διαδικασια Βιοχημικη Διαδικασια: Χωνευση Παραμετροι Αιτησεις Βιοαεριο Κομποστ Παραμετροι Βηματα Δομη Το Οικολογικο Σπιτι Το Πραγματικο Συστημα Bibliography Βιβλιογραφια
Introduction We already know that we are in front of a global energy problem, because the world population is growing in a very fast rhythm making the energy needs increase greatly. Unfortunately, the major part of the energy consumed is obtained from fossil fuels (oil, coal and natural gas), which are all non-renewable energy resources. Only a small part of the global energy production is from renewable and clear sources. The amount of yearly power consumption of humans equals the quantity of energy nature is able to produce in one million years. This number shows us that the exhaustion of energy reserves is undisputably real.to estimate the end of natural resources is difficult, but even the most optimistic forecasts give a period of less than 100 years until the total depletion of oil reserves occurs. Furthermore, the excessive consumption of these resources during the last years has caused serious environmental problems such as global warming, acid rain, overall pollution due to burning fossil fuels and also economic and social conflicts. Therefore, the development of renewable energies is not only may to be considered as a priority, but also a necessity for supplying energy to the population. Biogas- as a renewable energy source is inexhaustible, since it come directly from solar energy, its environmental impact is small and it can also be produced locally. In this context, biogas will play a vital role in the future power production because it can be produced in each home with the use of organic sewage. In December 2015, Six young people from different parts of Greece, have met for six days in Lefkas, to implement the 2nd youth initiative, which taking part of the overall project Creating a space for the education of youngsters in sustainable development and sustainable entrepreneurship, within the framework of the youth in Action program, and the support of Youth and Lifelong Learning Foundation. During this initiative, young people have created a biogas system. They connected the biogas system with the ecological house and they tested its system. In this magazine, the youngsters involved exposes their lived experience, the usefulness of their initiative and skills that they developed. We hope that this magazine can be a useful guide and will encourage those who read it to learn more about the topic, maybe also build a small digester or simply, to think about another energy model and a environment friendly lifestyle as possible, real-life alternatives to the present. Εισαγωγη Ολοι γνωρίζουμε ότι βρισκόμαστε αντιμέτωποι με ένα διεθνές ενεργειακό πρόβλημα, τη στιγμή που ο πληθυσμός της γης αυξάνεται με ταχύς ρυθμούς, αυξάνοντας παράλληλα τις ενεργειακές ανάγκες. Δυστυχώς, το μεγαλύτερο μέρος της καταναλωθείσας ενέργειας, λαμβάνεται από ορυκτά καύσιμα (πετρέλαιο, άνθρακας και φυσικό αέριο)τα οποία δεν αποτελούν ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Το ποσοστό της ετήσιας κατανάλωσης ενέργειας του πλανήτη, ισοδυναμεί με την ποσότητα ενέργειας που δύναται να παράγει η φύση σε ένα εκατομμύριο χρόνια. Ο αριθμός αυτός φανερώνει,ότι η εξάντληση των ενεργειακών αποθεμάτων είναι αδιαμφισβήτητα αληθινή. Είναι δύσκολο να εκτιμήσουμε το τέλος των ενεργειακών αποθεμάτων, αλλά ακόμα και οι πιο αισιόδοξες προβλέψεις, δίνουν ένα χρονικό περιθώριο 100 ετών, μέχρι την ολική εξάντληση τους. Επιπλέον, η υπέρμετρη χρήση των προαναφερθέντων πόρων,τα τελευταία χρόνια, έχει προκαλέσει σοβαρότατα περιβαλλοντικά προβλήματα, όπως υπερθέρμανση του πλανήτη, όξινη βροχή, μόλυνση εξαιτίας της καυσης ορυκτών καυσίμων, καθώς και οικονομικές και κοινωνικές αναταραχές. Για τους παραπάνω λόγους, η ανάπτυξη των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, δεν είναι απλά πρωτεραιότητα αλλά και αναγκαιότητα για την παροχή ενέργειας στον πληθυσμό. Το βιοαέριο, σαν ανανεώσιμη πηγή ενέργειας είναι ανεξέντλητη, επειδή προέρχεται από την ηλιακή ενέργεια, το ενεργειακό αποτύπωμα είναι ελάχιστο και μπορεί να παραχθεί σε τοπικό επίπεδο. Σε αυτό το πλαίσιο το βιοαέριο, θα διαδραματήσει ένα ζωτικό ρόλο στην μελλοντική παραγωγή ενέργειας, επειδή μπορεί να παραχθεί σε κάθε σπίτι με την χρήση οργανικών απορριμμάτων. Έξι νέοι από διάφορα μέρη της Ελλάδας, συναντήθηκαν για έξι ημέρες στη Λευκάδα, το Δεκέμβριο του 2015, για να εφαρμόσουν της δεύτερης πρωτοβουλίας νέων, η οποία αποτελεί μέρος του ευρύτερου πρότζεκτ «Δημιουργία χώρου για την εκπαίδευση των νέων στην ανάπτυξη και στη βιώσιμη επιχειρηματικότητα», στο πλαίσιο του προγράμματος Νεολαία εν Δράσει, με την υποστήριξη του«ιδρύματος Νεολαίας και Δια Βίου Μάθησης». Κατά τη διάρκεια αυτής της πρωτοβουλίας, οι νέοι δημιούργησαν ένα σύστημα παραγωγής βιοαερίου. Συνέδεσαν το σύστημα παραγωγής βιοαερίου με το οικολογική σπίτι και έλεγξαν τη λειτουργία του. Σε αυτό το περιοδικό, οι νέοι φορείς αυτής της πρωτοβουλίας εκθέτουν την εμπειρία που έζησαν, τη χρησιμότητα της πρωτοβουλίας τους και τις δεξιοτήτων που ανέπτυξαν. Ελπίζουμε αυτό το περιοδικό να αποτελέσει έναν χρήσιμο οδηγό και να ενθαρρύνει όσους το διαβάσουν να μάθουν περισσότερα για το αντικέιμενο, ακόμα και να κατασκευάσουν οι ίδιοι έναν μικρό συγχωνευτή, ή απλά να σκεφτούν ένα νέο ενεργειακό μοντέλο και ένα τρόπο ζωής πιο φιλικό προς το περιβάλλον.
WHAT IS BIOGAS? ΤΙ ΕΙΝΑΙ ΤΟ ΒΙΟΑΕΡΙΟ The biogas is a mix of gases, being the main component methane (CH4), which makes up about 50% to 75% of its volume. The second gas is CO2 which makes up about 20-40%. Other molecules present in small proportion, are: H2O (water as a vapor). Hydrogen (H2) Nitrogen (N2) Ammonia (NH3) Hydrogen sulfide (H2S) Actually, the energy within the vegetable organic matter originally came from sunlight, which is transformed into biochemical energy through photosynthesis. Therefore, the use of biogas is an indirect use of solar energy. Literally, biogas means gas produced by life and in the following pages we will discover why this is so. illustration1: Methane molecule εικόνα 1: Μόριο μεθανίου Το βιοαέριο είναι ένα μίγμα αερίων, με κύριο συστατικό το μεθάνιο,το οποίο καταλαμβάνει 50-70% του όγκου του βιοαερίου. Το δεύτερο αέριο είναι το διοξείδιο του άνθρακα, το οποίο καταλαμβάνει 20-40% του όγκου του. Αλλα αέρια σε μικρότερα ποσοστά είναι: νερό (σαν νερό ατμός) (σαν ατμός) H2O H2O υδρογόνο υδρογόνο (H2) (H2) άζωτο άζωτο (N2) (N2) αμμωνία αμμωνία (NH3) (NH3) υδρόθειο υδρόθειο (H2S) (H2S) Στην πραγματικότητα, η ενέργεια εντός της φυτικής οργανικής ύλης αρχικά προήλθε από το ηλιακό φως, το οποίο μετατρέπεται σε βιοχημική ενέργεια μέσω της φωτοσύνθεσης. Ως εκ τούτου, η χρήση του βιοαερίου είναι μια έμμεση χρήση της ηλιακής ενέργειας. Κυριολεκτικά, το βιοαέριο είναι το αέριο που παράγεται από την ζωή και στη συνέχεια θα ανακαλύψουμε το γιατί. CHEMICAL AND PHYSICAL INFORMATION: PROCESS How can you produce biogas? To produce biogas we need an organic matter susceptible of energetic utilization or microorganism degradation as a basis; this is called biomass. This definition encompasses a large number of biodegradable substrates such as: Animal waste: manure, urine, slurry, etc. Vegetable waste (agriculture-, forest- and garden residues): crops, plant materials, leaves etc. Human waste: sewage, rest of food, wastewater sludge, organic residues, etc. Dedicated energy crops (e.g. maize). ΧΗΜΙΚΕΣ ΚΑΙ ΦΥΣΙΚΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΕΣ : ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ Πώς μπορούμε να παράγουμε βιοαέριο; Για την παραγωγή βιοαερίου, χρειαζόμαστε μια οργανική ύλη, ικανή για ενεργειακή αξιοποίηση ή υποβαθμισμένους μικροοργανισμούς ως βάση. Αυτό ονομάζεται βιομάζα. Αυτός ο ορισμός περικλείει έναν μεγάλο αριθμό, βιοδιασπώμενων υποστρωμάτων, όπως: ζωικά απόβλητα, κοπριά, ούρα, ιλύς φυτικά απόβλητα(αγροτικά, δασικά και κηπευτικά υπολείμματα (καλλιέργειες, φυτά,φύλλα κλπ) ανθρώπινα απόβλητα, λύματα, περισσεύματα φαγητού, ιλύος λυμάτων, οργανικά υπολείμματα κλπ. ενεργειακές καλλιέργειες( πχ. αραβόσιτος)
BIOCHEMICAL PROCESS: DIGESTION The process of the anaerobic breakdown of the biomass is a digestion, and essentially is the same process as the one that occurs in our digestive tract. Therefore, it is the decomposition of organic matter in a wet and anoxic (without the presence of oxygen) environment, through bacteriological activity. The main products of this process are the biogas and the digestate (which is a discomposed substrate used as fertilizer). This kind of process is also called fermentation, divided into four phases: ΒΙΟΧΗΜΙΚΗ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ: ΣΥΓΧΩΝΕΥΣΗ Συγχώνευση καλείται η διαδικασία της αναερόβιας διάσπασης της βιομάζας, η οποία είναι η ίδια διαδικασία που συντελείτε στο ανθρώπινο έντερο. Ως εκ τούτου, είναι η αποσύνθεση της οργανικής ύλης σε υγρό και ανοξικό περιβάλλον (χωρίς την παρουσία οξυγόνου), μέσω βακτηριολογικής δραστηριότητας. Τα κύρια προϊόντα αυτής της διεργασίας είναι το βιοαέριο και το κομπόστ (το οποίο είναι ένα αποσυντηθεμένο υπόστρωμα που χρησιμοποιείται ως λίπασμα). Αυτή η διαδικασία ονομάζεται και ζύμωση και έχει τέσσερα στάδια: Hydrolysis: the organic matter or complex molecules (proteins, carbohydrates and lipids) are broken into smaller units because of the action of the enzymes secreted by microorganisms. Acidogenesis: acidogenic bacteria converts the products of hydrolysis into methanogenic substrates (acetate, carbon dioxide, hydrogen, and alcohols). Acetogenesis: the products resulting from fermentation require an additional transformation before being able to produce methane. It is here that intervene the acetogenins reducing bacteria and the sulfato-reducing bacteria, producing hydrogen sulphide (H2S) Methanogenesis: in this last step, single celled microorganisms called methanogenic bacteria, transform the acetate, hydrogen and carbon dioxide into biogas. Υδρόλυση: η οργανική μάζα ή τα σύνθετα μόρια (πρωτείνες, υδετάνθρακες και λιπίδια) διασπώνται σε μικρότερες μονάδες λόγω της δράσης των ενζύμων που εκκρίνονται από μικροοργανισμούς. Οξεογένεσης: οξεογόνα βακτήρια μετατρέπουν το προιόν της υδρόλυσης σε μεθανογενή υποστρώματα (οξικό άλας, διοξείδιο του άνθρακα, υδρογόνο και αλκοόλες) Οξικογένεση: τα αποτελέσματα των προιόντων της ζύμωσης απαιτούν μια επιπλέον μεταποίηση, προτού αρχίσουν να παράγουν μεθάνιο.είναι εδώ που παρεμβαίνουν τα οξικογενή, μειώνοντας το ποσοστό των βακτηριδίων και των βακτηριδίων που μειώνουν τα ποσοστά θείου, παράγοντας υδρόθειο (H2S) Μεθανογένεση: σε αυτό το τελευταίο στάδιο, απλοί μικροοργανισμοί, που ονομάζονται μεθανογενή βακτήρια, μετατρέπουν το οξικό άλας, το υδρογόνο και το δειοξέιδιο του άνθρακα σε βιοαέριο.
There are a a great number of parameters/conditions that have to be considered in order to produce biogas: Temperature: the anaerobic process can take place at different temperatures, that we can divided in three ranges, depending of the bacteria that can work in each case: Psychophilic (below 25 ºC) Mesophilic (25-45 ºC) Thermophilic (45-70 ºC) With higher temperature the biogas production is increasing. Some modern biogas plants operate at thermophilic range, but in our case we work at environmental temperature, without external demands of energy. Also de mesophilic bacteria are less sensitive to the temperature fluctuations. ph: the ph value is the measure of acidity/alkalinity of a solution. The methane formation takes place in narrow interval, from 5.5 to 8.5. Υπάρχει ένας μεγάλος αριθμός παραμέτρων/ συνθηκών τις οποίες πρέπει να λάβουμε υπόψη μας για την παραγωγή βιοαερίου. θερμοκρασία:η αναερόβια διαδικασία μπορεί να συντελεστεί σε διαφορες θερμοκρασίες, τις οποίες κατατάσουμε σε τρεις βαθμίδες ανάλογα με τα βακτήρια που μπορούν να εργαστούν σε κάθε περίπτωση: α. ψυχοφιλική (κάτω των 25 C) β. μεσοφιλική (25-45 C) γ. θερμοφιλική ( 45-70 C) Η παραγωγή βιοαερίου αυξάνει με την χρήση υψηλής θερμοκρασίας. Μερικές νέες μονάδες παραγωγής βιοαερίου, λειτουργούν σε υψηλές θερμοκρασίες, αλλά στην περίπτωσή μας εργαζόμαστε σε θερμοκρασία περιβάλλοντος, χωρίς προαπαιτούμενη ενεργεια. Επίσης τα μεσοφιλικά βακτήρια είναι λιγότερο ευαίσθητα στις διακυμάνσεις τις θερμοκρασίας. ph: τα επίπεδα του ph είναι το μέτρο για την οξύτητα και την αλκαλικότητα του διαλύμματος. Ο σχηματισμός μεθανίου συντελείτε σε μικρό διάστημα και κυμαινεται από 5.5 έως 8.5 Particle size: The size of the feedstock should not be too large otherwise it would result in the clogging of the digester and also it would be difficult for microbes to carry out its digestion. C/N ratio: ammonia (nitrogen) is an important nutrient, however, a too high concentration inside digester, especially free ammonia, is considered to be the responsible for process inhibition. For that we have to be careful with animal slurries because their ammonia concentration originating from urine is very high. Also, with higher temperature ammonia can be increased. Agitation: we have to ensure intimate contact between microorganisms and substrate. Through daily feeding of matter and water we achieve the desired mixing effect. Hydraulic retention time (HRT): it is the time bacteria need for producing biogas and it is closely related to the temperature. In other words, HRT is the average time spent by the input slurry inside the digester before it comes out. Absence of oxygen: the bacterias don t survive in presence of oxygen. Humidity between 80-90%: it s very important for the success of the process. Πρακτικό μέγεθος: Το μέγεθος των πρώτων υλών, δεν πρέπει να είναι πολύ μεγάλο διαφορετικά θα βουλώσει τον συγχωνευτή και θα δυσκολέψει τα μικρόβια να υλοποιήσουν την ζύμωση. Αναλογία C/N : η αμμωνία (άζωτο) είναι ένα βασικό συστατικό, ωστόσο, μεγάλη συγκέντρωση στον συγχωνευτή, ειδικά ελεύθερη αμμωνία, ευθύνεται για την αναστολή της διαδικασίας. Γι αυτό το λόγο πρέπει να είμαστε προσεκτικοί με την ζωική κοπριά, καθώς τα ποσοστά αμμωνίας είναι πολύ υψηλά. Επίσης με μεγάλη θερμοκρασία η αμμωνία μπορεί να αυξηθεί. Ανακίνηση: πρέπει να διασφαλίσουμε εσωτερική επαφή μεταξύ των μικροοργανισμών και του υποστρώματος. Με καθημερινή ενίσχυση του υλικού και προσθήκη νερού, θα επιτύχουμε το επιθυμητό αποτέλεσμα Υδραυλικός χρόνος παραμονής: είναι ο χρόνος που απαιτείται για την δημιουργία βιοαερίου από τα βακτήρια, και έχει άμεση σχέση με την θερμοκρασία. Με άλλα λόγια ο υδραυλικός χρόνος παραμονής είναι ο μέσος χρόνος που δαπανάται από τον εισερχόμενο πολτό μέσα στο συγχωνευτή, πριν εξαχθεί. Απουσία οξυγόνου: τα βακτήρια δεν επιβιώνουν με την παρουσία οξυγονου. Υγρασία μεταξύ 80-90 %: πολύ σημαντική για την επιτυχία της διαδικασίας.
APPLICATIONS BIOGAS Biogas has many energy uses. Generally it can be used for heat production by direct combustions, electricity production by micro-turbines or as a vehicle fuel. In this way, we can divide the uses in several categories: Direct combustion and heat utilization: it is the simplest way of utilization, which consist of burning it directly in boilers or burners. It is the usual way applied for the biogas produced by small family digesters. You can use it for cooking and warming water. Biogas micro-turbines: the air is pressed into combustion at high pressure and mixed with biogas. The air-biogas mixture is burned causing temperature increase and the expansion of the gas mixture. The hot gases are released through a turbine, which is connected to an electrical generator. This kind of technology is still expensive. Biomethane production: biogas can be compressed and used as renewable vehicle fuel, but it is necessary to subject the biogas to a pretreatment to increase its methane concentration. New technologies using biogas continuously appear and there are also other ways through which biogas can be used. Nevertheless, mentioning these would surpass the limits of the main topic. DIGESTATE The digestate is a product of the anaerobic degradation and it is perfect to use it as a fertilizer. It is more efficient and beneficial than using manure directly, because this way odors are reduced, viruses, bacteria and parasites are inactivated, minerals are more available for the plants, etc. ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΒΙΟΑΕΡΙΟ Το βιοαέριο έχει πολλές ενεργειακές χρήσεις. Γενικά μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή θερμότητας με απευθείας καύσεις, παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, με μικρο τουρμπίνες ή σαν καύσιμο οχήματος. Μπορούμε να διαχωρίσουμε τις χρήσεις σε διάφορες κατηγορίες. Απευθείας καύση και χρήση θερμότητας: είναι η απλούστερη χρήση, που συνίσταται στην απευθείας καύση σε βραστήρες ή καυστήρες. Απαντάται σε μικρούς συγχωνευτές οικογενειακής χρήσης. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για μαγείρεμα και ζέσταμα νερού. Μικρο τουρμπίνες βιοαερίου: ο αέρας συμπιέζεται με την καύση και αναμιγνύεται με το βιοαέριο. Η μίξη αέρα-βιοαερίου, καίγεται αυξάνοντας την θερμοκρασία και διαστέλλωντας το μίγμα. Τα θερμά αέρια απελευθερώνονται μέσα από την τουρμπίνα, η οποία συνδέεται με μια ηλεκτρική γεννήτρια. Αυτό το είδος τεχνολογίας είναι ακόμα πολύ ακριβό. Παραγωγή βιομεθανίου: το βιοαέριο μπορεί να συμπιεστεί και να χρησιμοποιηθεί σαν καύσιμο οχήματος, αλλά είναι απαραίτητο να υποβληθεί το βιοαέριο σε μια προετοιμασία για να αυξήσει τα ποσοστά μεθανίου. Νέες τεχνολογίες που χρησιμοποιούν βιοαέριο, εμφανίζονται συνεχώς.υπάρχουν βέβαια και άλλοι τρόποι μέσω των οποίων το βιοαέριο μπορεί να χρησιμοποιηθεί, στους οποίους όμως δεν θα αναφερθούμε. ΣΥΓΧΩΝΕΥΤΗΣ Ο συγχωνευτής είναι ένα προιόν αναερόβιας αποδόμησης και μπορεί να χρησιμοποιηθεί τέλεια για την δημιουργία λιπάσματος. Είναι πιο αποδοτικό και ευεργετικό, από την απευθείας χρήση κοπριάς, γιατί με αυτό τον τρόπο μειώνονται οι οσμές, οι ιοί, τα βακτήρια και τα παράσιτα καταστρέφονται τα μέταλλα απορροφούνται πιο ευκολα από τα φυτά κλπ.
BENEFITS The production of biogas through anaerobic digestion offers significant advantages: Renewable energy source: the biogas is an indirect way to use solar energy. Reduce greenhouse gas emissions. When we burn fossil fuels (animal and plant remains that under certain conditions become oil) we emit CO2 to the atmosphere which was stored for millions of years on the Earth. The difference is that the carbon in biogas was recently up take from the atmosphere by photosynthetic activity of the plant, so we don t modify too much the balance of the atmosphere gases. Reduce dependency on imported fossil fuels: in a local and global scale, if biogas production is increased, we will reduce the use of non renewable energies. Waste reduction. This is an essential point and one of the most important advantages of biogas production. Our society produces a lot of waste which are untreated and end up in landfills with poor or no management or are uncontrolledly discharged on the ground, causing serious pollution of the surface and groundwater, as well as soil. This is especially dangerous when it comes to the residues produced by animal farming. This industry is known for producing large amounts of animal manure, which, often, are not adequately managed. With biogas production we can not only remove them, we also produce energy and a fertilizer more efficient than the manure. Local energy. It can be produced at the place of consumption within the community (or users). Digester is an excellent fertilizer, due to its homogeneity, nutrient availability and bad odors disappearance. Low cost of material and construction in a local scale. Close nutrient cycle. This advantage is very related with waste reduction, because we can use the residues produced in animal farms and in ours houses to produce our own energy. ΩΦΕΛΗ Η παραγωγή βιοαερίου μέσω της αναερόβιας ζύμωσης προσφέρει σημαντικά πλεονεκτήματα: -Ανανεώσιμη πηγή ενέργειας: το βιοαέριο είναι ένας έμμεσος τρόπος χρήσης της ηλιακής ενέργειας. Μειώνει τις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου. Οταν καίμε ορυκτά καύσιμα, απελευθερώνουμε διοξείδιο του άνθρακα στην ατμόσφαιρα, το οποίο φυλάχθηκε για εκατομύρια χρόνια στη Γη. Η διαφορά έιναι ότι ο άνθρακας στο βιοαέριο προσλήφθηκε πρόσφατα από την ατμόσφαιρα μέσω της φωτοσύνθεσης και έτσι δεν διαταρράσουμε τόσο πολύ την ισσοροπία των αερίων της ατμόσφαιρας. Ελλατώνει την εξάρτησή μας από εισαγώμενα ορυκτά καύσιμα.: σε τοπικό και διεθνές επίπεδο, αν αυξηθεί η παραγωγή βιοαερίου, θα μειωθεί η χρήση μη ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Μείωση αποβλήτων: Πρόκειται για ένα κρίσιμο στοιχείο και ένα από τα σπουδαιότερα πλεονεκτήματα της παραγωγής βιοαερίου. Οι κοινωνίες μας παράγουν πολλά απόβλητα τα οποία δεν διαχειρίζονται και καταλήγουν σε χώρους υγειονομικής ταφής με κακή ή χωρίς καμία διαχείριση ή απορρίπτονται ανεξέλεγκτα στο έδαφος, προκαλώντας σοβαρή ρύπανση των επιφανειακών και υπόγειων υδάτων, καθώς και του εδάφους. Αυτό είναι ιδιαίτερα επικίνδυνο όταν εισέρχετε στα υπολλέιματα των ζώων. Αυτή η βιομηχανία φημίζεται για την παραγωγή μεγάλων ποσοτήτων ζωικών υπολειμμάτων, τα οποία συχνά δεν ειναι επαρκώς διαχειρησμένα. Με την παραγωγή βιοαερίου μπορούμε όχι μόνο να τα απομακρύνουμε αλλά και παράγουμε ενέργεια και λίπασμα πιο αποτελεσματικό απότι η κοπριά. Τοπική ενέργεια: Μπορεί να παραχθεί στο σημείο της κατανάλωσης εντός της κοινότητας. Ο συγχωνευτής είναι ένα εξαιρετικό λίπασμα λόγω της ομογενειας και της εξαφάνισης δυσάρεστων οσμών. Υλικά χαμηλού κόστους και κατασκευή σε τοπική κλίμακα. Σύντομο κύκλο θρεπτικών ουσιών. Αυτο το πλεονέκτημα συνδέεται με την μείωση απορριμάτων, επειδή μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τα υπολείμματα των ζώων και των σπιτιών μας για να παράγουμε την δική μας ενέργεια.
DISADVANTAGES In my opinion, there is problem associated with the production of this gas. Above all, supposing that we are talking in a big scale. Only now it started to become popular and multinational companies and big farmers are showing some interest in it. Some of them have started planting huge extensions of energy crops exclusively to produce biogas, instead using the tons of residues humans produce daily. Instead resolving problems we are producing more. ΜΕΙΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ Τα τελευταία χρόνια έγινε ιδιαίτερα δημοφιλής η παραγωγή βιοαερίου από πολυεθνικές εταιρείες και μεγάλες φάρμες. Μερικοί από αυτούς έχουν αρχίσει τις ενεργειακες καλλιέργιες με σκοπό αποκλειστικά την παραγωγή βιοαερίου, αντί να χρησιμοποιούν τους δεκάδες τόνους απορριμάτων που παράγουμε καθημερινά. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα την όξυνση του ενεργειακού προβλήματος και όχι την καταπολέμεησή του. Ο ΠΡΏΤΥΠΟΣ ΣΥΓΧΩΝΕΥΤΉΣ OUR PROTOTYPE: DIGESTER Now that we know some important technical data about biogas, I will describe how we made our small digester. The purpose of this prototype is to understand how the system works within the Ecohome. First of all, it is necessary to know what is a digester: A digester is a closed and airtight container, into which we put water and feedstock which over time breaks down in absence of oxygen producing biogas and a subproduct called digestate PARAMETERS We must take into account the parameters we have already mentioned, then we have to conduct a preliminary evaluation of our case. For example: To know how much biogas/energy production we need. Size of the biogas system (tank). Nature and availability of biomass. Characteristics of this biomass. Localization of the system (always near to the place of use/home). Τώρα που γνωρίζουμε μερικές σημαντικές τεχνικές πληροφορίες σχετικά με το βιοαέριο, θα σας περιγράψουμε πώς φτιάξαμε τον μικρό μας συγχωνευτή. Ο σκοπός της κατασκευής αυτού του πρωτύπου είναι η κατανόηση του συστήματος παραγωγής βιοαερίου στο οικολογικό σπίτι. Αρχικά, πρέπει να κατανοήσουμε τον όρο συγχωνευτής:είναι ένας κλειστός και αεροστεγής κάδος, στον οποίο ρίχνουμε νερό και πρώτες ύλες,οι οποίες με τον καιρό διασπώνται σε κενό αέρος και παράγουν βιαέριο και ένα υποπροιόν το οποίο ονομάζετε κομπόστ. ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ Θα πρέπει να λάβουμε υπόψη μας τις προαναφερθείσες παραμέτρους και να διεξάγουμε μια προκαταρκτική αξιολόγηση της περίπτωσής μας. Για παράδειγμα, -να γνωρίζουμε πόσο βιοαέριο/ενέργεια χρειαζόμαστε -να επιλέξουμε το σωστό μέγεθος της δεξαμενής -φύση και διάθεση βιομάζας -να γνωρίζουμε τα χαρακτηριστικά βιομάζας -τοποθέτηση του συστήματος(πάντα κοντά στο μέρος χρήσης)
MATERIALS Two plastic barrels (it can be for other materials) 4 Elbow tubes Plastic tubes of different diameters. Maybe I must to put the exact diameter and measures Different tools: silicone, strong glue, electric saw, sanding, drill, etc Valve ΥΛΙΚΑ δυο πλαστικά βαρέλια 4 σωλήνες (με γωνία) πλαστικές σωλήνες διαφόρων διαμέτρων (ΑΚΡΙΒΗ ΔΙΑΜΕΤΡΟ?) Σιλικόνη, κόλλα, ηλεκτρικό τρυπάνι, κατσαβίδι, πριόνι. βαλβίδες STEPS Make two opposite holes in one of the barrels. Introduce the elbow tube inside the hole and fix it very well with silicone Cut the tube in a length longer (10 cm approximately) than the barrel. Make this structure and fix it with glue to the barrel Build the input and the output of the digester with the elbow tubes Put the valve into the second drum Put glue into all the contacts parts (we have to avoid the oxygen entering inside the digester) Build the structure described in step 4 (the diameter of this tube must be smaller than that of the other in order to fit inside) Introduce the second drum into the first The last step is put the organic matter along with the water inside the digester. The waiting time to obtain biogas depends on the parameters described, especially on the temperature. ΒΗΜΑΤΑ Κάνετε δύο αντικριστές τρύπες σε ένα από τα βαρέλια, στη διάμετρο των σωλήνων. Εφαρμόστε τον γωνιακό σωλήνα και στερεώστε καλά με σιλικόνη. Κόψτε τον άλλο σωλήνα τουλάχιστον 10 εκ. πάνω από το βαρέλι. Αφού τον κόψετε, εφαρμόστε και κολλήστε τον στο βαρέλι. Κατασκευάστε την είσοδο και έξοδο του συγχωνευτή με τις σωλήνες. Τοποθετείστε την βαλβίδα στο δεύτερο βαρέλι Βάλτε κόλλα σε όλα τα τμήματα επαφής(πρέπει να αποφύγουμε την εισοδο οξυγόνου στο συγχωνευτή) Κατασκευάστε το σύστημα όπως περιγράφετε στο βήμα 4 (η διάμετρος αυτού του σωλήνα πρέπει να είναι μικρότερο από τον άλλον για να χωράει στο εσωτερικό) Εφαρμόστε το δεύτερο βαρέλι στο πρώτο. Στο τέλος βάλτε οργανικό υλικό με νερό μέσα στο συγχωνευτή. Περιμένετε για την παραγωγή βιοαερίου, ανάλογα με τις παραμέτρους που προαναφέραμε, ειδίκοτερα ανάλογα την θερμοκρασία.
STRUCTURE ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ THE ECO-HOME We will not write extensively about the Eco Home, since there is another magazine entirely dedicated to it. For know how to build an eco-house, you can check our magazine from November 2014. The construction of the house has been carried out for several years by different groups of volunteers, and now it is in its final stage. The goal is to build an entirely ecologic house, that does not depend on foreign energy and has a closed energy and waste cycle. Thus, all the waste produced at home ends up in the biogas system, which proved the necessary energy for cooking. The aim of the last eco-home work camp was to finish the installation process of the electrical system and biogas. ΤΟ ΟΙΚΟΛΟΓΙΚΟ ΣΠΙΤΙ Η κατασκευή του σπιτιού διήρκεσε αρκετά χρόνια και υλοποιήθηκε από διάφορες ομάδες εθελοντών και τώρα βρίσκετε στο τελικό του στάδιο. Λεπτομερείς αναφορές στο οικολογικό σπίτι, γίνονται στο περιοδικό του Νοεμβρίου 2014. Στόχος είναι να χτίσουμε ένα εξ ολοκλήρου οικολογικό σπίτι, το οποίο είναι ενεργειακά αυτόνομο. Γι αυτό όλα τα οικιακά απορίμματα, καταληγουν στο σύστημα παραγωγής βιοαερίου το οποίο παρέχει την απαραίτητη ενέργεια για μαγείρεμα. Σκοπός του τελευταίου εργαστηρίου στο οικολογικό σπίτι ήταν η ολοκλήρωση και εγκατάσταση του ηλεκτρολογικού συστήματος και του συστήματος παραγωγής βιοαερίου.
OUR REAL SYSTEM The biogas system in the house is very similar to the prototype. It is formed by One hermetic tank Two inputs of material (one manual and one connected directly to the drain of the toilet) An output (collector for the digestate) Valve connected by a pipeline to the kitchen house. ΤΟ ΑΛΗΘΙΝΟ ΜΑΣ ΣΥΣΤΗΜΑ Το σύστημα παραγωγής βιοαερίου στο οικολογικό σπίτι, είναι παρόμοιο με το πρωτότυπο. Αποτελείτε από μια δεξαμενή, δύο εισόδους υλικών(μια χειρονακτική και μία συνδεμένη απευθείας με την σωλήνα της τουαλέτας. Μια έξοδο(συλλέκτη κομπόστ) Μια βαλβίδα συνδεμένη με έναν αγωγό στο κουζίνα.
BIBLIOGRAPHY / ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ http://www.completebiogas.com/sites/completebiogas.com/files/pdfs/biogashandbook_c04_biology.pdf http://link.springer.com/article/10.1007/s00253-009-2246-7#page-1 http://www.lemvigbiogas.com/biogashandbook.pdf http://vidaverde.about.com/od/energias-renovables/a/que-es-un-biodigestor.htm http://www.sswm.info/category/implementation-tools/wastewater-treatment/hardware/site-storage-and-treatments/anaerobic-di http://www.regeneratebiogas.com/what-is-biogas/