ВВЕДЕНИЕ

   В повседневной современной жизни, практически во всех сферах деятельности человека мы применяем различного рода топливо и используем полученную в результате его применения энергию, так необходимую нам!

   Сегодня мы используем сырьевые ресурсы, заложенные в недрах нашей планеты, будь то нефть, газ, уголь и другое, при их переработке мы получаем  топливо, используемое в различных сферах человеческой деятельности, от приготовления пищи и обогрева жилища, функционирования различной техники, до работы крупнейших современных предприятий!

   К большому сожалению, при производстве и использовании топлива, человечество как правило забывает о соблюдении экологических норм, да и ресурсы полезных ископаемых для получения энергии далеко не безграничны! В связи с этим человечество постоянно ищет альтернативные источники энергии, что бы заменить их на традиционные и к тому же сохранить стабильную экологическую обстановку на планете!

  В настоящее время, когда налицо известные трудности с традиционными видами топлива (уголь, нефтепродукты и т. п.), а о стоимости их и говорить не приходится, биогаз если не полностью, то хотя бы частично обеспечит потребности сельских жителей, владельцев дачных и садовых участков в топливе. Кроме того, при переработке отходов с целью производства биогаза они полностью идут в дело, в результате не только улучшается санитарное состояние территории, уничтожаются возбудители инфекционных заболеваний, исчезает неприятный запах гниющих растений, гибнут семена сорняков, но и образуются ценнейшие высококачественные органические удобрения, обладающие повышенным гумусным потенциалом.

    Наверное, не каждый знает, что самые обычные органические отходы любого сельского подворья — навоз животных, огородная ботва, сорняки и другая «органика» — в определенных условиях могут стать источником столь необходимого в домашнем хозяйстве горючего газа, который сгодится и для приготовления пищи, и отопления помещения, и получения горячей воды. Но чтобы каждый желающий мог соорудить на своем подворье простейшую биогазовую установку собственными руками, полезно иметь представление об основных особенностях технологии получения биогаза из органических отходов, а также о факторах, влияющих на производительность биогазовых установок, и о конструкции этих установок.

http://mediana.nm.ru/biogaz.htm 

Из  истории использования биогаза 

   Человечество научилось использовать биогаз давно. В 1 тысячелетии до н. э. на территории современной Германии уже существовали примитивные биогазовые установки. Алеманам, населявшим заболоченные земли бассейна Эльбы, чудились Драконы в корягах на болоте. Они полагали, что горючий газ, скапливающийся в ямах на болотах — это дыхание Дракона. Чтобы задобрить Дракона, в болото бросали жертвоприношения и остатки пищи. Люди верили, что Дракон приходит ночью и его дыхание остаётся в ямах. Алеманы додумались шить из кожи тенты, накрывать ими болото, отводить газ по кожанным же трубам к своему жилищу и сжигать его для приготовления пищи. Оно и понятно, ведь сухие дрова найти было трудно, а болотный газ (биогаз) отлично решал эту проблему. http://ru.wikipedia.org/wiki/Биогаз

   История развития биогазовых технологий 

     Отдельные случаи использования  примитивных биогазовых технологий  были зафиксированы в Китае, Индии, Ассирии и Персии начиная с XVII века до нашей эры. Однако систематические научные исследования биогаза начались только в XVIII веке нашей эры, спустя почти 3,5 тысячи лет.

     В 1764 году Бенджамин Франклин  в своем письме Джозефу Пристли  описал эксперимент, в ходе  которого он смог поджечь поверхность  мелкого заболоченного озера  в Нью Джерси, США. 

   Первое научное обоснование образования воспламеняющихся газов в болотах и озерных отложениях дал Александр Вольта в 1776 г., установив наличие метана в болотном газе. После открытия химической формулы метана Дальтоном в 1804 году, европейскими учеными были сделаны первые шаги в исследованиях практического применения биогаза.  

   Свой вклад в изучение образования биогаза внесли и российские ученые. Влияние температуры на количество выделяемого газа изучил Попов в 1875 году. Он выяснил, что речные отложения начинают выделять биогаз при температуре около 6°С. С увеличением температуры до 50°С, количество выделяемого газа значительно увеличивалось, не меняясь по составу - 65% метана: 30% углекислого газа, 1 % сероводорода и незначительное количество азота, кислорода, водорода и закиси углерода. В.Л. Омельянский детально исследовал природу анаэробного брожения и участвующие в нем бактерии.

   Вскоре после этого, в 1881 году, начались опыты европейских ученых по использованию биогаза для обогрева помещений и освещения улиц. Начиная с 1895 года, уличные фонари в одном из районов города Эксетер снабжались газом, который получался в результате брожения сточных вод и собирался в закрытые емкости. Двумя годами позже появилось сообщение о получении биогаза в Бомбее, где газ собирался в коллектор и использовался в качестве моторного топлива в различных двигателях.

   В начале XX века были продолжены исследования в области повышения количества биогаза путем увеличения температуры брожения. Немецкие ученые Имхофф и Бланк в 1914-1921 гг. запатентовали ряд нововведений, которые заключались во введении постоянного подогрева емкостей. В период Первой мировой войны началось распространение биогазовых установок по Европе, связанное с дефицитом топлива. Хозяйства, где имелись такие установки, находились в более благоприятных условиях, хотя установки были еще несовершенные и в них использовались далеко не оптимальные режимы.

   Одним из важнейших научных шагов в истории развития биогазовых технологий являются успешные эксперименты Бусвелла по комбинированию различных видов органических отходов с навозом в качестве сырья в 30-х годах XX столетия.

   Первый крупномасштабный завод по производству биогаза был построен в 1911 году в английском городе Бирмингеме и использовался для обеззараживания осадка сточных вод этого города. Вырабатываемый биогаз использовался для производства электроэнергии. Таким образом, английские ученые являются пионерами практического применения новой технологии. Уже к 1920 году они разработали несколько типов установок для переработки сточных вод. Первая биогазовая установка для переработки твердых отходов объемом 10 м3 была разработана Неманом и Дюселье и построена в Алжире в 1938 году.

   В годы Второй мировой войны, когда энергоносителей катастрофически не хватало, в Германии и франции был сделан акцент на получение биогаза из отходов сельскохозяйственного производства, главным образом из навоза животных. Во Франции к середине 40-х годов эксплуатировалось около 2 тыс. биогазовых установок для переработки навоза. Вполне естественно, этот опыт распространялся на соседние страны. В Венгрии существовали установки для производства биогаза. Это отмечают солдаты Советской Армии в основном, выходцы из сельских районов СССР, освобождавшие Венгрию от немецких войск и удивлявшиеся, что в крестьянских хозяйствах навоз скота не лежал в кучах, а загружался в закрытые емкости, откуда получали горючий газ.

   Европейские установки довоенного периода не выдержали конкуренции в послевоенное время со стороны дешевых энергоносителей (жидкое топливо, природный газ, электроэнергия) и были демонтированы. Новым импульсом для их развития на новой основе стал энергетический кризис 70-х годов, когда началось стихийное внедрение биогазовых установок в странах юго-восточной Азии. Высокая плотность населения и интенсивное использование всех пригодных для возделывания сельскохозяйственных культур площадей земли, а также достаточно теплый климат, необходимый для использования биогазовых установок в самом простом варианте - без искусственного подогрева сырья, легли в основу различных национальных и международных программ по внедрению биогазовых технологий.

   Сегодня биогазовые технологии стали стандартом очистки сточных вод и переработки сельскохозяйственных и твердых отходов и используются в большинстве стран мира.

http://bio-energetics.ru/4/istorija.html 

Зарождение биогазовой отрасли в сельском хозяйстве 

   Только в послевоенное время  сельское хозяйство стало рассматриваться  как потенциальный поставщик  биогазового сырья, Имхофф в  1947 г. указывал на то, что из  навоза от одной коровы можно  произвести в сто раз больше  газа, чем из очистного шлама  одного городского жителя.

   Технический университет г. Дармштадт в 1947 г. разработал биогазовую установку для небольших сельскохозяйственных предприятий с горизонтальным ферментатором (тип „бродильный канал") получивший название „система Дармштадт". По этому принципу  Ройш построил в Хоенштайне/федеральная земля Вюртемберг в 1959 г. - тоесть  50 лет назад - за 6000 немецких марок (соответственно сейчас 3000 евро) установку, получившую широкую известность. Другие известные типы установок были разработаны в Берлине и Мюнхене (работающие на твердом навозе).

   Кураторий по вопросам сельскохозяйственной  техники с самого начала взял  под свою опеку работу над  новой технологией производства  биогаза и образовал рабочую группу по биологическому производству гумуса и метана.

   В 1950 г. заработала первая большая  сельскохозяйственная биогазовая  установка в Аллерхопе недалеко  от Целле/федеральная земля Нижняя  Саксония по системе Шмидта-Еггерглюса. Компания Шмидта-Еггерглюса построила  около 20 установок по принципу  последовательных резервуаров 

Д-р. Вальтер  Еггерглюс, зять Фердинанда Шмидта был  одним из известнейших экспертов  по биогазу той эпохи. Он придумал название „бигугаз" чтобы еще  раз подчеркнуть действие переброженного удобрения. В то время как удобрение  использовали исключительно твердый  навоз, который смешивали в резервуаре предварительного хранения с водой  и гниющим шламом, поскольку еще  не существовало приспособлений для  подачи жидкого навоза (пол с отверстиями, решетки). Общее количество изготовленных  в 50-х гг. биогазовых установок в  ФРГ составляло ок. 50, многие из них правда были закрыты из-за низкой эффективности после непродолжительной эксплуатации.

   В 1955 г. началась „нефтяная  лихорадка". Дизель стоил в  то время 0,20 немецких марок/л (0,10 евро/л) и цены рухнули до 1972 г. до 0,08-0,10 немецких марок/л (0,04-0,05 евро/л). В то же время возросло массовое потребление минеральных удобрений. Все биогазовые установки за исключением двух были остановлены, действующими оставались только самостоятельно построенные установки Ройш/Хоенштайн и Шмидта-Еггерглюса на территории монастыря Бенедиктинцев, построенная в 1955 г. Последняя вошла в историю биогазовой техники как никакая другая.

   Второй подъем в развитии биогазовых  технологий начался после нефтяного  кризиса 1972/3 гг. Кураторий по вопросам  сельскохозяйственной техники в  марте 1974 г. под влиянием мировой  тенденции поиска альтернативных  источников энергии организовал  профессиональную дискуссию „Насколько актуален сегодня биогаз?", которая уже включала в себя аспекты охраны окружающей среды. Многочисленные фермеры, изобретатели, компании и исследовательские институты начали после этого интенсивное развитие биогазовых технологий.  

   К этому процессу свои усилия  приложил также д-р Еггерглус.  Очень активным был также еще  один пионер биогазовой сферы,  который уже в 1953 г. построил  биогазовую установку в Унтерзонтхайме: Фриц Вебер, фермер и депутат.  В 1962 г. он построил улучшенную  установку в Георгенау, частично  работающую в анаэробных условиях  и в ней сознательно создавались  условия для образования плавающей  соломенной корки, которую в  случае необходимости можно было  выловить грейфером. 

   В 1980 г. в Баварии действующими  были 15 установок (для сравнения  на сегодняшний день ок. 1000), а  в Баден-Вюртемберге 10 установок.  В изданном В. Пальцом труде  в 1985 г. „Биогазовые установки  в Европе" упоминались 75 объектов  в Германии, некоторые из перечисленных правда никогда не были достроены. В распространении биогазовой техники на то время был значительный перевес юга над севером Германии. Большинство установок со значительным отрывом (ок. 80%) находились в Баварии и Баден-Вюртемберге, остальные распределялись между другими федеральными землями. Причина такого большого распространения на юге страны было в первую очередь связано с развитием животноводства на больших предприятиях и активном консультировании биогазовыми экспертами.

   Вместе со многими полезными  разработками место имели и  негативные, как это уже известно сегодня: барабанный реактор, плавающий в теплой воде, биогазовые установки, расположенные под хлевами со скотом, компактная семиконтурная установка были теми ошибочными путями развития. Определяющим для этого периода было подстраивание уже существующей техники и оборудования к потребностям технологии производства биогаза, как-то напр. использование доступных резервуаров для навоза, использование моторных погружных мешалок или оснащение серийными двигателями блочных генераторов.