Биотопливо: что это, виды, плюсы и минусы

Как устроено производство биотоплива, и какие проблемы оно решает

Что такое биотопливо

Биологическое топливо — это горючее растительного или животного происхождения. Предполагается, что оно заменит традиционные виды топлива из исчерпаемых ресурсов на те, которые производятся из возобновляемого сырья.

Например, к биотопливу можно отнести обычные дрова или рапсовое масло. Однако дизель и бензин вытеснили эти виды топлива, так как они дешевле, а массовая автомобилизация требовала больших объемов топлива.

Почему люди вновь вернулись к биотопливу? Первая причина — климатический кризис, который усугубляется выбросами парниковых газов от использования ископаемого топлива. На транспорт приходится практически четверть от всей эмиссии углекислого газа, связанной с производством энергии. С 1970 года объем выбросов парниковых газов в транспортном секторе вырос вдвое, из которых 80% приходится на дорожный транспорт.

Вторая причина — поиск возобновляемых источников энергии, так как запасы нефти и угля вскоре могут полностью закончится. Сюда же можно добавить и скачки цен на углеводороды.

Виды биотоплива

Твердое
Жидкое
Газообразное

Твердое биотопливо

Самый типичный и древний вид твердого биотоплива — дрова. Однако сейчас в чистом виде и в крупных масштабах их уже почти не используют. Наиболее ходовым твердым видом биотоплива стали пеллеты, получаемые из древесных опилок или коры, соломы, оливковых косточек, ореховой скорлупы или шелухи семечек подсолнечника. Также пеллеты делают из навоза крупного рогатого скота.

Пеллеты заменяют уголь, дрова и солярку. При сгорании они не выделяют вредных веществ и практически не дымят (в отличие от угля и дизеля). Кроме того, они более энергоэффективны, чем обычные дрова. Плюс пеллетов также в минимальном содержании золы, что снижает потребность в обслуживании печей и котлов. Кроме того, они имеют самую низкую цену по сравнению с другими видами биотоплива.

Жидкое биотопливо

Биоэтанол — наиболее популярное и массовое жидкое биотопливо. Его получают путем ферментации крахмала или сахара. Бразилия и США входят в число лидеров по производству биоэтанола. В США биотопливо на основе этанола производят из кукурузы и обычно смешивают с бензином для получения гибридного топлива. В целом в США на биотопливо приходится 5% от всего энергопотребления. В Бразилии биотопливо на основе этанола делают из сахарного тростника, а в Англии даже производят из сахарной свеклы.

Биодизель — второе по популярности жидкое биотопливо. Биодизель делают в основном из масличных растений, таких как соя или масличная пальма, и в меньшей степени из других масляных продуктов, например, отходов кулинарного жира после жарки во фритюре. Биодизель используется в дизельных двигателях и обычно смешивается с нефтяным дизельным топливом в различных пропорциях.

Биобутанол — четырехуглеродный спирт, который также относится к биотопливу. Его делают из того же сырья, что и этанол. Преимущества биобутанола по сравнению с биоэтанолом заключаются в том, что биобутанол не смешивается с водой, имеет более высокое содержание энергии и более низкое давление паров, что означает более низкую летучесть в результате испарения.

Диметиловый эфир. Его можно получить из биомассы, но в промышленных масштабах исходным сырьем для него остается природный газ. Плюс такого топлива в том, что его энергоэффективность практически равна дизельному топливу, однако плотность энергии у диметилового эфира вдвое ниже, чем у дизельного топлива, поэтому для него требуется топливный бак в два раза больше. К тому же для транспортных средств нужна специально разработанная система для работы двигателя на диметиловом эфире.

Сейчас инженеры активно разрабатывают новое поколение жидкого биотоплива, полученного с помощью водорослей. Водоросли выращивают в больших бассейнах или на фермах, они превращают солнечный свет в энергию и хранят ее в виде масла. Масло извлекается механически (при прессовке биомассы) или с помощью химических растворителей, которые разрушают стенки клеток. Дальнейшая переработка и очистка дает биотопливо, подходящее для использования в качестве альтернативы традиционным видам топлива.

Газообразное биотопливо

Биогаз — это газ, состоящий в основном из метана и углекислого газа в различных пропорциях в зависимости от состава органического вещества, из которого он был получен. Основными источниками биогаза являются отходы животноводства и сельского хозяйства, сточные воды и органика из бытовых отходов. Биогаз образуется в результате процессов биологического разложения без доступа кислорода (анаэробное сбраживание).

Биоводород — аналог обычного водорода, который получают из биомассы. Термохимический способ представляет собой нагрев исходного сырья без доступа кислорода до высоких температур, например, древесных отходов, при котором выделяется водород и другие попутные газы. При биохимическом способе получения биоводорода в биомассу добавляют специальные микроорганизмы, которые ее разлагаются с выделением водорода.

Плюсы и минусы биотоплива

Преимущества:

Возобновляемость ресурса. Ископаемое топливо — это иссякаемый источник энергии, который со временем закончится. Поскольку биотопливо производится из растительных веществ, оно теоретически является возобновляемым.
Снижение негативного влияния на окружающую среду. При сжигании биотоплива количество углекислого газа снижается до 65%, что сокращает вклад отрасли в изменение климата. Кроме того, биоэтанол и биодизель содержат меньшие концентраций таких химических веществ как хлор и сера. Это означает, что биотопливо помогает снизить выбросы этих загрязнителей в атмосферу.
Экономическая безопасность. Биотопливо можно производить на месте, создавая рабочие места в том же регионе, где оно будет потребляться, тем самым сокращая транспортные расходы и выбросы. Кроме того, производство собственного биотоплива снижает зависимость страны от поставок нефти из других государств.
Долговечность двигателя. Поскольку биотопливо содержит меньше примесей в сравнении с традиционными видами топлива, то и двигатели будут загрязняться меньше и реже выходить из строя.

Недостатки:

Потеря лесов. Производство биотоплива требует огромных территорий под выращивание сырья. Это может привести к массовым вырубкам лесов, чтобы освободить площади.
Продовольственный кризис. Производство биотоплива может повлиять на экономику, связанную с ценами и доступностью продуктов питания, так как пахотные земли будут отводиться под культуры для биотоплива, а не для пищи.
Деградация почвы. Выращивание одних и тех же культур (монокультур) приведет к истощению почвы и росту числа вредителей. Для борьбы с ними будут использовать химические пестициды, как следствие — снижение плодородия почвы и потеря биоразнообразия.
Использование ресурсов. Количество энергии, производимой с помощью биотоплива, значительно меньше, чем от сжигания ископаемого топлива, а это означает, что для удовлетворения энергетических потребностей того же количества людей требуется гораздо больше земли, воды и удобрений.
Энергетические затраты. При оценке экономических выгод от биотоплива необходимо учитывать энергию, необходимую для его производства. Например, в процессе выращивания кукурузы для этанола используются ископаемые виды топлива при производстве удобрений, транспортировке кукурузы и перегонке этанола. В этом отношении этанол, полученный из кукурузы, дает относительно небольшой выигрыш в энергии.

Читайте также:

Деревянные окна из сосны

Где используется биотопливо

Пока речь в основном идет о потреблении его в домашних условиях. Обычно твердые виды биотоплива используют в бедных странах, где нет других источников энергии, для приготовления пищи, стирки и уборки или для обогрева самого дома. 80% всего потребляемого сегодня биотоплива используется как раз для этих целей. 18% биотоплива задействовано в промышленности как источник энергии и смазочных материалов. Биотопливо часто упоминают в качестве альтернативы бензину для автомобилей, но сейчас только 2% используется в транспортной отрасли.

Перспективы биотоплива

На сегодняшний день из развитых стран США являются крупнейшим производителем биотоплива, на них приходится почти 40% мирового рынка. Всего в 2019 году мировое производство биотоплива превысило 1,8 тыс. баррелей, доля на рынке которого составила $136 млрд. Пока это стало рекордом. Из-за пандемии коронавируса мировой рынок биотоплива упал примерно на 8% впервые за 20 лет.

У биотоплива есть шанс занять только часть рынка, поскольку его потенциал ограничивают искусственно. Так, в ЕС действуют правила, запрещающие использовать более 7% продовольственных культур в качестве сырья для биотоплива. В краткосрочной перспективе биотопливо не требует замены существующей инфраструктуры и двигателей, но маловероятно, что весь энергетический комплекс сможет перейти исключительно на него.

Биотопливо, виды, распространение, производство и применение

Биотопливо, виды, распространение, производство и применение.

Биотопливо – это топливо, получаемое из биомассы (животного или растительного сырья, а также из биологических отходов) в результате проведения термохимической или биологической реакции.

Биотопливо как альтернативный источник энергии:

Перед человечеством всегда остро стоял вопрос поиска дешевых источников энергии, получение которых не требовало чрезмерных затрат. Проблема использования энергоносителей, особенно обострилась в XX веке, когда стало ясно, что бездумное сжигание углеводородов приведет к дальнейшему снижению их земных запасов. Ученые пришли к выводу, что запасы нефти и газа со временем иссякнут, а затраты на разработку новых месторождений существенно возрастут, поскольку придется привлекать больше техники и производственных мощностей. В этот период значительно ухудшилась экология, болезненно реагирующая на исчезающий лесной покров и продолжающееся загрязнение атмосферы , недр и воды.

Возросла актуальность поиска альтернативных источников тепловой энергии , которые могли бы заменить природный газ и нефть . И таким эффективным направлением, наряду с солнечной энергетикой, ветроэнергетикой стало использование энергоносителей биологического происхождения (биотопливо).

Под топливом биологического происхождения (биотопливом) следует понимать продукт, синтезируемый из животного, либо растительного сырья, а также из биологических отходов, который при определенном воздействии, выделяет тепловую энергию.

Среди других формулировок определения биотоплива встречается также и следующее: «Биотопливо – это топливо, получаемое из биомассы в результате проведения термохимической или биологической реакции».

54-60 % биотоплива составляют его традиционные формы: дрова, растительные остатки и сушёный навоз для отопления домов и приготовления пищи. Их используют 38 % населения Земли.

Классификация биотоплива:

Топливо биологического происхождения классифицируется в зависимости от агрегатного состояния и по принадлежности сырья к одному из трех поколений.

К сырью 1-го поколения относятся классические сельскохозяйственные культуры, например: сахарная свёкла.

Отличительной особенностью культур, относящихся к сырью 1-го поколения, является максимальное наличие в их составе крахмалов, сахаров и жиров. Крахмалы и сахара после многоступенчатой переработки превращаются в биоэтанол, жиры в биодизель. Транспортное биотопливо в основном получают из сырья 1-го поколения.

К сырью 2-го поколения относятся древесина, трава и непищевые остатки культивируемых растений, содержащие целлюлозу или лигнин.

Типичным представителем сырья 2-го поколения являются простейшие водоросли, растения рыжик и ятрофа с предельным содержанием масла. Выращивание культур второго поколения требует меньших затрат, нежели первого поколения. Такое растительное сырьё можно с большим эффектом сжигать, получать биогаз, разлагать в термической реакции пиролиза. Недостатком сырья второго поколения является необходимость иметь большие площади культивируемых культур.

К сырью 3-его поколения относятся быстрорастущие водоросли с максимальным содержанием масла. Данные культуры культивируются в искусственных водоемах.

Виды биотоплива:

С учетом агрегатного состояния – топливо биологического происхождения может быть в жидком, твердом или газообразном состоянии.

Наиболее распространенной формой биотоплива, безусловно, является твердая биомасса.

Твердая масса представлена в виде топливных брикетов и гранул, горючего торфа, биоугля, древесной щепы и дров.

Жидкое (моторное) топливо – продукт переработки растительного сырья, который обеспечивает работу двигателей внутреннего сгорания. Сюда относится: биоэтанол, биометанол, биодизель, биобутанол, диметиловый эфир.

В газообразном состоянии биотопливо представлено биогазом и биоводородом.

Топливные брикеты:

Для получения топливных брикетов из биологических отходов широко используется технология переработки птичьего помёта и навоза. Данная биомасса предварительно высушивается и прессуется в брикеты. В последующем подготовленные топливные брикеты используются для обогрева жилых помещений и заводских цехов.

Топливные гранулы:

Топливные гранулы получают из древесных отходов, скорлупы ореха, подсолнуховой лузги, опилок, коры и щепы. На начальном этапе переработки, биомасса, измельченная до муки, поступает в сушилку, затем под пресс. В условиях повышенного давления и высокотемпературной среды выделяется природный полимер лигнин, который проявляет клеящие свойства. На выходе получаются топливные цилиндрики, имеющие минимальный процент зольности (не более 3 %).

Горючий торф:

Технология получения горючего торфа особой сложностью не отличается. Добытый торф доставляется на перерабатывающий завод, где просеивается, просушивается, а затем прессуется в брикеты. Впоследствии торфяные брикеты используются при обогреве загородных домов и производственных помещений.

Древесная щепа:

В европейских странах налажено производство древесной щепы, которая является продуктом сжигания на местных ТЭЦ. Выработка щепы выполняется на лесозаготовках с помощью шредеров (специальных рубильных машин). Сырьем для производства щепы выступают остатки коры, сучьев, пней, мелких веток.

Биоуголь:

Биоуголь – конечный продукт нагревания древесины и растительных остатков без доступа кислорода. Химический процесс отжига древесины получил название пиролиза. На Западе активно практикуется технология торрефакции (отжига древесной массы) на выходе которой получаются биотопливные гранулы с максимальным объемным теплосодержанием.

Читайте также:

Выбираем шлифмашинку

Дрова:

Дрова сегодня считаются одним из самых популярных видов топлива биологического происхождения. Для получения больших объемов дров высаживаются энергетические лесные массивы, с которыми ассоциируются быстрорастущие леса, кустарники и травы (акация, тополь, кукуруза). Посадку биотехнологических культур, как правило, выполняют в шахматном порядке или квадратно-гнездовым способом. Нередко, практикуется высадка в междурядье деревьев других сельскохозяйственных быстрорастущих культур (комбинированный способ). От момента посадки до полного среза деревьев или растительных культур должно пройти не менее 4-6 лет. В развитых странах мира практикуется обслуживание целых плантаций быстрорастущего тополя и ивы. В Северной Индии выделены огромные площади для высадки эвкалипта и тополя. Главной целью данных мероприятий является получение больших объемов экологически чистого и энергоемкого топлива для обогрева жилищ и закрытых производственных площадок.

Биоэтанол:

Биоэтанол является классическим биотопливным заменителем бензина, который занимает лидирующие позиции в перечне моторных топлив биологического происхождения. Основная сфера применения биоэтанола – топливо для работы двигателей автомобилей , однако в последние годы продукт используется в качестве биотоплива для домашних каминов.

В смеси с бензином, биоэтанол имеет множество достоинств: повышает мощность двигателя, не перегревает его во время работы, не образует нагара и сажи, не выделяет дым.

При использовании в качестве топлива для каминов биоэтанол демонстрирует лучшие экологические качества, нежели обычные дрова: выделяет минимум углекислоты, не дает сажи и дыма. Как топливо для каминов биоэтанол используется даже в многоквартирных домах.

Для получения этанола берется сырьё, содержащее крахмал, сахар или целлюлозу, причем последний вариант считается наиболее экономически оправданным.

Крахмал или сахар содержится в кукурузе, картофеле, батате, ячмене, сахарной свекле, зерновых, сахарном тростнике. Производство этанола из сахарного тростника более выгодно, чем из кукурузы.

На данный момент известно два способа получения биоэтанола: спиртовое брожение (микробиологический способ) и гидратация этилена (синтетический способ).

При проведении реакции брожения получается 15%-раствор биоэтанола, который впоследствии проходит несколько этапов очистки и концентрирования посредством дистилляции.

В промышленных масштабах биоэтанол получают в процессе гидролиза из целлюлозосодержащего сырья (древесные опилки, солома). Полученную смесь впоследствии подвергают спиртовому брожению.

Биометанол:

Биометанол применение в качестве моторного топлива для двигателей внутреннего сгорания. Общая доля использования продукта в качестве топлива для легковых и грузовых автомобилей составляет 20 %. На базе биометанола сегодня создана уникальная угольная суспензия «метакол», которая является альтернативой применения топочного мазута, но в отличие от него обладает более высокой энергоемкостью и не требует использования специальных котлов. Среди ярких достоинств данного продукта, следует выделить: малый выброс углекислого газа в атмосферу и возможность утилизировать органические отходы. К недостаткам необходимо отнести: наличие бесцветного пламени, что может создавать аварийную ситуацию и травление внутренних полостей карбюраторов и алюминиевых систем.

Технология производства биометанола на данный момент четко не отлажена. Перспективным направлением является процесс получения продукта из фитопланктона, посредством биохимического преобразования исходного сырья. Процесс преобразования включает брожение биомассы, а затем прямое окисление метана.

Преимущества данной технологии очевидны: не требуется пресная вода и почва. Фитопланктон имеет хорошую энергетическую отдачу и обладает высокой продуктивностью.

Сфера применения биометанола не ограничивается автомобильной отраслью – продукт также широко используется в химической промышленности для получения метиламинов, формальдегидов, растворителей, его добавляют в антифризы и природный газ.

Биодизель:

Биодизель – продукт биологического происхождения на основе животных и растительных жиров (масел), а также их производных.

Биодизель обладает множеством достоинств:

а) отличные смазочные качества продукта позволяют существенно продлить срок эксплуатации двигателей внутреннего сгорания;

б) полностью распадается при попадании в почву, не причиняя вреда животным и растениям;

в) не содержит серы в отличие от дизельного топлива;

г) позволяет вводить в оборот ранее неиспользуемые низкокачественные земли сельскохозяйственного назначения;

д) остаточный компонент производства биодизеля – жмых можно в дальнейшем использовать в качестве корма для скота.

Для производства биодизеля в разных странах мира используется рапс и его разновидности, соя, касторовое, кокосовое и пальмовое масло, растение ятрофа из семейства молочайных.

В последние годы учеными ведутся работы по совершенствованию технологии получения биодизеля из водорослей. Эксперты подсчитали, что с одного акра земли можно получить 2400 литров пальмового масла, а с водной поверхности – 3570 баррелей бионефти (где один баррель приравнивается к 150 литрам).

Диметиловый эфир:

Диметиловый эфир – отождествляется с топливом биологического происхождения, который отвечает всем требованиям экологически чистого продукта, не требующего дополнительных этапов очисток. Автомобили с двигателями внутреннего сгорания, работающие на диметиловом эфире, производит отечественный флагман автомобилестроения «КАМАЗ», китайский производитель «SAIC Motor», европейские корпорации «Volvo» и «Nissan».

Биогаз:

Биогаз, чаще всего выступает заменителем природного газа и представляет собой смесь метана и углекислого газа . Из биогаза можно также получать электрическую энергию или использовать готовый продукт в качестве топлива. Технология производства биогаза предусматривает расщепление сложных органических соединений под влиянием бактерий. Данный процесс получил название метанового брожения. Конечным продуктом метанового брожения является биогаз и органическое удобрение.

Сырьем для промышленного производства биогаза служит широкий перечень органических отходов:

– сладкая/соленая молочная сыворотка;

– отходы от производства биодизеля;

– виноградная выжимка, жом овощной и фруктовый;

– отходы переработки картофеля;

– отходы получения крахмала и патоки;

– отходы производства чипсов;

– отходы рыбного и забойного цехов;

– птичий помёт и навоз.

Биогаз можно также получать из силосных культур и водорослей. Одним из способов получения биогаза является сбор свалочного газа. Правильная организация сбора свалочного газа позволяет улучшить экологическую ситуацию в крупных городах.

Ключевой задачей биогазовых станций является улучшение экологии окружающей среды за счет переработки разлагающихся отходов с последующим получением органических удобрений. Только после выполнения вышеперечисленных задач ставится цель получения доступной электрической и тепловой энергии .

Биогазовые установки возводятся на птицефабриках, мясокомбинатах, водочных производствах и имеют статус высокоэффективных очистных сооружений. Современная биогазовая станция вполне может заменить санитарно-ветеринарный завод, который вместо переработки падали в мясокостную муку будет производить биогаз. В нынешних реалиях не менее половины птицеферм Европы отапливаются биогазом. Из одной тонны навоза КРС можно получить до 65 кубометров биогаза. Некоторые крупные автопроизводители Европы уже наладили сборку автобусов, работающих на биогазе.

Биоводород:

Биоводород – газообразный продукт, полученный из биомассы биохимическим или термохимическим способом.

При биохимическом способе воздействия – процесс расщепления биомассы инициируют особые бактерии. При термохимическом способе биомассу нагревают до 800°С без доступа кислорода. В ходе реакции из биомассы выделяется H₂, CO и CH₄.

Водород также могут производить из канализационных стоков или морской воды отдельные виды зеленых водорослей (к примеру, Chlamydomonas reinhardtii).

В промышленных масштабах применение водорода ограничено, поскольку при взаимодействии с воздухом образуется гремучая смесь, которая крайне взрывоопасна.

Влияние использования топлива биологического происхождения на экологию:

Во многих странах мира возрастает спрос на топливо биологического происхождения. В погоне за выгодой большинство поставщиков деревянных гранул наращивают объемы торговли, тем самым способствуя вырубке лесов и других зеленых насаждений.

Интригой до сих пор остается вопрос углеродной нейтральности биоэнергетики – ученые спорят, существует ли риск добавления СО₂ в атмосферу или доля таких выбросов не повлияет на природный баланс.

В некоторых странах Азии из-за непродуманных действий правительства, в связи с изъятием сельскохозяйственных земель из оборота, и выделением их под энергетические культуры ощущается острая нехватка продовольствия.

Биотопливо — элемент современной экологической системы и новое направление инвестиций для бизнеса

Экономические теории позапрошлого века стали приближаться к действительности. Стало возможно просчитать время окончания запасов в недрах и на земле, человечество задумалось над альтернативами их восполнения. Выход из сложившейся ситуации – биотопливо.

Примерные подсчеты сведены в поданную ниже таблицу.

Динамика пополнения биологических ресурсов земли

Последние десятилетия, несмотря на упорное сопротивление нефтяных, угольных и газовых промышленных корпораций, дали нам технологии переработки органических отходов и полученные из них всевозможные виды биотоплива, которые завоевывают все большее энергетическое пространство.

Биотопливные источники энергии стремятся стать не менее эффективными по основным показателям, чем нефть или газ.

Биологическое топливо как источник экологической энергии

Биологическое топливо производится из продуктов сельскохозяйственного происхождения, органических отходов жизнедеятельности человека в местах его концентрированного размещения.

Другими словами, сырьем для биотоплива является то, что до сих пор выбрасывалось и создавало огромные кучи мусора и свалки по всей планете. Вот что такое биотопливо, и посему оно приобретает все большую ценность в нашем мире.

В этом главное преимущество биологического топлива перед традиционными источниками получения энергии. Вторым существенным преимуществом является экологичность продуктов сжигания биотоплива в сравнении с канцерогенными выхлопами бензиновых и дизельных двигателей.

К существенным недостаткам биотоплива можно отнести следующие:

низкая теплотворная способность в сравнении с бензином;
более высокая себестоимость производства биотоплива;
коррозионность состава масел биотоплива для тех материалов, которые используются в частях машин и механизмов.

Справедливо сказать, что развитие технологий не стоит на месте, и, безусловно, специалисты и ученые стремятся упростить и удешевить получение биотоплива, при этом максимально улучшив энергетические характеристики каждого вида разрабатываемого биотоплива.

Прогресс в этом направлении огромен за то короткое время, что прошло с начала развития биотехнологий в топливе.

Изготовление биотоплива возможно буквально в любой точке планеты, в отличие от жестко привязанных к недрам нефти и газа. Рассмотрим основные его виды и технологии добычи.

Многообразие сырья для биологического топлива гарантирует полное обеспечение потребностей

Жидкое биотопливо получают из растительных масел путем перегонки масла с добавлением катализаторов и получения биодизеля и побочного продукта, глицерина.

Производство жидкого биотоплива каждый из нас наблюдал или производил самостоятельно в виде самогона, он же этанол.

В мире сырье для производства жидкого топлива используют различное, вот основные разновидности получаемого конечного продукта:

биоэтанол;
биометанол;
биобутанол;
диметилэфир;
биодизель.

Кукуруза — основное сырье для биоэтанола и биобутанола

Из кукурузы и сахарного тростника производят биоэтанол. Это производство на 90% развито в Бразилии и США, они основные поставщики сырья.

Широко известно производство из этих же составляющих биобутанола, что развивается в США.

Биобутанол является спиртом и имеет широкое применение в промышленности. Сырьем для него может служить также свекла, пшеница, маниока, ведется работа по расщеплению целлюлозы.

Культивация биопланктона для производства биотоплива

Рапс — основная масличная культура для производства биодизеля

Промышленная культивация биопланктона в воде поставляет сырье для метанола. Этот проект поддерживается всеми европейскими прибрежными странами, и является очень экономичным вследствие несметных запасов биомассы в мировом океане.

Экологически чистым видом биотоплива является диметиловый эфир. Производство его экономично, так как не требует дополнительных переработок по очистке, а продукт экологически чистый, содержание серы в нем практически стремится к нулю.

Самые высокие технические характеристики биотоплива получаются из рапсового масла.

Производство биодизеля из рапса включает следующие этапы:

тонкая очистка рапса;
отжим рапсового масла и получение жмыха;
этерификация рапсового масла через добавление катализатора;
сепарация или отделение биодизеля от глицерина.

Используется биологическое топливо в концентрированном виде или смешивается с традиционным топливом для дизеля в целях получения более чистых выбросов в окружающую среду.

Кроме рапса, для производства биодизеля может использоваться любое масло растительного или животного происхождения, а также жиры микробного происхождения.

Популярно использование в мире биобензина – вида жидкого биотоплива, основанного на 99,9% из этилового спирта и добавлении присадок и добавок, снижающих коррозию и сохранность резиновых частей в традиционных конструкциях двигателя и топливной системы автомобилей.

При регулярном использовании этого экологичного вида биотоплива конструкция автомобиля может быть изготовлена из другого конструкционного материала: нержавеющей стали или пластика, нерастворяемых этанолом.

В этом случае можно использовать в автомобиле в качестве топлива и обычный бензин, и биобензин.

Биотопливо е 95 – одна из популярных и применяемых в автомобильном мире марок биобензина.

Среди множества преимуществ использования е95 выделим основные:

сниженная цена топлива;
снижение концентрации вредных веществ — при сгорании удлиняет сроки эксплуатации масла, фильтров;
не образуется нагар на свечах зажигания;
свежий воздух вокруг вас при движении;
двигатель не перегревается во время сильной жары и в пробках;
этанол более безопасен при ДТП, так как имеет меньшую температуру возгорания и подверженность к взрывам, чем бензин.

К недостаткам использования биобензина специалисты причисляют повышение расхода топлива при использовании его в инжекторных моделях автомобилей, более низкую теплотворную способность в сравнении с традиционным топливом.

Стоимость производства единицы тепловой энергии

На сегодняшний день состояние мировой экономики и технологий не готово к массовому переходу на использование биотоплива, хотя задача сохранения экологии и окружающей среды продолжает оставаться ключевой для цивилизации.

Биологическое топливо имеет свои особенности, которые в условиях массового использования бензина, нефти, газа из недр земли, являются недостатками.

Конструкционные материалы, используемые во всех без исключения машинах и механизмах неустойчивы к реакциям биотоплива, корродируют, выходят из строя.

Новые конструкционные материалы, и тем более двигатели, устойчивые к воздействиям органических масел, пока не созданы или имеют недостаточно эффективные технические характеристики.

Другой глобальной проблемой при использовании органических растительных продуктов как сырья для биотоплива заключается в увеличении площадей посевов, которые на планете ограничены.

Современные технологии также не предлагают пока решений для массового внедрения.

Твердое биологическое топливо: экономичность и снижение себестоимости продукции

Из тех же органических продуктов, что и биотопливо жидкое, производится и твердое биотопливо, имеющее не менее широкую сферу применения в промышленности и сельском хозяйстве.

Итак, твердое топливо изготовляется из всевозможных продуктов органического происхождения. Это могут быть части растений, продукты их биологической переработки животными, отходы жизнедеятельности человека.
Основная трудность производства твердого биотоплива состоит в применении технологий для расщепления целлюлозы.
Ученые изучают различные естественные процессы, чтобы смоделировать процесс расщепления, происходящий в природе с помощью живых существ и их внутрижелудочной ферментации.
Сырьем для создания твердого биотоплива является так называемая биомасса — приготовленная в необходимой консистенции и составе готовая смесь из органического продукта.
Изготовление твердого биотоплива заключается в выжимании или выпаривании жидкости из биомассы при регулярном равномерном перемешивании и формирование сухого продукта.
Популярными и эффективными формами твердого биотоплива являются:

брикеты;
гранулы;
пеллеты.

Общая схема получения топлива из биомассы

Распространенным видом сырья для твердого биотоплива является древесина.

Как самые пригодные для производства твердого биотоплива используются:

сухие ветки;
щепки;
опилки;
отходы от работы деревообрабатывающей и лесной промышленности.

Если вам интересно, как производится твердое биотопливо — презентация работы пресса по изготовлению биотоплива из опилок, представлена на видео.

Производство топливных гранул из древесины

Сырье прессуется под большим давлением, без добавления каких либо составляющих в брикеты или гранулы цилиндрической формы, затем просушивается.

Такой продукт имеет хорошие показатели теплотворности и себестоимости, экологичен, практически не имеет каких либо отходов.

Для сравнения, примерная теплотворная способность органических источников тепла:

дерево влажное: 2400 ккал/кг, зольность до 30%;
дерево сухое: 2900 ккал/кг, зольность до 20%;
уголь бурый: 3910 ккал/кг, зольность до 40%;
уголь черный: 4900 ккал/кг, зольность до 30%;
брикеты из опилок: 4400 ккал/кг, зольность до 1%.

Таким образом, то же количество тепла можно получить, сжигая в два с половиной раза меньше сырья, если использовать биотопливо из опилок.

Производство пеллет из опилок

Производство биотоплива из отходов древесины приобрело распространенный характер, заводы по производству пеллет возводятся в прогрессирующих темпах.

Для обогрева жилых домов, производственных помещений широко используются котлы на биотопливе, для обслуживания больших площадей строятся экологичные котельные на биотопливе, применяющие топливные брикеты из древесины.

Биологическое топливо для биокаминов Fanola из древесины

Древесина используется как сырье в производстве топливной жидкости для каминов под названием Fanola. Это жидкость полностью биологического происхождения, не выделяющая токсинов при горении, не дымящая, не требующая при установке камина дымоходов и вентиляции.

Объем образующегося СО2 сравним с выдыхаемым человеком. Теплотворная способность биотоплива для камина Fanola на 40% выше, чем при сгорании древесины.

В приморских районах популярно производить биотопливо из водорослей. Низкая себестоимость, высокое содержание углерода в определенные периоды года, хорошая урожайность такого вида водорослей как морская капуста.

Laminaria digitata рассматривается как важнейшее сырье для производства биотоплива. Водоросли составляют более 50% всей биомассы на планете, при этом не требуют затрат на возделывание и самовосстанавливаются с известной периодичностью.

Совет. Если у вас небольшая ферма или производство, то установите себе оборудование для производства биологического топлива, так как оно окупится в ближайшие несколько лет.

Установки на биологическом топливе в домашних хозяйствах

Фермерские хозяйства и животноводческие комплексы успешно производят биотопливо из навоза. Технология основана на процессе брожения навоза под воздействием тепла в специальных герметичных бункерах, отделении жидких удобрений, выпаривании излишней жидкости и сушка твердого продукта.

При брожении выделяется биогаз, что используется для обогрева помещений и приготовления пищи, как биотопливо для теплиц или для печей.

Производство твердого топлива из навоза

Достаточные объемы собственного сырья делают такой безотходный животноводческий комплекс эффективным. Котельная на биотопливе, обслуживающая все участки собственного хозяйства, отопление, газ, электричество, полученные из собственного сырья, значительно удешевляют суммарную себестоимость продукции.

При наличии достаточного сырьевого ресурса несложно производить биотопливо своими руками. Экономически проект производства биотоплива в домашних условиях имеет смысл, когда его количество способно выполнить какую-либо самостоятельную энергетическую задачу.

Достаточно сделать расчет ежедневной нормы сырья для получения энергии, потребляемой ежедневно в хозяйстве на основные потребности, перечисленные ниже:

генератором биотоплива для поддержания процесса производства;
потребление энергии на обогрев помещений;
потребление энергии на приготовление пищи;
потребление энергии на обеспечение сельскохозяйственных производственных процессов.

Солома — основное сырье для топливных брикетов

Следующим этапом будет изучение самого технологического процесса, его протяженности во времени и необходимого оборудования. Необходимо иметь или изучить основы физики процессов, чтобы правильно построить.

Основные технологические конструкции и составные элементы нетрудно найти на фото в интернете. Инструкция по изготовлению часто выкладывается мастерами на форумах, и сами они охотно делятся секретами и вопросами, как сделать тот или иной элемент наиболее эффективно.

Домашние биотопливные установки могут производить данный ресурс разных видов и состояний, стопроцентно используя сырье и попутные продукты каждого из этапов его переработки.

Например, получая биотопливо для парника, параллельно производят биогаз для обогрева и приготовления пищи. Таким образом, из имеющихся отходов получаем биотопливо второго поколения.

В условиях домашнего хозяйства можно воссоздать многие технологии производства биотоплива так как они первоначально и были подсмотрены у природы.

Читайте также:

Как выполнить шлифовку деревянного пола

В основе их, получение энергии в результате естественных природных процессов:

нагревание естественным путем или с незначительным добавлением катализаторов;
сушка;
прессование в брикеты;
сбор газа от брожения навоза;
современные приборы контроля за процессами.

Заключительным в цепочке является транспортирование до места потребления, которым в большинстве случаев является котел.

Автономная канализация в частном доме своими руками и ее устройство

При отсутствии возможности подсоединения дома к центральной канализационной системе, единственным вариантом является автономная канализация в частном доме — своими руками ее сделать не слишком сложно, но для выполнения некоторых работ при необходимости можно привлечь специалистов и спецтехнику. Стоимость проекта в целом и время его реализации зависят от индивидуальных особенностей.

Виды очистных и накопительных сооружений

Утилизация стоков – один из определяющих вопросов при выборе схемы автономной канализации. От правильности выбора и эффективности работы очистного или накопительного сооружения во многом зависит комфорт проживания.

Для того, чтобы сравнить возможные варианты было проще, перечислим кратко особенности, преимущества и недостатки каждого из них.

Сооружения своими руками

Герметичная выгребная яма, с одной стороны, является классикой, с другой, эта классика все чаще уступает позиции более совершенным и экономичным конструкциям из-за своего основного недостатка – необходимости периодически вызывать ассенизаторскую машину для откачки содержимого. Услуги ассенизаторов – это не только хлопоты, но и неизбежные расходы. В то же время на этапе строительства выгребная яма является самым дешевым вариантом.

Совет: Не рекомендуется делать выгребную яму из бетонных колец или другого материала без дна для постоянного проживания в частном доме и/или при количестве объема стоков, превышающих 1 кубометр в сутки.

Самостоятельно построенные септики в зависимости от конструкции могут значительно увеличить временные интервалы между откачкой стоков или позволяют вовсе обойтись без ассенизаторов, ограничиваясь чисткой сооружения один раз в год или еще реже. Несомненно, материалы для строительства септиков своими руками придется покупать, однако с экономической точки зрения есть определенные преимущества:

можно использовать материалы б/у,
стоимость материалов ниже, чем готового сооружения,
нет необходимости тратить деньги на работу (за редким исключением необходимого применения подъемной техники).

Материалами для изготовления резервуаров при самостоятельном строительстве могут служить:

бетонные кольца,
бетон (для заливного строительства),
кирпич,
пластиковые крупные емкости (еврокубы).

Готовые решения

Готовые септики могут быть энергозависимыми или автономными. Требующими и не требующими откачки.

Среди имеющихся на рынке вариантов оборудования для утилизации канализационных стоков можно выделить две основные категории.

1. Энергонезависимые заводские септики отличаются по своим эксплуатационным возможностям и, соответственно, по стоимости. Чем более эффективно работает септик (производительность, степень очистки), тем больше он стоит, однако, тем выше и уровень комфорта и меньше усилий требуется для обслуживания.

На фото автономная канализация на базе энергонезависимого септика с доочисткой стоков на полях фильтрации

2. Станции локальной очистки (ЛОС) — это достаточно дорогостоящие, но более эффективные сооружения с возможностью очистки стоков с удалением до 98-99% примесей и получения пригодной для полива воды. Сбалансированные системы и использующиеся методы биоочистки делают ЛОС безопасными и удобными в эксплуатации. Основной недостаток ЛОС – высокая стоимость оборудования и необходимость в потреблении электроэнергии.

Пример устройства станции глубокой биологической очистки

Наиболее популярными моделями готовых очистных конструкций являются:

Танк,
Юнилос,
Тверь,
Топас.

Для самостоятельного устройства очистного сооружения вам может быть полезна схема септика из еврокубов, если вы решите выбрать этот материал.

А про строительство кирпичного септика есть информация здесь.

Как устанавливать септик Танк, а также про его устройство, мы рассказали на этой странице http://okanalizacii.ru/septiki/septik-tank-ustrojstvo-princip-raboty.html

Проектирование системы

Система автономной канализации в частном доме будет безотказно работать только в том случае, если при ее строительстве максимально учтены все нюансы эксплуатации, в том числе:

среднесуточный объем потребления воды (объем резервуара должен быть не менее трех суточных норм),
количество точек слива,
рельеф местности (очистное или накопительное сооружение лучше размещать в самой нижней точке),
уровень грунтовых вод (конструкция емкости и ее работа должны исключать вероятность их загрязнения),
расположение ключевых объектов на участке (существуют санитарные нормы, определяющие минимальные допустимые расстояния до источников питьевой воды, окон и дверей жилого здания, плодовых деревьев и огорода, автомобильной дороги и пр.).

Схема месторасположения автономной канализации на участке

Когда проектируется автономная канализация своими руками, схема включает в себя:

внешние коммуникации и очистное сооружение,
внутренние трубопроводы и оборудование,
вентиляционную систему.

Для того, чтобы разработанная система полностью соответствовала условиям эксплуатации и не испытывала перегрузок, в проект включаются следующие пункты:

количество проживающих (в том числе и отдельно посчитанное число возможных сезонно гостящих в доме родственников),
возможное число кратковременно одновременно посещающих дом гостей,
количество точек водозабора и их тип (оснащение их тем или иным оборудованием),
планировка участка (оптимально, если прилагается схема с указанием линейных размеров, площади, места расположения дома, надворных построек, источников питьевой воды).

Монтаж канализационной системы

Для того, чтобы понять, как сделать автономную канализацию в частном доме, можно рассмотреть весь комплекс работ, разделив его на отдельные блоки.

Внешние коммуникации

Внешний трубопровод представляет собой магистраль от жилого дома до места сбора или очистки сточных вод. Идеальным вариантом могла бы стать прямая линия от одной точки к другой, выполненная с необходимым уклоном, однако, далеко не всегда есть возможность проложить магистраль именно таким образом.

Кроме того, возможна врезка в эту магистраль дополнительных отводов (стоки из душевой, бани и пр.). Все повороты и места врезок представляют собой потенциальную опасность для образования засоров, поскольку при изменении скорости потока твердые примеси могут задерживаться на стенках труб.

В связи с этим следует соблюдать определенные правила:

Для исключения резких изменений направления движения стоков, которые могут стать причиной образования засоров, для монтажа используются косые крестовины и тройники, а также отводы с углами 15, 30 и 45 градусов.
Все места изменения направления и врезок дополняются ревизионными колодцами.

Еще одним важным моментом является выбор труб для наружной системы. Возможно использование изделий из:

пластика,
чугуна.

Пластиковые трубы из ПВХ для наружной канализации должны быть оранжевого цвета, а для внутренней — серого

При выборе учитывается не только стоимость, но и характеристики труб.

Если в канализацию заведен сток от посудомоечной и стиральной машин, лучше не применять полимерные материалы, чувствительные к высокой температуре хотя бы в начале магистрали, где стоки еще не остыли.
На участках, проложенных под дорожками, тротуарами и, тем более, под дорогой для въезда машин на участок используются только самые прочные чугунные трубы.

Существуют и другие нюансы, которые следует учитывать, решая, как сделать автономную канализацию в частном доме.

Слишком высокая, как и слишком низкая скорость потока могут стать причиной образования засоров, поэтому важно обеспечить на протяжении всей магистрали стабильный уклон 2% (2 см снижения уровня на каждый метр длины).
Наружные коммуникации укладываются в траншеи, глубина которых должна быть больше глубины промерзания грунта в данном регионе).
Коммуникации нуждаются в обязательной теплоизоляции, если нет возможности проложить их ниже уровня промерзания почвы. При укладке в непромерзающем слое можно обойтись без дополнительной защиты
Для долговечности системы все трубы кроме пластиковых необходимо также защитить от воздействия влажности.
Кроме ревизионных колодцев в сложных местах системы, аналогичные сооружения ставятся по всей длине из расчета – 1 колодец на 10-15 метров магистрали.

Внутренняя система

Внутренняя автономная канализация в частном доме своими руками выполняется из полипропиленовых или ПВХ труб. В этом случае также следует учитывать температуру стоков и восприимчивость материала.

Диаметр труб выбирается в зависимости от объема и типа стоков в каждой точке. Для умывальников достаточно отводов диаметром 50 мм, а для унитазов и общих коллекторов – 110 мм. Величина уклона, необходимого для похода стоков без задержек и образования пробок зависит от диаметра магистрали: для труб диаметром 50 мм он составляет 3% (3 см на каждый метр длины), а для труб диаметром 110 мм – 2% (2 см).

Cхема автономной канализации в частном доме

Для предотвращения обратного тока при возникновении засора рекомендуется устанавливать обратные клапаны (на каждый отвод отдельно или общий на коллекторный трубопровод). При монтаже внутренних канализационных систем также используются гидрозатворы или сифоны, способные предотвратить попадание в помещение неприятных запахов из канализации.

Важнейшим элементом канализационной системы является точка соединения ее внутренней и внешней составляющих, так называемый выпуск из дома, который является переходом внутридомового коллектора с магистралью, транспортирующей стоки к септику.

Если канализация устраивается в уже построенном доме, возможен монтаж выпуска над поверхностью земли. В этом случае потребуется качественная теплоизоляция для предотвращения промерзания.
Выпуск через фундамент ниже уровня промерзания почвы снижает степень риска и является предпочтительным. Возможность сверления отверстия для прокладки трубы после строительства здания определяется индивидуально. Лучше всего устроить такой выход на этапе постройки.
Выпускная труба через стену должна проходить с установкой гильзы, которая защищает от повреждений и деформации выпускную трубу. В роли гильзы выступает, как правило, отрезок трубы большего диаметра (на 10-15 см), позволяющий укладку в него трубы выпуска и выступающий на 10 см за пределы фундамента с двух сторон.
При сверлении отверстия и установке гильзы важно учитывать необходимость уклона коммуникаций по направлению к септику. Положение гильзы способно определить величину этого уклона.

Выпуск канализационной трубы

Вентиляция канализационной системы

Как работает автономная канализация частного дома во многом зависит от эффективности вентиляции. Последняя призвана нормализовать давление в трубопроводах, изменяющееся при спуске воды, а также отводить из системы газы. Наличие вентиляции позволяет также продлить долговечность системы, исключая вероятность возникновения гидроударов.

Кроме того, своевременный приток воздуха в зону разреженности, возникающую при спуске воды, исключает вероятность ее захвата из сифонов, который обычно сопровождается неприятными звуками. Классическим решением является установка фановой трубы с выводом ее свободного конца на крышу.

При строительстве следует учитывать определенные требования и особенности.

Фановая труба должна располагаться на кровле выше остальных (дымовой, вентиляции дома).
Расстояние от фановой трубы до ближайшего окна или балкона по горизонтали должно составлять не менее 4 м.
Оптимальный диаметр фановой трубы – 110 мм (такой же как и диаметр внутреннего стояка). С одной стороны, он обеспечивает необходимую тягу, с другой – при такой величине для системы не является критичным частичное сужение прохода из-за образования наледи в морозную погоду.

Устройство автономной канализации в частном доме все чаще дополняется воздушными клапанами, которые могут заменить общую вентиляцию или работать вместе с ней. Мембранные или штоковые конструкции реагируют на изменения давления. В зависимости от модели клапаны могут работать только на впуск или на впуск и выпуск воздуха. Устанавливать клапаны можно на общем трубопроводе или на отводах отдельных сантехнических сооружений. Часто целесообразным является монтаж подобного устройства только на отвод стиральной машины, поскольку именно она сливает воду с определенным напором, тем самым резко изменяя давление в трубопроводе.

Автономная канализация своими руками: пошаговая инструкция

Грамотно обустроенная автономная канализация является важнейшим инструментом, позволяющим владельцу частного участка эффективно решать задачи по отведению и очистке сточных вод. Лишь после создания частной канализации дом становится по-настоящему комфортабельным и благоустроенным жильем, в полной мере соответствующим всем действующим стандартам.

Автономная канализация своими руками

Благодаря канализационной системе, у жильцов появляется возможность пользоваться водой без любого рода ограничений: устанавливать гидробоксы и ванны, стиральные машины и т.д.

Автономная канализация своими руками

С обустройством элементарной автономной канализации можно справиться без сторонней помощи. Вся работа сводится к установке емкости, прокладке труб и обеспечению правильного функционирования созданного комплекса.

Требования к автономной канализации

Прежде чем приступать к проведению мероприятий по обустройству автономной канализации, нужно изучить соответствующую информацию и сделать выводы касаемо эффективности той или иной разновидности существующих систем.

Автономная канализация своими руками

Практический опыт позволил в достаточной мере проанализировать доступные данные и сделать ряд важных выводов в отношении того, какой должна быть по-настоящему эффективная и качественная автономная канализация.

Чтобы система в полной мере справлялась со всеми возлагаемыми на нее задачами, она должна соответствовать следующим требованиям:

иметь показатель эффективности очистки как можно ближе к 100%. Минимально допустимое значение – 95-97%;
быть аккуратной и компактной;
обеспечивать чистоту процесса очистки;
предоставлять возможность для усовершенствован ия и повышения производительнос ти;
быть простой и надежной в использовании;
иметь достаточный запас стойкости к изменениям нагрузок;
работать без образования запаха и шума;
иметь низкое энергопотреблени е;
не требовать существенных финансовых вложений на обустройство;
иметь простую конструкцию;
эффективно работать в разнообразных климатических условиях;
предоставлять возможность для удобного выполнения ремонтных и профилактических работ. Технические характеристики септиков Локос Технические характеристики различных модификаций септика Топас

Технические характеристики септика Альта Био

Таким образом, к современной автономной канализации предъявляется достаточно много различных требований. Однако на практике все оказывается гораздо проще, нежели в теории.

Цены на септики ТОПАС

Готовая канализация, обустроенная с учетом всех рекомендаций, будет служить безо всяких нареканий в течение максимально продолжительного времени. При этом система будет соответствовать действующим санитарно-гигиен ическим нормам, что избавит владельца от неприятных разбирательств с соответствующими инстанциями.

Как работает автономная канализация?

Современные канализационные системы компактны, максимально удобны, практичны и просты в монтаже, а также экологически безопасны. Наибольшей популярностью пользуются системы, совмещающие в себе функции очистки и подачи кислорода в рабочие емкости.

Принцип работы септика

Подобные канализации создаются с использованием материалов высочайшего качества. Обычно основным материалом является полипропилен. Он характеризуется отличными показателями прочности, экологичности, теплопроводности и имеет небольшой вес.

Схема работы

На современном рынке представлен большой ассортимент различных станций биологической очистки стоков. При этом все они функционируют по примерно одинаковому механизму. За очистку стоков отвечают определенные бактерии, использующие органические отходы в качестве источника энергии. Для полноценной жизнедеятельност и таким бактериям необходим кислород.

Септик Юбас

Система очистки стоков работает по предельно простой схеме. На первом этапе осуществляется искусственное насыщение стоков воздухом, необходимым для жизнедеятельност и бактерий. В процессе своего развития бактерии съедают и минерализуют органику, входящую в состав канализационных вод.

Подобные био-станции характеризуются очень высоким показателем очистки сточных вод. В результате очищенную воду можно будет безо всяких опасений применять для полива садовых растений либо же сливать в подходящее для этого место.

Монтажная схема ТОПАС 5

Дополнительным преимуществом автономной канализационной системы является отсутствие необходимости выполнения сложных расчетов для установления оптимальных габаритов камеры и предполагаемого объема сточных вод.

Сведения о проектной мощности станции приводится в ее названии. К примеру, одна из известнейших систем очистки стоков – астра канализация 5 – справится с очисткой стоков, создаваемых пятью пользователями. А высокопроизводит ельная станция под названием Топаз 150 сможет обслуживать дачный либо коттеджный поселок на 150 жителей.

Советы по монтажу элементов автономной канализации

Чтобы автономная канализация в полной мере справлялась с решением всех возлагаемых на нее задач, монтаж ее основных элементов должен быть выполнен в соответствии с рядом требований, а именно:

наклон труб канализации от дома к емкости должен находиться в пределах 2-5 градусов. В противном случае нормальное и беспрепятственно е отведение стоков будет невозможно;
для обеспечения надежной фиксации труб и исключения риска их деформации при просадке грунта землю в вырытых траншеях нужно тщательно утрамбовать либо же залить слоем бетона;
монтаж труб канализационной системы нужно стараться выполнять по как можно более прямой траектории;
стыки элементов канализационной системы должны быть герметичными. Для обеспечения требуемой герметичности используйте жидкую глину либо же современные специально предназначенные для такой работы средства;
длина прямых участков канализационных труб не должна превышать 500 см в случае монтажа 5-сантиметровых труб и составлять не более 800 см в случае укладки 10-сантиметровых труб;
емкость для сбора отходов должна быть установлена на расстоянии не менее 10 м от жилых построек;
поворотов и загибов по возможности быть не должно. Если исключить такие участки не получается, в подобных местах нужно обязательно сделать смотровые колодцы.

Схема многокамерного септика

Руководство по обустройству автономной канализации

Первый шаг

Выберите место для установки септика. Минимально допустимое расстояние от септика до жилых построек и дорог – 5 м, до садовых деревьев – 3 м, до водяного источника – 50 м.

Выберите место для установки септика

Второй шаг

Приступайте к выполнению земляных работ. Размеры котлована под установку септика должны превышать габариты самой емкости на 30 см с каждой стороны.

Цены на септики Alta Group

Технологией разрешается устанавливать септик и биофильтр в общий котлован.

Септик опускают в котлован

Траншею для укладки внешних труб ройте с 2-сантиметровым уклоном на каждые 100 см длины трубопровода.

Третий шаг

Утрамбуйте дно котлована и залейте его бетоном. Установите пластиковую емкость на застывшую бетонную площадку. Дополнительно закрепите септик на бетонном основании при помощи тросов.

Септик прикреплен тросами к металлической арматуре бетонной подушки

Четвертый шаг

Соберите канализационную систему. Подведите трубы в соответствии с вашей схемой. На этом же этапе заполните блоки биофильтра керамзитом и биоактивным абсорбентом.

Подключение трубопроводов

Пятый шаг

Выполните обратную засыпку землей и песком либо цементно-песчано й смесью послойно. Каждый слой засыпки тщательно утрамбовывайте. Одновременно с этим заливайте в септик воду до уровня, немного превышающего уровень засыпанного материала.

В септик наливается вода

Трубы засыпаются сначала песком, а после грунтом. Утрамбовывать засыпку не нужно.

Обратная засыпка Обратная засыпка

Подключение труб в доме выполняйте в соответствии с условиями вашей ситуации. В этом моменте все индивидуально.

Цены на септики ЭкоПром

Таким образом, в собственноручном оборудовании автономной канализационной системы нет абсолютно ничего сложного. Готовый комплекс будет эффективно справляться со всеми возлагаемыми на него задачами, избавляя владельца от множества хлопот, связанных с очисткой сточных вод. Следуйте инструкции и все обязательно получится.

Монтаж септика ТОПАС 30 ЛОНГ (схема) Монтаж инфильтраторов Крышка септика

Видео – Автономная канализация своими руками

Правильный септик своими руками

Канализация — одна из важнейших инженерных систем загородного дома. От её правильной и бесперебойной работы во многом зависит уровень комфорта проживающих в коттедже. Зачастую начинающие застройщики, стремясь сэкономить, торопятся сделать септик без должных знаний о поглощающей способности грунта на участке, уровне грунтовых вод и санитарных норм, применяемых к данному типу сооружения. В результате септик превращается в обычную выгребную яму, заполненную водой.

Дело усугубляется тем, что раскапывать трубы или лезть в уже введённые в эксплуатацию колодцы, наполненные «чёрными и серыми водами», чтобы ликвидировать поломку или провести модернизацию, ни у кого нет желания. Выход один — сделать сразу всё, как надо, с первого раза, а поможет вам в этом опыт пользователя портала с ником PavelTLT.

Как сделать самодельный септик из железобетонных колец.
Как провести гидравлические испытания канализационного трубопровода.
Сколько стоит сделать септик из Ж/Б колец.

Септик своими руками

Септик из бетонных колец я начал строить в 2013 году, ещё до начала возведения дома. Спланировал всё заранее, а также учёл точку выхода канализационной трубы из фундамента. Первым делом выкопал котлован для колец размером 2000х4000 мм и глубиной 3000 мм. Котлован копал экскаватор-погрузчик.

Механизированным способом котлован выкопали за 1 час, вынув 24 куб. м грунта. Стоимость копки (прим.: здесь и далее цены указаны за 2013-16 годы) — 1500 рублей за 1 час. Сумма минимального заказа – 4 часа. 1 час пользователь заплатил за дорогу, т.к. участок находится от города в 15 км.

Важно: практика показывает, что чаще всего на земляные работы выгоднее привлекать технику, чем пытаться выкопать котлован силами наёмных рабочих. Чтобы не гонять трактор или бульдозер несколько раз на копку септика, а потом траншеи, лучше подгадать так, чтобы сделать за один раз максимальное количество работы. Например, пользователь заказал экскаватор, чтобы вырыть фундамент, выровнять участок и заодно выкопать яму под септик.

Следующий шаг — копка траншеи от дома до септика для укладки канализационной трубы «110-ки» длиной 10 метров.

Глубина траншеи от 1400 до 1600 мм, т.к. соблюдался уклон в 2 см на 1 погонный метр трубы. Также делался запас на выравнивающую песчаную «подушку» толщиной 100 мм с расчётом, что трасса войдёт в котлован на глубине 1500 мм.

Ширина траншеи примерно 35 – 45 см. Копал её 1 чернорабочий. Всего он вынул 6 кубов грунта, на что у него ушел один день. Заплатил за эту работу 1000 руб. и накормил рабочего хорошим обедом.

Затем пользователь купил «рыжие» канализационные трубы, предназначенные для укладки наружной части трассы, идущей в земле. Это:

Канализационные трубы диаметром 110 мм и длиной 3000 мм. 5 шт. по цене 631 руб. за 1 шт. Итого: 3155 руб.
Поворот под 45 градусов. 2 шт. по 69 руб. Итого: 138 руб.
Заглушки – 2 шт. по 41 руб. Итого: 82 руб.
Стальная труба диаметром около 16 см — «гильза» для вывода канализационной трубы через фундамент. 1шт. длиной 2500 мм. Итого: 900 руб.

Уложив и смонтировав трубы на дне траншеи, пользователь решил произвести гидравлические испытания системы до того, как трасса будет засыпана грунтом. Для этого он заглушил вывод канализационной трубы в котловане, а в вертикальный отвод в «доме» залил 5 литров воды.

В результате заглушка не выдержала давление столба воды на вертикальном участке и вылетела. При второй попытке PavelTLT повернул конец трубы в котловане так, чтобы заглушка упёрлась в стенку ямы.

Снова залил в трубопровод воду и стал следить за уровнем (зеркалом) воды в вертикальном отводе.

Из-за перекоса последней секции трубопровода появилась небольшая течь. За 1 час вода в вертикальном отводе опустилась от верха вниз примерно на несколько сантиметров. Буду дорабатывать участок, где идёт утечка. На мой взгляд, лучше заранее всё проверить, чем закопать трубы на авось, а потом думать куда деваются стоки.

Монтаж колец под железобетонный септик

Септик пользователя представляет собой классическую и хорошо отработанную схему из бетонных колец, объединённых в два колодца соединённых переливами.

Первый колодец имеет герметичное дно, второй — фильтрующий, без дна, будет перфорирован и обсыпан щебнем.

В этой статье рассказывается, как сделать поверхностный септик из еврокубов при высоком уровне грунтовых вод. По словам пользователя, сначала он хотел купить «гостовские» бетонные кольца. Поискав, нашел следующие предложения:

бетонное кольцо диаметром 1500 мм – 3840 руб.;
бетонное кольцо диаметром 700 мм – 1580 руб.;
переходная крышка с кольца диаметром 150 см на кольцо диаметром 70 см – 3800 руб.;
дно для бетонного кольца – 5300 руб.

Последняя сумма (дно для первого герметичного колодца) совершенно не вписывалась в запланированный бюджет. Спросив у производителя почему дно стоит так дорого, пользователь выяснил, что дно на кольцо диаметром 1500 мм идет диаметром 2000 мм. Отсюда и высокая цена.

Сначала я хотел залить дно первого колодца бетоном-самомесом, но решил поискать ещё. В итоге нашел «негостовские» подходящие мне кольца и дно, которые делают местные небольшие производства, по демократичной цене и хорошего качества. В итоге я купил:

дно диаметром 1800 мм – 1 шт. – 2400 руб.;
кольцо диаметром 1500 мм, высотой 900 мм – 2 шт. – 3100 руб.;
кольцо диаметром 1500 мм, высотой 600 мм – 2 шт. – 2500 руб.;
крышка «15» с отверстием на кольцо диаметром 700 мм – 2 шт. – 2400 руб.;
кольцо диаметром 700 мм, высотой 600 мм – 4 шт. – 1250 руб.;
полимерно-песчаный люк – 2 шт. – 1250 руб.

При монтаже колец первого колодца стыки обмазали цементно-песчаным раствором, а между кольцами второго (фильтрационного) колодца вставили (для дренажа) обломки плоских камней.

На картинке ниже видно, что глубина котлована и траншеи совпали, а верх кольца выступает на запланированную величину.

Монтаж люков пользователь оставил «на потом».

Для проверки колодцев, PavelTLT, из арматуры «12-ки», сварил лестницу длиной 3 м, по которой можно спустится вниз для ревизии системы.

Следующий этап – доработка фильтрационного колодца и окончательная гидравлическая проверка собранной канализационной системы.

Монтаж переливов в септике и гидравлические испытания канализационного трубопровода

Для создания фильтрационной «подушки» второй колодец аккуратно обсыпали гранитным щебнем фракции 5-20.

Также пользователь задумал увеличить фильтрующую способность второго колодца, пробурив отверстия в стенках кольца. Но для начала надо проверить герметичность системы, т.к. с момента укладки труб в траншею прошло много времени.

Гидравлические испытания состоят из нескольких шагов:

Заглушаем выход канализационной трубы заглушкой, чтобы она не вылетела под давлением воды.

Наполняем верхний отвод водой.

Следим за уровнем «зеркала» воды.

Почти сразу я увидел, что вода уходит. Значит система не герметична. Пошел искать утечку. Хорошо траншею ещё не засыпал.

После осмотра труб выяснилось, что вода сочится из крайнего к септику стыка.

По словам пользователя, скорее всего при монтаже подвернулся уплотнитель. Решение проблемы — поставить 1 трубу большей длины, чтобы уменьшить количество стыков и тщательнее проводить монтажные работы.

Также PavelTLT занялся перфорированием стенок колодца. Выяснилось, что дело это сложное, долгое и муторное. Отверстия бурились коронкой диаметром 45 мм мощным перфоратором. При попадании зуба коронки в арматуру его ломало, или перфоратор выбивался из рук. Сделав несколько отверстий самостоятельно, пользователь решил нанять на эту работу помощников, и вот что в итоге вышло:

Первый рабочий за 8 часов пробурил 70 отверстий.
Второй рабочий смог за 7 часов пробурить только 45 отверстий. Не сумев пару раз удержать заклинивший перфоратор в руках и получив инструментом по голове, подсобник отказался от работы.

Оплата труда рабочих за 2 дня – 2.4 тыс. руб.
Сломано 3 буровые коронки – 1170 руб.

Итого: на бурение 115 отверстий потрачено 3570 руб.

После расчётов пользователь выяснил, что перфорация кольца составила 8% от общей площади стенок (с учётом щели между двумя кольцами), при требуемом минимальном коэффициенте 10%. Вычислив необходимую площадь оставшейся площади перфорирования (0.24 кв. м), PavelTLT взялся за инструмент сам.

В первую очередь пользователь пробурил отверстия диаметром 12 см под вывод канализационной «110-й» трубы и переливы.

Затем расширил уже пробурённые отверстия, превратив их в вертикальные щели и, тем самым, увеличив площадь перфорации.

Я в общей сложности сделал 14 щелей 300 х 45 мм, общей площадью 0.34 кв. м. Значит, общая площадь перфорации больше 10%.

На этом этапе, строительство септика вошло в завершающую фазу.

Итак, в септик ввели «рыжую» канализационную трубу.

Перелив также сделан из «рыжей» трубы.

Тройники – из серой.

На финише пользователь провёл стресс гидравлические испытания.

Для этого, чтобы не использовать компрессор и предварительно, как следует заглушив отверстие вывода в септик, PavelTLT смонтировал в доме вертикально поставленную трубу.

Итого: высота водяного столба – 1500 мм (труба в доме) + 1500 мм высота вертикального ввода, закопанного в траншее = 3 метра = 0.3 атмосферы. Это превышает величину испытательного давления, необходимого для проверки трубопроводов систем водоснабжения и канализации, сделанных из полимерных материалов в 2 раза.

Вода налита в систему по верхний срез трубы.

Выждав примерно 1.5 часа, пользователь долил воды, чтобы система «устаканилась».

Заполненный водой канализационный трубопровод оставили на 17 часов. Вода немного ушла.

Взяв стеклянную банку ёмкостью 1 литр, пользователь долил воду в трубу и по оставшемуся количеству жидкости (почти ничего не осталось) в банке узнал, сколько всего ушло воды.

Утечка воды составила около 1 литра на 15 метров трубы за 17 часов. Это 0.065 литра в минуту на километр трубы при нормативе 0,6 литра, а значит, в 10 раз меньше нормируемого значения. Гидравлические испытания канализации пройдены!

В завершении работ пользователь замазал все щели и проходы труб в колодцах цементно-песчаным раствором.

Когда раствор высох дополнительно покрыл его жидким стеклом.

Смонтировал вентиляционную трубу (приточку).

Окончательно обсыпал фильтрационный колодце щебнем.

Закопал траншею и септик.

Выровнял участок трактором.

Узнать про особенности эксплуатации самодельного септика можно в теме PavelTLT «Своя канализация “по уму”. Фотоотчет». В нашей статье рассказывается о том, как правильно смонтировать фановую трубу и для чего она нужна, а в этом материале – ещё одна конструкция септика из бетонных колец по улучшенной схеме.

В видео показана система беспроблемной канализации для загородного дома.

Автономная канализация и ее устройство в частном доме. Особенности разводки и планировки

Проживание без удобств сегодня мало кого устроит, тем более что канализация в частном доме дело хоть и хлопотное, но многие действия вполне можно выполнить своими руками, главное ответственно подготовиться — в сети много фото и видео на эту тему.

В частных домах канализационные и водопроводные системы, обычно, остаются в тени, как в прямом, так и в переносном смысле, именно поэтому их организация нередко вызывает ряд вопросов у домовладельцев. Основная сложность устройства санитарной системы заключается в том, что она точно регламентируется нормативами, но умение в них ориентироваться могут помочь правильно выбрать проектировщика, а возможно, и составить схему коммуникаций самостоятельно. Кроме этого существует целый ряд нюансов и практических рекомендаций по оборудованию канализации, с которыми также стоит ознакомиться заранее.

Проведение расчетов и схема проекта

Канализационная система может быть выполнена двумя способами: с подключением к центральному очистному сооружению или с использованием автономного оборудования. Но независимо от этого, коммуникации внутри дома и их разводка снаружи не отличаются.

Устройство канализации в частном доме начинают с планировки. Схема коммуникаций выполняется на бумаге или в специальной программе и строится в несколько этапов.

проект канализации частного дома

Чертится точная планировка помещений в масштабе с учетом стен.
Отмечаются места установки сантехники, ее размеры, способ подключения.
Определяются места проведения канализационных труб их тип, диаметр.

Схема канализации обязательно строится с учетом нескольких важных нюансов.

Разводка коммуникаций, как правило, разрабатывается таким образом, чтобы резких поворотов было как можно меньше.
Если канализация проводится в неотапливаемом помещении, ее утепляют.
Очистные сооружения располагают с учетом особенностей ландшафта, должен быть
обеспечен удобный подъезд для их очистки и хороший сток по наружной
системе.

схема автономной канализации частного дома

Обращают внимание на вид грунта, климат и наличие грунтовых вод. Отталкиваясь от
этих данных, определяют глубину траншеи, в которой будут прокладываться
наружные коммуникации и тип очистного сооружения.

Выбор материала

К материалам, которые используются для устройства канализации, предъявляют ряд требований:

устойчивость к химическим соединениям;
возможность подключения всех санитарных объектов;
совместимость внутренней и наружной систем, если для их реализации используются трубы из разных материалов;
высокие потребительские качества: простота в монтаже, обслуживании, ремонте;
достаточная прочность и долговечность.

Для устройства системы канализации в частном доме используют несколько видов труб, чаще это чугун или пластик.

труба для канализации и водопровода

Чугунные применяются достаточно давно, они прочные и долговечные, но наряду с этим обладают большим весом, что усложняет их монтаж, а шероховатость внутренних стенок создает гидравлическое сопротивление во время движения стока, что приводит к образованию отложений и повышает риск возникновения засоров. Стоимость их достаточно высока.
Пластиковые канализационные трубы являются наиболее оптимальным вариантом, они легкие и простые в монтаже, сравнительно недорогие и отличаются гладкой внутренней и внешней поверхностью. Срок службы продолжительный. К недостаткам можно отнести небольшую механическую прочность. Для системы канализации могут использоваться пластиковые трубы, изготовленные из поливинилхлорида, полипропилена или полиэтилена, последние, чаще бывают гофрированные и укладываются снаружи.

Основные требования к диаметру канализационных труб

Существуют установленные нормы для системы канализации, диаметр труб подбирают с учетом предполагаемого объема сточных вод и вида используемых сантехнических приборов.

Сечение основных стояков – от 100 мм.
Для ванной или душевой кабины – 50 мм.
Для унитазов – более 100 мм.
Для умывальников или биде – 30-45 мм.
Когда разводка соединяет несколько санитарных приборов, устанавливается труба диаметром более 75 мм.

Сооружение внутренних сетей: видео

Основной элемент внутренних канализационных сетей – вертикальный стояк. К нему от сантехнических приборов вода подходит самотеком. От стояка по горизонтально расположенным коммуникациям большего диаметра стоки выходят в наружную сеть и попадают в очистное сооружение. Планировка домов нередко составляется с учетом требований к канализации, кухни и санузлы располагаются максимально близко к стояку.

Сантехника подсоединяется к системе канализации посредством U-образного сифона, на дне которого неизменно остается небольшое количество воды, такой барьер (гидрозатвор) задерживает зловонные запахи. Часто гигиенические приборы поступают в продажу, уже укомплектованы сифоном, в унитазах он всегда встроенный.

Любая горизонтальная труба внутренних сетей обязательно должна находиться под уклоном, по направлению от гигиенических приборов к стояку, но не более чем на 0,15 %. Если трубу необходимо повернуть, то сделать это нужно плавно, используют одно или несколько колен, в зависимости от угла поворота.

внутренняя канализация

Унитаз к стояку всегда подключают отдельно, при этом другая сантехника обязательно подсоединяется выше, это препятствует выходу через ее сливы стоков с нечистотами. Также стоит учесть, что на участке между стояком и унитазом не должно быть подсоединено других санитарных приборов. Канализационный стояк, если он будет скрыт под отделкой, обязательно снабжают ревизионным люком.

Важно! Длина труб между стояком и сантехникой не должна превышать 3 метров, для унитазов –1 метр, если расстояние необходимо увеличить используют трубы большего диаметра.

Сооружение наружных сетей

Планировка наружных канализационных сетей начинается с анализа участка и климата, что позволит определить необходимую глубину траншеи для коммуникаций. Далее выбирают тип очистного сооружения и его расположение, с учетом того, что чистка канализации в частном доме рано или поздно понадобится в любом случае. Составляется схема.

В траншее перед укладкой труб делают амортизирующую подушку, чаще из песка. Трубы укладывают, соблюдая необходимый уклон. Если залегание невозможно обеспечить настолько глубоко, насколько это нужно, их утепляют.

В месте соединения наружной и внутренней канализации, если оно находится под землей, на поворотах, а также у входа труб в очистные сооружения устанавливают ревизионные люки. Иногда в системе выполняют монтаж обратного клапана, он предупредит попадание нечистот и крыс во внутреннюю систему канализации при переполнении очистных сооружений.

Вентиляционная система для канализации

В канализационной системе вентиляция обеспечивает нормальное поступление воздуха и поддерживает тем самым необходимое давление и бесшумное удаление бытового стока. При ее отсутствии резкий слив больших объемов воды создает разрежение воздуха в коммуникациях, а это в свою очередь, способствует засасыванию воды из сифонов.

Если в ближайшее время барьер не будет восстановлен, а именно, заполнен водой, то зловония начнут заполнять жилое помещение.
В частных домах вентиляцию системы обеспечивает фановая труба, которая устанавливается в верхней части стояка, поднимается над скатом на высоту до 1 метра и прикрывается дефлектором.

Вентиляция для канализации

Если по каким-то причинам устройство фановой трубы невозможно, схемасоставляется с учетом установки аэрационного клапана, он не пропускает запахи наружу, но проводит воздух внутрь системы и препятствует его разрежению в трубах.

Выбор автономного очистного сооружения

Схема организации автономной канализации обязательно предусматривает наличие очистных сооружений, их существует несколько типов.

Выгребная яма – простой и достаточно экономичный вариант. Фактически, она
представляет собой кирпичный или бетонный колодец с крышкой и открытым
дном, через которое стоки попадают в грунт. Но даже с учетом этого, со
временем яма наполняется и чтобы откачать из нее излишки потребуется помощь ассенизатора, а значит, заранее необходимо организовать подъезд для достаточно габаритной машины. Также стоит учесть, что вокруг люка будет присутствовать неприятный запах.
Накопительный бак представляет собой закрытую емкость, которая может быть выполнена из различных материалов: полиэтилен, стеклопластик, металл или железобетон. Накопитель закапывают в землю, а чтобы откачать из него жидкость вызывают ассенизатор, то есть, как и в случае с выгребной ямой, машине нужно обеспечить подъезд.

Выгребная яма, накопительный бак, септик и биостанция

Септик от накопителя отличается, в первую очередь тем, что бак разделен на
несколько секций, в них нечистоты отстаиваются без доступа кислорода.
Чистка такого бака происходит во время так называемой анаэробной фазы.
Биологическая станция очистки сегодня наиболее современное и экологическое решение, но для работы системы потребуется электропитание, и схема канализационных коммуникаций должна быть составлена соответственно. Стоки в баках очищаются на 90-95%, поэтому при обслуживании бака очищенную воду без запаха и примесей можно смело выливать в открытый грунт. При установке биологических станций тип грунта и уровень подземных вод не имеет значения.