כהמשך למאמר הפותח שסקר את הרעיון שעומד מאחורי מערכת הביו-גז, במאמר זה נצלול לעומק התכנון של מערכת הביו-גז הביתית.

ראשית, סכנות

1. מערכת הביו-גז היא “צעצוע” נחמד, אך כדי להיות הבעלים של מערכת זאת יש לגלות אחריות. נכון שתחזוקה ותפעול המערכת אורך כמספר דקות על בסיס יומי, אך תפעול שגוי יגרום לפגיעה באוכלוסיית החיידקים (מה שיצריך תקופת התנעה חוזרת של 8 חודשים), ואף לנזק סביבתי של פליטת מתאן. יש להדגיש בשלב זה כי בהתאם לחוק של מדינת ישראל, מערכת ביו-גז ביתית איננה מוגדרת במסגרת החוק, ואציין שאינני מדרבן אף אדם לעבור על החוק.
2. המתאן הנו גז חממה הגרוע פי 22 מפחמן דו חמצני. המערכת אכן יוצרת מתאן, אך על ידי שריפתו הוא הופך לפחמן דו חמצני וחוסך שימוש בדלקים לא מתחדשים. במידה ולא נשתמש בגז המתאן (למשל עקב נסיעה לחו”ל) קיים החשש כי המערכת לא תצליח לאחסן את הגז העודף וגז ייפלט לסביבה.
3. גורם נוסף שיש לקחת בחשבון הוא הרחקתם של בריות בכללן (בעלי חיים, ילדים ומבוגרים) מהמערכת, מכיוון שמדובר באוכלוסיות חיידקים שונות, קיים חשש לחיידקים מחוללי מחלות (פתוגנים). על כן ננהג בזהירות ולא נחשוף למערכת בעל-חיים (אנושי או אחר). הריח למשל שעשוי להיפלט מהמערכת, ייתכן וימשוך אליו את הכלב שמרוב התלהבות ישפוך, יזהם ויחזיר אותנו לנקודת ההתחלה (שמונה חודשים אחורה).

תכנון המערכת – בחן את עצמך

ראשית יש לאסוף מספר נתונים הרלוונטיים לתכנון נכון של המערכת:

• למי מיועדת המערכת? לבית אב אחד? לכמה שכנים? לכל הבניין? למרכז קיימות השכונתי? בקיצור לכמה נפשות?
• מה היא כמות הפסולת האורגנית היבשה שאתם יוצרים?
  אין הכוונה שיש לייבש את הפסולת, אך לצורכי חישוב גודל המערכת הנתון הזה חשוב. מקדם שאני נוהג להשתמש בו הוא מלפפון = 0.3 אחוז אורגני יבש. הכוונה שירק כמו מלפפון מכיל 70% מים, מכיוון שצפיפות המים היא 1 ק”ג לליטר, דלי של 10 ליטר מלא עד הסוף (בדחיסה, בלי הרבה חללי אוויר) בירקות או פירות כגון מלפפון, עגבנייה ועוד שווה בערך ל-1.5 עד 2.5 ק”ג חומר אורגני יבש ו-5 עד 7 ליטר (ק”ג) מים .
• מהי צריכת הגז שלך?
  אין צורך לקנות שעון ספיקת גזים. מספיק לנהל טבלה שבועית של מספר שעות הבישול ובאיזה עוצמת אש (גבוהה או נמוכה). האם אתם מבשלים פעם בשבוע? או כל יום? בהתאם לצריכת הגז יש לתכנן את נפח המיכל שיאחסן את הגז.
• האם יש לכם את השטח המתאים להעמיד את המערכת? ניתן לבנות מגוון של מערכות – יש כאלו הקבורות בקרקע, ואחרות הבנויות מחביות אשר ניתן להעמיד על הגג או במרפסת (לא מומלץ במרפסת, עשוי להיות ריח) ועוד. כדי לדעת איזו מערכת כדאי לבנות יש לדעת  מהו השטח שברצונכם/ אפשרותכם להקצות למערכת?
• עד כמה אתם מעוניינים להתעסק בתחזוקת המערכת? למשל, מהמערכת יוצא גם זרם של נוזלים עם ריכוז גבוה של מומסים (מהצד הנגדי לכניסה, דהיינו “היצירה”). זרם זה דורש טיפול נוסף ואחר כך יכול ללכת לדישון בגינה. טיפול אומר התעסקות נוספת ויש כאלו שמעדיפים להפנות אותו לביוב.

מטרת השאלות הרבות שהעליתי כאן היא לא לגרום לכם לברוח מהפרויקט, אלא להפך – לעזור בהכנות המתאימות.

Let The Planning Begin – נתחיל בתכנון

מכיוון שיש למצוא כלי קיבול מתאים למערכת, לצורך הדגמה נבחר במיכל בנפח קו”ב (למשל, מיכל אשפה ירוק של חברת דולב).

מכיוון שנשתמש בכ-75% מהנפח שלה לנוזל (750 ליטר), נרצה שזמן השהייה של החומר במעכל (מרגע זה המיכל הירוק שלנו יכונה המעכל) יהיה בין 4 ל-8 שבועות. על כן נזין את המעכל בחומר אורגני (+מים) בנפח של בין 10 ל-15 ליטר ביום, מה שאומר דלי עד דלי וחצי.

כמו שאמרנו, המקדם בו אנו משתמשים מציין כי רק כ30 % מהנפח של ירק כגון מלפפון או עגבנייה הנו חומר אורגני. על כן, לפי הפסקה הקודמת בשילוב המקדם, אנו מזינים כ3-5 ק”ג חומר אורגני יבש ביום. במדריך הקודם נתן מספר אמפירי (מניסויים) שאומר שכדי להפיק קו”ב אחד של ביו-גז יש צורך ב25 ק”ג של חומר אורגני יבש, לכן מ-5 ק”ג ביום נפיק כ-200 ליטר גז ביום. 200 ליטר זהו בדיוק הנפח הנותר שהשארנו במיכל (+50 אקסטרה).

מכיוון שהערך האנרגטי של הביו-גז הרבה יותר נמוך מבוטאן, דרוש לנו בישול ממושך יותר, באופן כללי. על כן, 200 ליטר גז הם בערך 30 דקות בישול, שזהו בדיוק הזמן לבשל תה חם כדי לפנק את החברים מדי ערב.

המערכת הפשוטה ביותר כוללת שלב אחד, ואילו מערכות מתוחכמות יותר עובדות עם כמה שלבים.

לצורך הבנה נתחיל עם שלב אחד.

המערכת החד-שלבית

אופן הפעולה מאוד פשוט, מצד אחד המערכת מוזנת מפסולת ומים (1), הפסולת מתפרקת לביוגז במעכל האנ-אירובי (ללא חמצן) (2), השאריות של המים יחד עם חומרי דשן יוצאים מצד שני וטובים לדישון הגינה (3), הגז נאסף ויוצא למטבח בעזרת הצינור (4) (5), מדי פעם יש לבחוש את תוכן המערכת (6) (למידע נוסף ראו את המאמר הקודם, כאן).

שימו לב כי קו מפלס המים בתמונה של (7)ו (1) זהה, ואילו (8) יהיה זהה או נמוך להם בעקבות לחץ הגז, פרט זה יהיה חשוב לתכנון המערכת שלנו.

הכלי קיבול הזמין ביותר והזול ביותר הנו חבית בנפח 220 ליטר, היא זולה (יד שנייה) ואפילו בחינם, לא גדולה מדי ומתאימה למשתמש המתחיל.

דוגמא נוספת לתכנון מערכת היא מחביות שוכבות. הבעיה במערכת שכזאת היא חיבור החביות זאת לזאת. קשה מאוד עד בלתי אפשרי לרתך פח, בטח כשהוא במצב של חבית יד שניה, והגז והנוזל קורזיבים (גורמים לחלודה) לכן החביות עלולות להתפוצץ מהלחץ עם הזמן.

דוגמא נוספת המשתמשת בחבית היא זאת. הבעיה במערכת זאת היא שנפח החבית (220 ליטר) נותן רק כ-50 ליטר גז ליום, נפח זה שווה ל10 דקות בישול.

חבית צפה בתוך חבית הוא רעיון שנפוץ מאוד ברשת, אך לצערי אף אדם לא מזכיר את בעיית האטימות. יש מרחב רב בין החבית החיצונית לפנימית מה שיוצר בעיית ריח והופך מערכת זו ללא מותאמת למדינתנו הצפופה (להודו אולי כן). זאת ועוד – באיזו שהיא מידה גם נפלט מתאן לאוויר (בכמות מסוימת).

 

מערכות רב-שלביות

מערכות רב-שלביות הן יעילות יותר מכיוון שחוסכות את הערבוב (החלק הראשון שמתקלקל), שומרות על זמן שהייה ארוך, ועל תנאים מעודפים לכל אוכלוסיית חיידקים.

שוב, למרות שהמערכת רב-שלבית – כשהמיכל צף, צפות בעיות של איטום לוקה בחסר ועל כן בעיות ריח.

שרטוט נוסף של מערכת רב שלבית.
טמפרטורת עבודה
הטמפרטורה הרצויה לנו במערכת היא 30-40 מעלות. מכיוון שהתהליך אקסוטרמי (פולט חום) כל שעלינו לעשות הוא לבודד טוב טוב את המערכת ועל ידי כך לשמור על הטמפרטורה הרצויה.

דרך אחת לעשות זאת היא על ידי מילוי בקבוקים באוויר (פשוט סגירה אטומה של הפקק), הצמדה שלהם לרשת לולים, עטיפה של המיכל המעכל (החביות או הדולב או מה שיש לכם) ברשת הלולים כשהבקבוקים פונים פנימה, ועל הכל ציפוי בטיח. עדיף טיח עמיד במים (כי המערכת, ברוב המקרים תהיה חשופה לגשם).

קצת ווידאו

באינטרנט תוכלו למצוא הרבה מידע בתחום הביו-גז, וניתן למצוא סרטונים רבים בYouTube המציגים סוגים שונים של מערכות ומסבירים את התהליך. לכן אם תמונה שווה אלף מילים, ווידאו בוודאי שווה הרבה יותר.

מעכל, כאן בארץ, בסוסיאה

 

חבר’ה אמריקאים שבנו מערכת ביתית, האמריקאים כמו האמריקאים עושים הכל עם ציוד יקר ובזבזני… בין השאר הם טוחנים את החומר האורגני שמוזן במטחנה חשמלית. אני מאמין שהרבה יותר נחמד יהיה לבנות מטחנה ידנית (למרות שאין חובה לטחון זה פשוט מייעל את התהליך). בכלל, כדאי לעקוב אחרי ערוץ ה-YouTube שלהם, הם עושים הרבה דברים מגניבים.

 

בחור שבונה מערכת קטנה בביתו, הוא משתמש בחבית 220 ליטר (רעיון שהיה לנו בהתחלה), אך חבית שכזאת תתן רק 50 ליטר גז ביום (מגניב לראות שהחישובים שלי והתוצאה שלו מהחבית שווים) 50 ליטר זה 7 דקות בעירה… שזה לא הרבה, הוא מציע שם כל מיני רעיונות לשיפור התהליך, לצערי הרבה מהם לא נכונים :( אך שימו לב לראקטור עצמו (החבית הראשונה), אנו נשתמש במיכל של 1 ק”ב שייתן בערך חצי שעה גז ביום.

 

חלק ב’

 

הדגמה נוספת (קצר מאוד) למערכת ביתית

 

שרותי ביוגז בהודו:

 

מתקן ביו גז ענק, המידע נכון ומעניין אך קצת חופר

 

ועכשיו

לאחר כזאת כמות מידע הקוראים יתחלקו עכשיו לשתי קבוצות, אלו שירדו מהעניין וחושבים שזה לא בשבילם ואלו שהתלהבו עוד יותר ויותר להוטים לבנייה אצלם בחצר.

במדריכים הבאים אלמד כיצד יש לטפל בתשטיפים (הנוזל עם המוצקים שיוצא בצד שני), וכיצד לטפל בגז ולהפוך אותו לבעל ערך קלורי גבוה יותר.

ב-17-18 לינואר אנו הולכים לבנות מערכת שכזאת במרכז לקיימות שכונתית בבאר שבע. אתם מוזמנים לחבור אלינו (בהרשמה מראש).