Landwirtschaftlichen Abfall wiederverwerten, um heißes Wasser herzustellen: Difference between revisions

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Abstrakt
Zwei Kompostierungsysteme, die Verschwendungsbiomasse (wie zum Beispiel Kücheabfall und landwirtschaftliche Verschwendungen) und Menschverschwendungen für Erhitzenwasser benutzen, sind beschrieben. Da sie einfach und preiswert sind, zu bauen, Gebrauch allgemein verfügbare Materialien, und erfordert minimale technische Fachkenntnis, dürfen sie ideal für Entwickelnnationen sein. Als ordentlich sie gebaut hat, erfordern Sie minimale Wartung, sind frei von Gerüchen, und stellt keine Gesundheitswesengefahr auf. Ein System ist gebaut worden und hat heißes Wasser für Haushaltgebrauch in Oregon für 2 Monate hergestellt. Ein zweiter einfacherer Entwurf ist vorgeschlagen. Beitragen sind: kaltes Wasser, Verschwendungsbiomasse, und menschliche Verschwendung. Ausgaben sind: heißes Wasser und kompostiert. Materialien haben erfordert: Draht oder gewebte Einzäunung und Rohrleitung.

Composting
Kompostierung ist ein lange bewährtes Verfahren für die Bekehrung von landwirtschaftlich oder Gartenbauverschwendungen in Düngemittel. Es ist ein Eckstein des organischen Gartenbaus. Das Verfahren ist einfach und erfordert kleine Fachkenntnis. Die meisten Gärtner und Landwirte verstehen, dass durch Ansammelnverschwendungsbiomasse in einem zentralen Lage dem natürlichen Auflösungsverfahren beschleunigt wird. Biomasse besteht aus Kücheverschwendung (ungenießbare Anteile von Früchten und Gemüse, wie zum Beispiel Schalen; hat Speise verdorben), landwirtschaftlich oder Forstwirtschaftsverschwendungen (Unkraut, Backpflaume, und die Überreste von Ernten, der geerntet worden ist, wie zum Beispiel Maiscobs oder Schalen haben während eines Fräsverfahrens herausgenommen), und Dung. Das Kompostverfahren verbraucht diese verschwenden Materialien, die wertvolles Düngemittel und Verbessern herstellen, im Garten arbeitet Hygiene. Als ordentlich gebaut und beibehalten hat, ist es geruchlos und befreit von Ungeziefer. Zusätzlich während irgendjemand weiß, wer Kompostierung in Handlung gesehen hat, ist ein wichtiges Nebenprodukt Wärme.

Die Rolle des Stickstoffs und Kohlenstoffs im Kompostverfahren
Die lebenden Systeme, die Materie verwesen, erfordern Kohlenstoff-reiche Materie und Eiweiß (der Stickstoff enthält) in ihrer Speise (substrat). Kohlenstoff versorgt Energie für metabolische Verfahren und ist in der strukturellen Matrix von Pflanzen (die Zellulose in Holz oder Pflanzestielen) gefunden. Stickstoff versorgt eine Quelle von Aminosäuren, die Eiweißenzyme zu bauen, die notwendig sind, Kohlenhydrat in Energie zu verwandeln. Es ist hauptsächlich in anderen Pflanzeteilen, wie zum Beispiel Blätter, und in Tiermaterie oder Dung gefunden. Stickstoff-reiche Materialien neigen dazu, dicht, nicht-porös zu sein, und verwesen anaerob und mit kleiner Entlassung der Hitze, stellend oft faule Gerüche und Anzieheninsekten her. Jedoch, wenn genug Kohlenstoff zu Stickstoff-reichen Materialien hinzugefügt ist, ist eine poröse Matrix mit einer großen Fläche gebildet, auf der Mikroben multiplizieren können. Das entstehende Auflösungsverfahren wird aerob, gebend viel Hitze frei, und verhindert Insektüberschwemmung und unangenehme Gerüche. Ein zusätzlicher Vorteil ist die Thermalzerstörung von Krankheitserregern, wie zum Beispiel Viren und Schmarotzer. In der Praxis dies bedeutet ein sauberes ästhetisch Verfahren zu erfreuen.

Die chemische Auflösung besteht aus der Oxydation der Kohlenstoffs-wasserstoffs molekularer Verbindung. Dies gibt Kohlendioxid, Wasser, und Energie in der Form der Hitze frei. Es ist das gleiche chemische Verfahren, das stattfindet, wenn Holz verbrannt ist. Jedoch Systeme machen können dies an unteren Temperaturen durch Benutzenenzyme als Katalysatoren.

Ein Kompostierung heißer Wasserheizgerät
Ich möchte ein Kompostierungssystem beschreiben das ich habe gebaut in Oregon, das benutzt, kompostierend Prinzipien, das ganze Haushalt heißes Wasser für meine Familie von 2 Erwachsenen und 3 Kindern zu versorgen. Die primäre Eingabe in diesem Verfahren ist Verschwendungsbiomasse von Baumzurückschneidenngeschäften. Es besteht aus Zweigen, die von Hartholz oder zapfentragend Bäumen zurückgeschnitten werden, die kurs gewesen sind, erden durch Abraspelnmaschinen. Dieses Material ist Kohlenstoffs-reich (d.h., enthält größtenteils Holz) und Stickstoff-arm (d.h., Enthalten wenige Blätter) und verwest allein langsam. Zu diesem fügen wir Stickstoff-reiche Küche hinzu und Gartenverschwendungen, zusätzlicher Garten und Hofverschwendungen von der Gemeinschaft wie zum Beispiel Blätter und Rasenklammern, und Fäkalmaterie und Urin (humanure) haben in unserer Toilette gesammelt. Kombinieren beschleunigen diese zwei Arten Materialien großartig Auflösung und Wärmeproduktion.

Wichtigkeit der angemessener Biomasse
Passende Kompostierung erfordert, dass angemessene Masse eine Umwelt schafft, die passend ist für bakterielles Wachstum. Kleine Beträge der Vegetation werden langsam verwesen und werden kleine Hitze herstellen, die schnell zerstreut ist. Dies bevorzugt pilzartiges Wachstum deswegen Pilze sind die primären Zersetzer in Natur. Jedoch, wenn angemessene Masse zusammengebracht wird, als in einem Komposthaufen oder Bett, genügend erhitzt wird hergestellt, pilzartiges Wachstum abzuschrecken, und Wärme-tolerante Bakterien zu bevorzugen. Die Masse dient nicht nur als eine Unterlage für Wärmeproduktion, sondern auch als ein Isolator für die Umwelt im Inneren. Die äußere Oberfläche ist an Raumtemperatur; Die Temperatur der Unterlagezunahmen, bis es sein Maximum im Inneren erreicht. In unserem Kompostbett haben wir die Innentemperatur an 130 Graden Fahrenheit gemessen.

Eine wasserlose Toilette versorgt wertvollen Stickstoff
In unserem Haushaltsystem benutzen wir humanure als eine wertvolle Quelle des Stickstoffs. Wir sammeln es mit einer einfachen Wasser-frei Toilette besteht aus zwei Fünf-Galloneeimer und eine konventionelle Toilette setzt. Ein Eimer ist benutzt als der Behälter und ist mit einem abnehmbaren Sitz auf einem Flansch gepasst. Eine Sekunde enthält Holzspäne oder Sägemehl, ist der, nach jeder Gebrauch, in eine dünne Schicht zu das erste zu bedecken und hinzugefügt Gerüche abzudichten. Wenn der erste Eimer gefüllt ist, wird der Sitz auf einen zweiten Eimer, der dann leer ist, übertragen und wird der neue Behälter. Der Stickstoff-reich humanure ist dann zum Kompostbett hinzugefügt. Ästhetisch beizubehalten, und für passenden Hygiene, ist es immer wichtig, irgendeine Hinzufügungen zu einem Kompostbett mit einer sauberen Schicht des Woody oder anderen Hoch-kohlenstoffmaterials zu bedecken.

Extrahierende Hitze mit einem Wärmetäuscher
Wenn genügende Masse anwesend ist, kann Hitze von einem einfachen Wärmetäuscher abgezogen werden. Wir haben so einen Wärmetäuscher in der Form einer Windung des flexiblen Kunststoffrohrs eingebettet im Inneren unseres Kompostbetts installiert. Erhitzen Sie von der Auflösung durchdringt das Rohr, das dadurch Wasser erhitzt, das hinein zirkuliert. Kaltes Wasser trägt an ein Ende des Rohrs ein. Wenn ein Wasserhahn am anderen Ende geöffnet ist, wird heißes Wasser auftauchen, bis das ankommende kalte Wasser das erhitzte Wasser ersetzt, und kühlt das Rohr ab. Dann ist es notwendig, auf die Hitze von der heißen Masse wieder zu warten, das Rohr zu durchdringen, und das frische kalte Wasser zu erhitzen. Der Betrag des heißen Wassers, der in einer „Portion“ abgezogen werden kann, hängt vom Durchmesser und der Länge des Rohrs ab. In unserem System haben wir einen 1,5 Zolldurchmesserrohr 100 Füße lang benutzt. Dies versorgt einen Behälter des heißen Wassers von ungefähr 9 Gallonen, genug für mehrere schnelle Duschen oder eine einzelne Last der Wäscherei.

Gebrauchhitze, ein Gewächshaus zu wärmen
Im Entwerfen von meinem Kompostierungssystem wollte ich die Hitze für beide Haushalte heißes Wasser und verwenden ein Gewächshaus in Oregons kühlen Winter zu wärmen. Daher habe ich entschieden, einen großen Betrag der Biomasse zu benutzen, der zur Verfügung steht, die frei ist von örtlichen Firmen. Ich habe eine drei Fuß tiefe Schicht von der primären Unterlage (Erdbaumbackpflaume) als der Boden des Gewächshauses benutzt, dessen Dimensionen ungefähr 16 sind‘ durch 28‘. Diese Masse ist innerhalb Wänden enthalten, die von drei Schichten von Strohballen gebaut worden sind, die zusammen aufgestapelt worden sind, wie Ziegelsteine, die auch verfügbar als ein freies landwirtschaftliches Abfallprodukt in Oregon sind. Ich habe Strohballen benutzt, weil sie auch gut als eine Grundlage für die Seiten und das Dach eines Gewächshauses durchführen. Ich plane, das Dach dieser Herbst durch Benutzen von parallelen Bogen zu bauen, die die zwei Seiten und überspannen, der durchsichtigen Kunststoff sheeting über ihnen wird lassen drapieren, den Innenplatz einzuschließen, der es von der Kälte draußen schützt. Der Kompostbettboden gibt ständig Hitze in den Platz über frei. Der Strohballen unterstützt und Kunststoffdach sollte helfen, diese Hitze im Gewächshaus zu behalten. Der Wärmetäuscher ist in der tiefen Schicht des Kompost eingebettet, der den Boden ausdenkt. Daher versorgt die Hitze vom Auflösungsverfahren Hitze für beide Wasser (der ins Haus gepumpt ist) und den Platz von das Gewächshaus sich zu erhitzen.

Results Preliminary measurements (at two months old) showed that the initial 10 gallons of water emerging from the heat exchanger was greater than 130 degrees Fahrenheit. After this, it gradually cooled down to about 100 degrees as it reached 20 gallons. The water entering the heat exchanger was about 45 degrees, demonstrating that the compost beds heated the water more than 80 degrees! We have been using the water it generates for all household needs since its construction. Since installing our system about two months ago we have been able to disconnect our electric hot water heater and still have 24-hour hot water. The space heating ability of the composting process has not yet been tested. No unpleasant odors are present.

A simpler design I would like to propose the following much simpler design for the generation of hot water alone from waste biomass. A "bare-bones" system would consist of a structure that contains the compost bed in the form of a cylinder with sides constructed of woven wire fencing. No posts or other structural materials would be required because the pressure of the biomass pushing out against the fencing will hold the fencing vertical. Embedded in this is a coil of plastic or other pipe which serves as a heat exchanger. Ideally, this will be pressurized water which can then be delivered to where it will be used. The biomass consists of whatever high-carbon material is available in the locale. The size of the cylinder will depend on the diameter of the coils of the pipe. I would suggest that the sides of the cylinder be one to two feet outside the coiled pipe. This will ensure that sufficient insulation exists to maintain the pipe at a high temperature. The 1.5 inch pipe I used came in coils about 6 feet in diameter. Thus, a cylinder approximately 10 feet in diameter and 4 feet or more high would accommodate this size pipe. The biomass decomposition begins when a source of nitrogen (such as leafy matter or manure) is added.

Costs The major cost of this project consists of the heat exchanger. The plastic pipe described above cost $45 in Oregon. Additional parts to connect to an existing plumbing system (valves, supply pipe) could be expected to cost about $10-20. The only other cost is the fencing or other support to contain the biomass in a cylindrical shape. A 35 foot length of woven wire fence 5 feet high costs about $30 in Oregon. Thus the total budget for this project is less than $100.

The future I estimate we are actually extracting only a small percentage of the heat produced (several tens of gallons of hot water per day). One Peace Corps volunteer suggested that we could better utilize the heat by constructing a jacuzzi. Indeed, a simple pool could be easily constructed by excavating a depression in the middle of the compost bed and lining it with a heavy plastic or rubber sheet to contain the water. Then, by circulating the water in this pool back into the heat exchanger when it cooled below a desired level, a compost-powered hot tub could be built. I believe the water in a hot tub is typically 105 degrees. Therefore, the temperatures achieved by composting should be adequate. Only experimentation will tell! I invite anyone attempting to harness the power of composting in novel ways contact me with a progress report. The possibilities are manifold!

Translated by User:emccormick