Sectorul energetic reprezint ă infrastructura strategic ă de baz ă a economi ilor [627170]

1
INTRODUCERE

Sectorul energetic reprezint ă infrastructura strategic ă de baz ă a economi ilor
naționale, pe care se bazeaz ă întreaga dezvoltare a țării. În acela și timp,
energia reprezint ă o utilitate public ă cu un puternic impact social.
Intensitatea energetică este reprezentat ă de cantitatea de resurse energetice
primare pe unitatea de PIB (produsul intern brut) și se exprimă în tcc/1000
USD PIB (tone combustibil conven țional la 1000 dolari americani de PIB )
și este una din modalit ățile cheie de eviden țiere a eficien ței energetice și un
reper important al economiei na ționale, în vederea planific ării energetice.
Conform HGR 890 /2003, valoarea acestui indicator la nivelul anului 1999
a fost în România de 0,83, pe cînd în media statelor UE, de numai 0,15.
Rezultă de aici că în România se face o mare risipă a resurselor energetice.
În acela și timp n evoia de energie crește permanent și producerea de energie
cauzează emiterea unor cantități mari de gaze cu efect de seră , având o
contribuție semnificativă la schimbările climatice. Conform HGR
890/2003, accesul s igur și funcționarea eficientă a sectorului energetic
reprezintă principala problem ă pentru economia rom âneasc ă.
Managementul sustenabil de energie în concepția modernă se bazează pe
trei principii:
– reducerea consumului de energie
– eficientizarea cons umului de energie
– producerea de energie din surse regenerabile
Sursele regenerabile dețin un potențial energetic important și oferă
disponibilități nelimitate de utilizare pe plan local și național. Valorificarea
surselor regenerabile de energie se real izează pe baza a trei premise
importante conferite de acestea, și anume, accesibilitate, disponibilitate și acceptabilitate.
Exploatarea surselor regenerabile de energie conferă garanția unor premise
reale de realizare a obiectivelor strategice privind cr eșterea siguranței în
alimentarea cu energie pe baza diversificării surselor și diminuării ponderii importului de resurse energetice, respectiv de dezvoltare durabilă a
sectorului energetic și de protejare a mediului înconjurător. Aceste cerințe
se realize ază în context național, prin implementarea unor politici de
conservarea energiei, creșterea eficienței energetice și valorificarea superioară a surselor regenerabile.
Sursele regenerabile de energie pot să contribuie prioritar la satisfacerea nevoilor cur ente de energie electrică și de încălzire în zonele rurale
defavorizate.
În contextul celor de mai sus, prezenta bro șură se adresează prioritar
fermierilor și autorităților locale comunale.

2
BIOGAZUL

Biogazul (sau gazul de fermenta ție) este termen ul folosi t pentru denumirea
gazul ui energetic ob ținut prin fermentarea anaerobă (în lipsa oxigenului) a
materiilor organice .
Biogazul este una dintre resursele de energie regenerabile (sau sursele
regenerabile de energie, SRE) , avînd particularitatea – alături de b iomasă,
că din punct de vedere al producerii de energie electrică este un combustibil
carbon -neutral (fără emisii de dioxid de carbon – CO 2). Această
particularitate se datorează faptului că , carbonul din materiile organice este
parte a ciclului carbonului în natură , iar prin arderea biogazului se
eliberează tocmai cantitatea de CO 2 încorporată în plante în trecutul
apropiat .

CADRUL INSTITU ȚIONAL GENERAL

La sesiunea plenar ă finală a Conferin ței Cartei Europene a Energiei ținut la
Lisabona în 1994 s -a adop tat Protocolul Cartei Energiei , adoptată prin
Decizia Consiliului și Comisiei nr. 98/181/CE, în care la art. 1, printre
obiectivele țărilor europene în politicile energetice s -au stabilit: ”(a)
promovarea politicilor de eficiență energetică compatibile cu dezvoltarea
durabilă ” și ”(b) crearea unor condiții -cadru care să determine producătorii
și consumatorii să utilizeze energia în modul cel mai economic, eficient și ecologic posibil, în special datorită organizării piețelor eficiente și prin
reflectarea câ t mai completă a costurilor și beneficiilor legate de mediu ”.
Prin Directiva 2009/28/CE privind promovarea utilizării energiei din surse
regenerabile, la art. 1 se arată că ”Prezenta directivă stabile ște un cadru
comun pentru promovarea energiei din surse regenerabile. Aceasta
stabile ște obiective naționale obligatorii privind ponderea globală a energiei
din surse regenerabile în cadrul consumului final brut de energie și
ponderea energiei din surse regenerabile utilizată în transporturi. ” Conform
angajamen tului României , din Anexa I la Directiv ă rezultă în anul 2020
obiectivul na țional va fi de cel puțin 24 %.
Conform HGR 1535/2003 privind Strategia de valorificare a surselor
regenerabile de energie , ponderea acestora din consumul final brut de
energie la n ivelul anului 2015 se estimează la 11,2 %. Ponderea energiei
obținute din biogaz se estimează la 7,7 % din potențialul energiei din
biomasă, respectiv la cca. 5 % din totalul poten țialului SRE. În prognoza
pentru anul 2015 , ponderea biomasei (în care este inclus fără defalcare și
biogazul) din ponderea SRE se estimează la 68,7 %.

3
În legea energiei electrice și gazelor 123/2012 se arată că obiectivul României
privind ponderea energiei produse din SRE din consumul final brut de energie
la nivelul anului 2020 este de 24 % conform art. 5(1) din legea 220/2008/2010
pentru stabilirea sistemului de promovare a producerii energiei din surse
regenerabile de energie , cu modificările și completările ulterioare .
Regulamentul UE 1774/2002/EC de stabilire a normelor sanit are privind
subprodusele de origine animală care nu s înt destinate consumului uman,
stabile ște măsuri de utilizare și de igienă în vederea utilizării acestora și în
instala țiile de biogaz.
În OUG 34/2000 privind produsele agroalimentare ecologice, aprobată prin
legea 38/2001 cu modificările și completările ulterioare, se arată că
tehnologia biogazului oferă posibilitatea ob ținerii de îngrășăminte naturale
de mare valoare.
Ordinul comun al MMGA+MAPDR 344+708/2004 aprobă Normele
tehnice privind protecția medi ului și în special a solurilor, când se
utilizează nămolurile de epurare în agricultură , inclusiv cele provenite din
instala țiile de biogaz .

AVANTAJELE BIOGAZULUI (FERMENTĂRII
ANAEROBE)
Deși în programele strategice nu s înt explicitate și la nivelul
autorităților competente nu li se acordă în momentul de fa ță importan ță,
instala țiile de biogaz rurale, gospodărești sau casnice ar putea avea un rol
important în îmbunătă țirea condițiilor de viață ale popula ției în mediul
rural. Combinate cu compostarea celorlaltor de șeuri organice ce nu pot fi
întroduse în aceste instala ții, avantajele s -ar putea multiplica.
Producerea și utilizarea biogaz ului prezintă avantaje multiple pentru
fermieri , precum și la scară națională, putînd aduce o contribu ție deloc
neglijab ilă la realizarea obiectivelor dezvoltării durabile, prin:
– integrarea în agricultura organică , realizînd un circuit închis al
materiei organice, asigurînd o valorificare superioară a dejec țiilor de
animale și resturilor vegetale, prin producerea prin fe rmentarea anaerobă a
acestora, a unui îngră șămînt organic mult mai favorabil plantelor sub
raportul pricipalelor elemente (azot -N, fosfor -P, kaliu -K (potasiu) ), și în
mod deosebit în privin ța conținutului de azot, în cele două forme ale sale
direct asimila bile de către plante : nitrat (NO
3) și azotul amoniacal (NH 4-N,
care are o pondere de 20-30 % mai mare în fermentat, comparativ cu
conținutul în dejecțiile proaspete );
Faptul că azotul amoniacal se găsește în cantitate mai mare în
fermentat (mrani ța de fe rmentare ), are o importan ță deosebită și din
BIOGAZUL

Biogazul (sau gazul de fermenta ție) este termen ul folosi t pentru denumirea
gazul ui energetic ob ținut prin fermentarea anaerobă (în lipsa oxigenului) a
materiilor organice .
Biogazul este una dintre resursele de energie regenerabile (sau sursele
regenerabile de energie, SRE) , avînd particularitatea – alături de b iomasă,
că din punct de vedere al producerii de energie electrică este un combustibil
carbon -neutral (fără emisii de dioxid de carbon – CO 2). Această
particularitate se datorează faptului că , carbonul din materiile organice este
parte a ciclului carbonului în natură , iar prin arderea biogazului se
eliberează tocmai cantitatea de CO 2 încorporată în plante în trecutul
apropiat .

CADRUL INSTITU ȚIONAL GENERAL

La sesiunea plenar ă finală a Conferin ței Cartei Europene a Energiei ținut la
Lisabona în 1994 s -a adop tat Protocolul Cartei Energiei , adoptată prin
Decizia Consiliului și Comisiei nr. 98/181/CE, în care la art. 1, printre
obiectivele țărilor europene în politicile energetice s -au stabilit: ”(a)
promovarea politicilor de eficiență energetică compatibile cu dezvoltarea
durabilă ” și ”(b) crearea unor condiții -cadru care să determine producătorii
și consumatorii să utilizeze energia în modul cel mai economic, eficient și ecologic posibil, în special datorită organizării piețelor eficiente și prin
reflectarea câ t mai completă a costurilor și beneficiilor legate de mediu ”.
Prin Directiva 2009/28/CE privind promovarea utilizării energiei din surse
regenerabile, la art. 1 se arată că ”Prezenta directivă stabile ște un cadru
comun pentru promovarea energiei din surse regenerabile. Aceasta
stabile ște obiective naționale obligatorii privind ponderea globală a energiei
din surse regenerabile în cadrul consumului final brut de energie și
ponderea energiei din surse regenerabile utilizată în transporturi. ” Conform
angajamen tului României , din Anexa I la Directiv ă rezultă în anul 2020
obiectivul na țional va fi de cel puțin 24 %.
Conform HGR 1535/2003 privind Strategia de valorificare a surselor
regenerabile de energie , ponderea acestora din consumul final brut de
energie la n ivelul anului 2015 se estimează la 11,2 %. Ponderea energiei
obținute din biogaz se estimează la 7,7 % din potențialul energiei din
biomasă, respectiv la cca. 5 % din totalul poten țialului SRE. În prognoza
pentru anul 2015 , ponderea biomasei (în care este inclus fără defalcare și
biogazul) din ponderea SRE se estimează la 68,7 %.

4
punct de vedere al protec ției
apelor deoarece, sub această
formă azotul este mai greu
levigabil ca nitratul, ca urmare
pierderile de asimilare sînt mai
mici. Azotul (nitrogenul) este
constituentul proteinelor, ajutînd la cre șterea plantelor
prin cre șterea masei verzi și a
recoltei. Con ținutul în azot al
plantelor cultivate este în medie
de 15 %. Rezultate certe
demonstrează că , prin utilizarea
mrani ței de fermentare se pot
obține sporuri de recoltă între 5-
15 %.
Pentru exemplificarea
transformării nutrien ților prin
fermentare anaerobă, se prezintă
tabelul următor :

Dejec ții de porcine Dejec ții de bovine Specifica ții proaspete fermentate proaspete fermentate
Conținutul în materii solide uscate, SU (%) 5,38 3,46 10,03 6,76
Conținutul în SU organice, SUo (%) 3,75 2,01 7,35 4,66
pH 7,37 8,02 7,42 7,75
Nitrogen (azot) N total (%) 0,48 0,45 0,41 0,38
Azot amoniacal, NH 4-N (%) 0,33 0,36 0,20 0,22
Gradul de reducere al SUo (%) 46,4 36,56
Conținutul de amoniu, NH 3 (%) 68,8 80,0 48,8 57,9
Creșterea amoniului (%) 16,3 20,3
Sursa: Genesys -Merkblatt M107

– contribu ția la independen ța energetică , asigurînd o produc ție de
energie verde prin înlocuirea combustibililor fosili pentru producere de
energie termică și electrică, precum și a reducerii consumurilor energetice
necesare pentru producerea îngrăsămintelor chimice (1 kg de N produs
sintetic necesită 2,6 l petrol, echivalînd energetic cu cca. 93 MJ)
– protec ția climei prin reducerea emisiilor de metan (CH 4), un gaz cu
efect de seră , avînd un poten țial efect de 21 ori mai mare ca bioxidul de
carbon ( CO 2); În spe ță se poate obține o reducere de 4,5 m3CH 4/m3biomasă
fermentată . Tabelul comparativ de mai jos arată cantită țile de gaze cu efect
de seră (greenhouse gas -GHG) în cantită ț i d e C O 2 echivalent, ce pot fi

5
”economisite ” (evitate) prin fermentare anaerobă (Kulisic, B., White, W.,
2010) :

Animal Număr capete pentru
1 kgCO 2e/an
Vacă de lapte 1
Vițel 1,5
Porc 1,5
Ovine 60
Păsări de curte 500

Compara ția emisi ilor directe de gaze cu efect de seră și altor tipuri
de gaze de ardere, din arderea diferitelor tipuri de combustibili, prezentată
în tabelul de mai jos demons trează caracterul de ” combustibil ecologic ” al
biogazului:

Emisii directe de gaze cu efect de seră și alte gaze de ardere
Sursa de energie Dioxid de carbon
(CO 2) Metan
(CH 4) Gaz ilariant
(N2O) Echivalent
CO 2
[g/kWh]
Cărbune 335 0,324 0,007 344
Ulei de combustibil u șor 277 0,001 0,002 278
Gaz metan 199 0,003 0,004 201
Motorină 277 0,001 0,002 282
Benzină 269 0 0 269
Bioga z 0 0,008 0,007 2

– reducerea semnificativă a poluării aerului prin eliminarea
mirosurilor neplăcute cauzate de acizii organici volatili (sau în general
compu șii organici volatili – COV , sau după denumirea în limba e ngleză
VOC) , care sînt consumate de bacteriile producătoare de biogaz
(metanogene) ; Reducerea emisiilor de COV mai are și avantajul că astfel se
reduce și cantitatea ”de ozon (O 3) dăunător” (bad ozone), care se formează
la nivelul solului datorită activită ții umane și aparține așa -zisului ”ozon
troposferic” (prin contrast, ozonul stratosferic care apără via ța de pe
Pămînt, se nume ște ”ozon util” (good ozone) și se formează în mod
natural).
– protec ția surselor de apă de suprafață și subterane împotriva
poluării, preponderent cu substan țe organice cu potențial de eutrofizare
(azotul și fosforul) , prin reducerea emisiilor de compu și ai azotului, în
special a nitra ților
– îmbunătă țirea condițiilor sanitare prin reducerea poluării
microbiologice, ca urmare a eliminării aproape integral e a bacteriilor și
punct de vedere al protec ției
apelor deoarece, sub această
formă azotul este mai greu
levigabil ca nitratul, ca urmare
pierderile de asimilare sînt mai
mici. Azotul (nitrogenul) este
constituentul proteinelor, ajutînd la cre șterea plantelor
prin cre șterea masei verzi și a
recoltei. Con ținutul în azot al
plantelor cultivate este în medie
de 15 %. Rezultate certe
demonstrează că , prin utilizarea
mrani ței de fermentare se pot
obține sporuri de recoltă între 5-
15 %.
Pentru exemplificarea
transformării nutrien ților prin
fermentare anaerobă, se prezintă
tabelul următor :

Dejec ții de porcine Dejec ții de bovine Specifica ții proaspete fermentate proaspete fermentate
Conținutul în materii solide uscate, SU (%) 5,38 3,46 10,03 6,76
Conținutul în SU organice, SUo (%) 3,75 2,01 7,35 4,66
pH 7,37 8,02 7,42 7,75
Nitrogen (azot) N total (%) 0,48 0,45 0,41 0,38
Azot amoniacal, NH 4-N (%) 0,33 0,36 0,20 0,22
Gradul de reducere al SUo (%) 46,4 36,56
Conținutul de amoniu, NH 3 (%) 68,8 80,0 48,8 57,9
Creșterea amoniului (%) 16,3 20,3
Sursa: Genesys -Merkblatt M107

– contribu ția la independen ța energetică , asigurînd o produc ție de
energie verde prin înlocuirea combustibililor fosili pentru producere de
energie termică și electrică, precum și a reducerii consumurilor energetice
necesare pentru producerea îngrăsămintelor chimice (1 kg de N produs
sintetic necesită 2,6 l petrol, echivalînd energetic cu cca. 93 MJ)
– protec ția climei prin reducerea emisiilor de metan (CH 4), un gaz cu
efect de seră , avînd un poten țial efect de 21 ori mai mare ca bioxidul de
carbon ( CO 2); În spe ță se poate obține o reducere de 4,5 m3CH 4/m3biomasă
fermentată . Tabelul comparativ de mai jos arată cantită țile de gaze cu efect
de seră (greenhouse gas -GHG) în cantită ț i d e C O 2 echivalent, ce pot fi

6
altor microorganisme patogene și ouălelor de helminți și de protozoare
conținute în dejecțiile animaliere și fecalele umane
Tabelul următor prezintă gradul de eliminare a l cîtorva
microo rganisme patogene (după BRTC, China, 1985, citat de Heinz -Peter
Mang, 2006):

Fatalitate
Fermentare anaerobă
termofilă (53 -55°C) Fermentare anaerobă
mezofilă (35- 37°C) Fermentare anaerobă
psihrofilă (la temperatura
ambiantă) (8 -25°C) Denumire patogeni,
helminți și protozoare
Timpul de
supravie țuire
(zi) Rata
(%) Timpul de
supravie țuire
(zi) Rata
(%) Timpul de
supravie țuire
(zi) Rata
(%)
Salmonella 1-2 100 7 100 44 100
Shigella 1 100 5 100 30 100
Poliviru și 9 100
Schistosoma helminți cîteva ore 100 7 100 7-22 100
Necator, Ancylostoma,
helmin ți 1 100 10 100 30 90
Ascaris helmin ți 2 100 36 98,8 100 53
Colititru 2 0,1-0,01 21 10-4 40-60 10-5-10-4

NOTĂ: Coliti trul reprezintă cantitatea minimă de apă în ml (mililitri; 1 l= 1000
ml), în care se po t cultiva bacteriile di n familia Escherichia coli (E. coli ), ace știa
avînd o perioadă de incuba ție de numai 24 ore. Inversul cifrei indică numărul
bacteriilor (cifra coli) într -un ml de apă. De ex. colititrul 10-4 înseamnă n= 1/10-4=
10.000 bacterii E. coli . Deoarece cultivarea bacteriilor patogene este de durată și
incertă, pentru determinarea posibilei infec ții se determină întîi bacteriile E. coli ,
care se regăsesc în intestinul omului (enterobacterii) , fiind indispensabile pentru
digestie. Din acest motiv, aceste bacterii se mai numesc și bacterii indicatoare.
Existen ța bacteri ilor E. coli în apă este semnul unei infec ții fecaloide, cu posibila
apari ție a febrei tifoide, dizenteriei și holerei.
Salmonella este un gen de bacterie patogenă intestinală care cauzează unele
boli i nfecțioase (febră tifoidă, paratifos, intoxicații alimentare etc.). Salmonella
este cauza celor mai răspândite toxiinfecții alimentare, contaminând omul prin
ingestia de mâncare sau de apă infectată. Shigella este un gen de bacterie patogenă
intestinală din intestinul gros, care cauzează boala infec țioasă dizenteria.
Schistosoma este un parazit ce trăie ște în venele intestinale, cauzînd o boală de
obicei tropicală, urinarea cu sînge. Larvele lor pot penetra pielea persoanelor care
fac baie în apa infestată. Viermii cîrlig din genul Necator și Ancylostoma cauzează
boala parazita ră caracterizat ă de obicei prin anemie progresiv ă, tulbur ări digestive
și nervoase . Ele pot pătrunde prin piele, umblînd cu picioarele goale pe pămînt.
Ascaris lumbricoides este cel mai mare vierme intestinal, ajungînd pînă la 35 cm
lungime, fiind cel mai comun parazit uman, afectînd cca. un sfert din popula ția
Pămîntului. Este de asemenea de origine tropicală. De obicei boala nu prezintă
simptome exterioare. În cazuri grave simptomele sînt sc uipat sîngeros, tuse, febră,
disconfort abdominal, ie șirea viermelui din corp.

7
Polivirușii sunt agen ți patogeni invizibili la microsopul optic, situîndu -se la
frontiera dintre materia inertă și materia vie . Virusurile pot infecta orice organism,
animal sau vegetal, inclusiv bacteriile, ciupercile și algele, fiecare specie virală
fiind perfect adaptată la gazda sa și la anumite țesuturi ale acestei gazde (de
exemplu, la om: sînge, ganglioni limfatici, piele, ficat, țesut nervos etc.). Virusurile
constituie adesea cauza unor epidemii (gripa, febra galben ă, SIDA). Contaminarea
se poate întîmpla pe cale respiratorie sau digestivă, conjunctivită, cale sexuală și
sangvină.

– protec ția solului, prin menținerea și creșterea conținutului în humus
al stratului vege tal, în compara ție cu utilizarea fertilizanților minerali
(îngrășămintelor chimice , ce nu numai că nu au această capacitate, dar și
contribuie la sărăcirea solului) , precum și prin îmbunătățirea capacității de
reținere a apei în sol prin utilizarea îngrăsă mintelor organice
– reducerea cantită ții deșeurilor , deoarece prin fermentare anaerobă
cca. 4 -5 % din substrat ul organic , respectiv cca. 13 % din substratul uscat
se transformă în biogaz
– reducerea cantită ții de semințe de buruieni , care se distrug par țial
prin fermentarea anerobă
– controlul m uștelor, prin transformarea dejecțiilor în fermentat mult
mai pu țin ”atrăgător” pentru aceste insecte

SCURTĂ ISTORIE A BIOGAZULUI

Istoria biogazului este plin ă de mituri , confuzii, greșeli și date eronate ,
perpe tuînd la fiecare nouă citare . Un ele dintre acestea sînt cele conform
cărora documente scrise atestă utilizarea biogazului pentru încălzirea apei
pentru baie în Assiria în sec. X î.e.n. și în sec. XVI în Persia. Adevărul este
că în ambele cazuri este vorba de gazul metan, care în acele zone în multe
locuri ajunge la suprafa ță prin crăpăturile rocilor , metanul fiind adesea
confundat și/sau identificat cu biogazul .
În cele ce urmează referirile se bazează preponderent pe datele care au
putut fi verificate prin confruntarea mai multor surse disonibile.
Polihistorul roman Plinius cel B ătrîn (Caius Plinius Secundus) (23-79 e.n.)
a descris lumini țele tremurătoare și gazele emanate de mlaștini.
În Europa, în sec. XVII, chimi știi englez i Robert Boyle și Stephen Hale au
observat și notat că prin agitarea nămolului de pe fundul lacurilor se
eliberează un gaz inflamabil.
În1630, în Belgia, flamandul Jan Baptist v an Helmont , observînd că
jăratecul din lemn și cărbune emite o substanță inflamabilă necunos cută, pe
care a de numit -o ”gaz” după cuvîntul grec esc chaos , a introdus astfel în
limbajul științific pentru prima dată acest termen pentru desemnarea uneia
altor microorganisme patogene și ouălelor de helminți și de protozoare
conținute în dejecțiile animaliere și fecalele umane
Tabelul următor prezintă gradul de eliminare a l cîtorva
microo rganisme patogene (după BRTC, China, 1985, citat de Heinz -Peter
Mang, 2006):

Fatalitate
Fermentare anaerobă
termofilă (53 -55°C) Fermentare anaerobă
mezofilă (35- 37°C) Fermentare anaerobă
psihrofilă (la temperatura
ambiantă) (8 -25°C) Denumire patogeni,
helminți și protozoare
Timpul de
supravie țuire
(zi) Rata
(%) Timpul de
supravie țuire
(zi) Rata
(%) Timpul de
supravie țuire
(zi) Rata
(%)
Salmonella 1-2 100 7 100 44 100
Shigella 1 100 5 100 30 100
Poliviru și 9 100
Schistosoma helminți cîteva ore 100 7 100 7-22 100
Necator, Ancylostoma,
helmin ți 1 100 10 100 30 90
Ascaris helmin ți 2 100 36 98,8 100 53
Colititru 2 0,1-0,01 21 10-4 40-60 10-5-10-4

NOTĂ: Coliti trul reprezintă cantitatea minimă de apă în ml (mililitri; 1 l= 1000
ml), în care se po t cultiva bacteriile di n familia Escherichia coli (E. coli ), ace știa
avînd o perioadă de incuba ție de numai 24 ore. Inversul cifrei indică numărul
bacteriilor (cifra coli) într -un ml de apă. De ex. colititrul 10-4 înseamnă n= 1/10-4=
10.000 bacterii E. coli . Deoarece cultivarea bacteriilor patogene este de durată și
incertă, pentru determinarea posibilei infec ții se determină întîi bacteriile E. coli ,
care se regăsesc în intestinul omului (enterobacterii) , fiind indispensabile pentru
digestie. Din acest motiv, aceste bacterii se mai numesc și bacterii indicatoare.
Existen ța bacteri ilor E. coli în apă este semnul unei infec ții fecaloide, cu posibila
apari ție a febrei tifoide, dizenteriei și holerei.
Salmonella este un gen de bacterie patogenă intestinală care cauzează unele
boli i nfecțioase (febră tifoidă, paratifos, intoxicații alimentare etc.). Salmonella
este cauza celor mai răspândite toxiinfecții alimentare, contaminând omul prin
ingestia de mâncare sau de apă infectată. Shigella este un gen de bacterie patogenă
intestinală din intestinul gros, care cauzează boala infec țioasă dizenteria.
Schistosoma este un parazit ce trăie ște în venele intestinale, cauzînd o boală de
obicei tropicală, urinarea cu sînge. Larvele lor pot penetra pielea persoanelor care
fac baie în apa infestată. Viermii cîrlig din genul Necator și Ancylostoma cauzează
boala parazita ră caracterizat ă de obicei prin anemie progresiv ă, tulbur ări digestive
și nervoase . Ele pot pătrunde prin piele, umblînd cu picioarele goale pe pămînt.
Ascaris lumbricoides este cel mai mare vierme intestinal, ajungînd pînă la 35 cm
lungime, fiind cel mai comun parazit uman, afectînd cca. un sfert din popula ția
Pămîntului. Este de asemenea de origine tropicală. De obicei boala nu prezintă
simptome exterioare. În cazuri grave simptomele sînt sc uipat sîngeros, tuse, febră,
disconfort abdominal, ie șirea viermelui din corp.

8
dintre cele patru stări de agregare a le materiei (cunoscute astăzi: solid,
lichid, gaz, plasmă) .
Metanul a fost desco perit în 1667 de Thomas Shirley, Anglia.
În 1764 Benjamin Franklin a descris cum că putea da foc la aerul deasupra
unei mla știni de mică adîncime în New Jersey.
În 1772 chimistul englez Joseph Priestley a descoperit că metanul este
rezultatul proceselor an aerobe.
În 1776 fizicianul italian Alessandro Volta , studiind materia organică de pe
fundul lacurilor Como și Maggiore, a descoperit și izolat metanul .
În 1804 chimistul englez John Dalton descrie formula chimică a metanului.
În 1808 chimistul englez Sir H umphry Davy a determinat că gazul rezultat
din fermentarea dejec țiilor de bovine conține metan.
În 1821 fizicianul italian Amedeo Avogadro determină cu precizie formula chimică a metanului.
În 1856 , prin experimentele sale cu gunoi de grajd, francezul Jule s Reiset a
descoperit că în lipsa oxigenului rezultă un gaz inflamabil.
În 1856 chimistul francez Marcelin ( sau Marcellin) Pierre Eugène Berthelot
sintetizează pentru prima dată metanul din sulfid de carbon (CS
2) și
hidrogen sulfurat (H 2S).
În anul 1857 b acteriologul francez Louis Pasteur a descoperit efectul
inhibitor al prezen ței oxigenului în dezvoltarea microorganismelor din
familia ciupercilor de drojdie Saccharomyces , denumit după el ”efectul
Pasteur”.
În 1868 agronomul francez Jules Reiset, studiind dinamica azotului din
bălegar, a descoperit că acesta eliberează un gaz inflamabil.
Francezul Béchamp în 1868 și rusul Leo Popoff în 1875 prin experimentele
sale de laborator în Strassburg, au concluzionat că formarea gazului de
fermentare se datorează un or microorganisme. Este pentru prima dată cînd
formarea biogazului este atribuit activită ții microbiene , acesta fiind un pas
important în punerea bazelor pentru studierea științifică a fermentării
anaerobe . Totodată această perioadă marchează trecerea de l a observa ții la
studiul orientat pe această temă.
În 1970 în America, la sta ția de epurare Hyperion al orașului Los Angeles
s-a experimentat pentru prima dată fermentarea anaerobă a nămolului în
condi ții termofile.
La 22 septembrie 1881 antreprenorul franc ez Louis Mouras a depus la
Vesoul patentul pentru ”o instala ție de fermentare automată și fără miros ”
(o fosă septică rudimentară) , asigurînd epurarea apelor uzate prin
fermentare metanică.

9
În 188 3 discipolul lui Pasteur, Ullyse Gayon publică experimentele sale
privind fermentarea anaerobă a bălegarului, concluzionînd că gazul ob ținut
este capabil să furnizeze c ăldură și lumină.
Prin experien țele din perioada anilor 1876 -1887, Gayon și chimistul
german Ernst Felix Immanuel Hoppe -Seyler au descoperit formare a
microbiologică a metanului și bioxidului de carbon din acetat ul etilic (ce se
formează și în mod natural în vinuri prin fermentarea a doi constituen ți
comuni: cel mai simplu acid organic, volatil – acidul acetic și alcoolul
etilic) .
Prima instala ție de b iogaz s -a construit în anul 18 97 în ora șul Bombay,
India, la coloni a de lepra și Matoonga (Matunga), biogazul fiind produs într –
o fosă septică rudimentară (cea mai simplă instala ție de epurare a apelor
uzate oră șenești) .
În Europa, prima instala ție de utili zare a biogazului s -a experimentat în
orașul Exeter, Anglia, cînd biogazul produs în varianta îmbunătă țită de
către Cameron a fosei septic e concepută de Mouras, a fost utilizat pentru
iluminatul stației de epurare construită în anul 1895, începînd cu anul 1906,
devenind continuă în 1911, prezentînd posibila utilizare a acestuia și pentru
iluminatul public prin instalarea unei lămpi în ora ș.
Microbiologii ru și Serghei Winogradski și Vasilii Omeliansky publică în
1900 și ulterior în 1905 la fel biologul oland ez Nicolaas Louis Sohngen de
la universitatea din Delft, Olanda, identificarea a cîtorva microorganisme
anaerobe.
În 1907 în Germania, inginerul Karl Imhoff a patentat și construit prima
instala ție de epurare a apelor uzate orășenești, decantorul Imhoff sa u
Emscher (denumire d upă localitate) (numit și decantor etajat după
configura ția constructivă) , capabilă să asigure și tratarea anaerobă a
nămolului, proces, din care rezulta biogazul.
În 1921 la sta ția de epurare a orașului Birmingham din Anglia s -a pus î n
funcțiune pentru prima dată în Europa un m otor cu ardere internă de 25 CP
(18,4 kW) pentru producerea energiei electrice din biogaz.
În 19 23 în Germania s -a livrat pentru prima dată surplusul de biogaz de la o
stație de epurare a apelor uzate în rețeaua orășenească de gaz metan .
În 1924 la sta ția de epurare Recklinghausen a orașului Essen din Germania
s-a început utilizarea biogazului în motoare cu ardere internă pentru
producerea energiei electrice din biogaz. În anii următori biogazul a fost
utilizat în instala ții de cogenerare, producînd simultan căldură și energie
electrică.
În jurul anului 1930 s -a reu șit pentru prima dată în Germania purificarea
biogazului în vederea comprimării și utilizării la autovehicole.
dintre cele patru stări de agregare a le materiei (cunoscute astăzi: solid,
lichid, gaz, plasmă) .
Metanul a fost desco perit în 1667 de Thomas Shirley, Anglia.
În 1764 Benjamin Franklin a descris cum că putea da foc la aerul deasupra
unei mla știni de mică adîncime în New Jersey.
În 1772 chimistul englez Joseph Priestley a descoperit că metanul este
rezultatul proceselor an aerobe.
În 1776 fizicianul italian Alessandro Volta , studiind materia organică de pe
fundul lacurilor Como și Maggiore, a descoperit și izolat metanul .
În 1804 chimistul englez John Dalton descrie formula chimică a metanului.
În 1808 chimistul englez Sir H umphry Davy a determinat că gazul rezultat
din fermentarea dejec țiilor de bovine conține metan.
În 1821 fizicianul italian Amedeo Avogadro determină cu precizie formula chimică a metanului.
În 1856 , prin experimentele sale cu gunoi de grajd, francezul Jule s Reiset a
descoperit că în lipsa oxigenului rezultă un gaz inflamabil.
În 1856 chimistul francez Marcelin ( sau Marcellin) Pierre Eugène Berthelot
sintetizează pentru prima dată metanul din sulfid de carbon (CS
2) și
hidrogen sulfurat (H 2S).
În anul 1857 b acteriologul francez Louis Pasteur a descoperit efectul
inhibitor al prezen ței oxigenului în dezvoltarea microorganismelor din
familia ciupercilor de drojdie Saccharomyces , denumit după el ”efectul
Pasteur”.
În 1868 agronomul francez Jules Reiset, studiind dinamica azotului din
bălegar, a descoperit că acesta eliberează un gaz inflamabil.
Francezul Béchamp în 1868 și rusul Leo Popoff în 1875 prin experimentele
sale de laborator în Strassburg, au concluzionat că formarea gazului de
fermentare se datorează un or microorganisme. Este pentru prima dată cînd
formarea biogazului este atribuit activită ții microbiene , acesta fiind un pas
important în punerea bazelor pentru studierea științifică a fermentării
anaerobe . Totodată această perioadă marchează trecerea de l a observa ții la
studiul orientat pe această temă.
În 1970 în America, la sta ția de epurare Hyperion al orașului Los Angeles
s-a experimentat pentru prima dată fermentarea anaerobă a nămolului în
condi ții termofile.
La 22 septembrie 1881 antreprenorul franc ez Louis Mouras a depus la
Vesoul patentul pentru ”o instala ție de fermentare automată și fără miros ”
(o fosă septică rudimentară) , asigurînd epurarea apelor uzate prin
fermentare metanică.

10
Primele crize energetice din anii 197 3 și 1978 au condus în statele
industrializate la intensificarea cercetăril or în privința posibilității utilizării
surselor regenerabile d e energie, printre care și biogazul. Aceste cercetări
au fost orientate pentru construirea stațiilor de biogaz de mare capacitate,
capabile să producă prin cogenerare energie electrică și termică , cu
injectarea surplusului de energie electrică în sistemul energetic.
Abia în anul 1977 microbiologul american Carl Richard Woese de la
universitatea din Illinois, redefine ște grupul de microorgnisme unicelulare
fără nucleu, Archaea , în care include și bacteriile metanogene. Prin această
descoperire, el redeseneaz ă arborele filogenezei taxonomic e (sistemul
arborelui genealogic al evolutiei) pe Pămînt. Denumirea acestor bacterii,
”bacterii arhaice”, desemnează tocmai faptul că acestea au apărut în era
geologică arhaică, în urmă cu cca. 4 miliarde de ani. Bacteriile Archaea
joacă un rol definitoriu în procesele biogeochimice.
În tehnologia fermentării ”uscate” inginerul sanitar american W.J. Jewell și
colaboratorii săi de la universitatea Cornell aduc contribu ții importante încă
din 1981. După conferin ța ONU asupra me diului și dezvoltării care a avut loc la Rio
de Janeiro în 1992, urmată de adoptarea în 1997 a Protocolul ui de la Kyoto
la Convenția -cadru a Națiunilor Unite asupra schimbărilor climatice,
adoptată la New York la 9 mai 1992 (transpusă prin legea 3/2001),
cercetările privind utilizarea biogazului s -au intensificat și s-au extins în
direc ția valorificării complexe -integrate a resurselor din agricultură,
incluzînd și fermele mici , pentru care utilizarea biogazului poate oferi
semiindependen ță sau chiar indepen dență energetică. În aceste condi ții, în
America și în țările industrializate din Europa utilizarea biogazului este
reconsiderată, atenția fiind concentrată însă la stațiile de medie și mare
capacitate, cu cogenerare, luînd un nou avînt prin construirea în ritm rapid a
unor serii de sta ții de biogaz noi, îndeosebi în Germania, Dania, Austria ,
Elveția și Suedia . În ultimii ani în Spania au fost construite într -un ritm
deosebit multe sta ții de biogaz, astfel că în prezent , deși Germania dispune
de cea mai mar e capacitate totală instalată de sta ții de biogaz, Spania are
cea mai mare capacitate specifică instalată pe cap de locuitor.
În 2005 în Suedia intră în circula ție primul tren propulsat de biogaz. Trenul
automotor ”Amanda” cu o capacitate de 54 de pasageri , face legătura între
orașul Linkoeping, imediat la sud de Stockholm, cu ora șul Västervik de pe
coasta estică de la Marea Baltică , pe o distan ță de cca. 80 km, avînd o
autonomie de cca. 600 km.
În prezent în Suedia, Dania, Germania și Austria biogazul se utilizează din
ce în ce mai mult în transportul în comun pe post de carburant.
În satul Illinois, America, în 1930 chimi stul A.M. Buswell a stabilit prima
formulă chimică stoechiometrică a metanogenezei, pe care a dezvoltat -o
apoi împreună cu colegii săi, Heave și W.D. Hatfield în 1936 , apoi cu
Mueller în 1952 . În 1976 Boyle perfec ționează formula lui Buswell și
Mueller, însă aceasta încă nu include influen ța ligninului (de altfel foarte
greu biodegradabil în mediu anaerob), la care în 1998 biochimista Susan J.
Baserga de la universitatea Yale aduce noi perfec ționări.
Prima instala ție de fermentare în agricultură a fost cons truită în Algeria în
1942 de către francezii Gilbert Ducellier și Marcel Isman, utilizînd
tehnologia de fermentare uscată a gunoiului de grajd, după ce în 1939 au
brevetat în SUA o instala ție de fermentare umedă a gunoiului de grajd
construită tot în Alger ia.
În Germania prin anul 1945 s -a început construc ția instalațiilor de mare
capacitate pentru producerea biogazului din de șeuri din agricultură, la care
Imhoff a avut contribu ții importante.
În perioada celui -de-al doilea război mondial în Germania s -a dezvoltat de
către F. Schmidt și W. Eggersgl üss un sistem de producere a biogazului din
deșeuri agricole, cunoscut sub numele ”sistemul Schmidt -Eggersglüss”.
În 1947, pe baza cercetărilor din anii 1940, în orașul Darmstadt din
Germania, inginerul constructor , apoi prof. dr. Gerd Reinhold a dezvoltat
prima instala ție de biogaz pentru necesitățile fermelor mici , tehnologia
fiind denumită ”sistem Darmstadt” sau ”canal fermentation method ” sau cu
termenul consacrat mai tîrziu ”plug -flow” (sistem piston) .
Prin anu l 1948, p e baza cercetărilor sale, inginerul sanitar german Franz
Pöpel , un pionier al epurării apelor uzate, a construit în Allerhoop prima
instala ție de mare capacitate pentru prelucrarea anaerobă a biomasei și de
utilizare a biogazului.
În 1948, în satu l Rohrbach im Odenwald, Germania, fermierul Berthaloth a
realizat propria instala ție de biogaz, producînd zilnic între 8 -10 m3 biogaz
din dejec țiile de la cei 2 cai și 8 vaci de lapte ai săi , amestecate cu apele
uzate menajere.
În țările industrializate cercetările biochimice și microbiologice privind
formarea biogazului s -au intensificat după cel de -al doilea război mondial.
Astfel, b iochimistul olandez C.G.T.P. Schnellen în 1947 și omologul său
american H.A. Barker în 1956 descoperă noi specii de bacterii metanogene.
Lista cercetătorilor cu asemenea descoperiri este lungă și continuă și în
zilele noastre.
Ieftinirea pre țului petrolului a condus la scăderea interesului țărilor
industrializate privind utilizarea biogazului, astfel că de prin anii 1955,
marea majoritate a sta țiilor de biogaz a fost abandonată din motive de
rentabilitate.

11
Primele crize energetice din anii 197 3 și 1978 au condus în statele
industrializate la intensificarea cercetăril or în privința posibilității utilizării
surselor regenerabile d e energie, printre care și biogazul. Aceste cercetări
au fost orientate pentru construirea stațiilor de biogaz de mare capacitate,
capabile să producă prin cogenerare energie electrică și termică , cu
injectarea surplusului de energie electrică în sistemul energetic.
Abia în anul 1977 microbiologul american Carl Richard Woese de la
universitatea din Illinois, redefine ște grupul de microorgnisme unicelulare
fără nucleu, Archaea , în care include și bacteriile metanogene. Prin această
descoperire, el redeseneaz ă arborele filogenezei taxonomic e (sistemul
arborelui genealogic al evolutiei) pe Pămînt. Denumirea acestor bacterii,
”bacterii arhaice”, desemnează tocmai faptul că acestea au apărut în era
geologică arhaică, în urmă cu cca. 4 miliarde de ani. Bacteriile Archaea
joacă un rol definitoriu în procesele biogeochimice.
În tehnologia fermentării ”uscate” inginerul sanitar american W.J. Jewell și
colaboratorii săi de la universitatea Cornell aduc contribu ții importante încă
din 1981. După conferin ța ONU asupra me diului și dezvoltării care a avut loc la Rio
de Janeiro în 1992, urmată de adoptarea în 1997 a Protocolul ui de la Kyoto
la Convenția -cadru a Națiunilor Unite asupra schimbărilor climatice,
adoptată la New York la 9 mai 1992 (transpusă prin legea 3/2001),
cercetările privind utilizarea biogazului s -au intensificat și s-au extins în
direc ția valorificării complexe -integrate a resurselor din agricultură,
incluzînd și fermele mici , pentru care utilizarea biogazului poate oferi
semiindependen ță sau chiar indepen dență energetică. În aceste condi ții, în
America și în țările industrializate din Europa utilizarea biogazului este
reconsiderată, atenția fiind concentrată însă la stațiile de medie și mare
capacitate, cu cogenerare, luînd un nou avînt prin construirea în ritm rapid a
unor serii de sta ții de biogaz noi, îndeosebi în Germania, Dania, Austria ,
Elveția și Suedia . În ultimii ani în Spania au fost construite într -un ritm
deosebit multe sta ții de biogaz, astfel că în prezent , deși Germania dispune
de cea mai mar e capacitate totală instalată de sta ții de biogaz, Spania are
cea mai mare capacitate specifică instalată pe cap de locuitor.
În 2005 în Suedia intră în circula ție primul tren propulsat de biogaz. Trenul
automotor ”Amanda” cu o capacitate de 54 de pasageri , face legătura între
orașul Linkoeping, imediat la sud de Stockholm, cu ora șul Västervik de pe
coasta estică de la Marea Baltică , pe o distan ță de cca. 80 km, avînd o
autonomie de cca. 600 km.
În prezent în Suedia, Dania, Germania și Austria biogazul se utilizează din
ce în ce mai mult în transportul în comun pe post de carburant.
În satul Illinois, America, în 1930 chimi stul A.M. Buswell a stabilit prima
formulă chimică stoechiometrică a metanogenezei, pe care a dezvoltat -o
apoi împreună cu colegii săi, Heave și W.D. Hatfield în 1936 , apoi cu
Mueller în 1952 . În 1976 Boyle perfec ționează formula lui Buswell și
Mueller, însă aceasta încă nu include influen ța ligninului (de altfel foarte
greu biodegradabil în mediu anaerob), la care în 1998 biochimista Susan J.
Baserga de la universitatea Yale aduce noi perfec ționări.
Prima instala ție de fermentare în agricultură a fost cons truită în Algeria în
1942 de către francezii Gilbert Ducellier și Marcel Isman, utilizînd
tehnologia de fermentare uscată a gunoiului de grajd, după ce în 1939 au
brevetat în SUA o instala ție de fermentare umedă a gunoiului de grajd
construită tot în Alger ia.
În Germania prin anul 1945 s -a început construc ția instalațiilor de mare
capacitate pentru producerea biogazului din de șeuri din agricultură, la care
Imhoff a avut contribu ții importante.
În perioada celui -de-al doilea război mondial în Germania s -a dezvoltat de
către F. Schmidt și W. Eggersgl üss un sistem de producere a biogazului din
deșeuri agricole, cunoscut sub numele ”sistemul Schmidt -Eggersglüss”.
În 1947, pe baza cercetărilor din anii 1940, în orașul Darmstadt din
Germania, inginerul constructor , apoi prof. dr. Gerd Reinhold a dezvoltat
prima instala ție de biogaz pentru necesitățile fermelor mici , tehnologia
fiind denumită ”sistem Darmstadt” sau ”canal fermentation method ” sau cu
termenul consacrat mai tîrziu ”plug -flow” (sistem piston) .
Prin anu l 1948, p e baza cercetărilor sale, inginerul sanitar german Franz
Pöpel , un pionier al epurării apelor uzate, a construit în Allerhoop prima
instala ție de mare capacitate pentru prelucrarea anaerobă a biomasei și de
utilizare a biogazului.
În 1948, în satu l Rohrbach im Odenwald, Germania, fermierul Berthaloth a
realizat propria instala ție de biogaz, producînd zilnic între 8 -10 m3 biogaz
din dejec țiile de la cei 2 cai și 8 vaci de lapte ai săi , amestecate cu apele
uzate menajere.
În țările industrializate cercetările biochimice și microbiologice privind
formarea biogazului s -au intensificat după cel de -al doilea război mondial.
Astfel, b iochimistul olandez C.G.T.P. Schnellen în 1947 și omologul său
american H.A. Barker în 1956 descoperă noi specii de bacterii metanogene.
Lista cercetătorilor cu asemenea descoperiri este lungă și continuă și în
zilele noastre.
Ieftinirea pre țului petrolului a condus la scăderea interesului țărilor
industrializate privind utilizarea biogazului, astfel că de prin anii 1955,
marea majoritate a sta țiilor de biogaz a fost abandonată din motive de
rentabilitate.

12
Exemplul experien ței fermierilor din SUA, unde eșecul instalațiilor de
biogaz este de cca. 80 %, arată că , realizarea unei instala ții de biogaz
necesită o abordare complexă și realistă, proces în care planificarea are un
rol determinant.

În ceea ce prive ște instala țiile de biogaz mici (rurale sau gospodăre ști), a
căror realizare le este destinat cu precădere acest material, este de remarcat
că, informa țiile privind nu numai datel e statistice, dar chiar și datările și
tipurile de instala ții, sînt contradictorii. Aici confuziile sînt ceva obi șnuit.
În aceste condi ții este imposibil de stabilit, care sursă este mai credibilă .
Din acest motiv informa țiile prezentate în continuare priv ind instalațiile de
biogaz rurale (gospodăre ști) trebuie considerate ”ca atare” sau ”a șa cum
sînt ele” . Ceea ce este important de re ținut, sînt tipurile constructive și
tehnologice.
Conform literaturii disponibile, primele instala ții de biogaz gospodăreșt i au
fost construit e preponderent în Asia. Astfel, î ncepînd cu anii 1950, în
principal în China și India, susținut de stat, considerate și promovate ca o
soluție la problema deșeurilor, la problema alimentării cu căldură, la
problema de șertificării (cu o instala ție de biogaz rurală de 10 m3 se poate
economisi anual o cantitate de cca. 2.000 kg lemne de foc, echivalînd cu
tăierea pădurii de pe o suprafață între 0,26 – 4 ha) , la ameliorarea condițiilor
sanitare în mediul rural, precum și la emanciparea femeii, dar și o
contribu ție importantă la sporirea producției agricole vegetale, construirea
stațiilor mici de biogaz capătă o răspîndire în ritm sus ținut.

Prima instala ție de biogaz din China s-a construit în 1921 în provincia
sudică Guangdong de către Guorui Luo, cu o capacitate de 8 m3, avînd
destina ție comercială . A urmat cea din 1936 în Jiangsu, fiind de tip ”cu
capac fix” (fixed dome) , construită de profesorul Zhon Peiyuan . Prin anii
1950 s -a dezvoltat tipul de reactor (fermentor) cu contrapresiune cu apă.
Reactorul (fermentorul) tip ” sac” (bag) s -a utilizat prima dată în Taiwan ,
începînd din anii 1960 (Hao și col., 1980). Acesta constă în esen ță dintr -un
cilindru lung (raport minim lungime:diametru= 3:14), confec ționat din
material plastic , tubul de alime ntare fiind astfel montat încît presiunea
maximă a biogazului să nu depă șească 40 cmCA (centimetri coloană de
apă). Materialul plastic poate fi PVC, neopren , polietilenă sau RMP ( Red
Mud Plastic, un tip de PVC ieftin, fabricat cu deșeuri de la producerea
aluminiului , fiind produs începînd din 1974 , avînd o durată de utilizare
estimată la cca. 20 ani ) (Hong și col., 1979) . Tehnologic, reactorul ”sac”
poate de tip ” piston ” (plug -flow) sau ” în șarje ” (batch) . Într -o variantă
biogazul poate fi stocat într -un al t sac (Park et al. 1979). Reactorul este

13
foarte u șor (o capacitate de 50 m3 are o greutate de numai 270 kg) și se
montează într -un șanț cu o adîncime puțin peste raza sacului cilindric. În
varianta ” pachet ” fermentorul se construie ște în configurație ”sem i-
plastic”, adică numai cu partea superioară din folie de plastic, cea inferioară
fiind o cuvă de pă mînt etan șată cu argilă. Instala ția RMP s-a utilizat
preponderent pentru dejec țiile porcine și tocmai din acest motiv s -a extins
repede în Korea și în insul ele Fidji, unde porcinele se cresc în număr mare.
Cercetările chineze ști și koreene relevă faptul că, în compara ție cu instalația
”cu capac rigid”, temperatura în instala ția RMP este mai mare cu 2°-7°C,
ceea ce aduce un spor de producție de 50 -300% , respec tiv între 0,235 -0,61
m3biogaz/m3fermentor ∙zi constatată în China și între 0,14 (iarna la 8°C)-0,7
(vara la 32 °C) m3biogaz/m3fermentor ∙zi în Korea. Datorită disponibilită ții,
fermentorul tip ”sac” a început să fie utilizat masiv în America Centrală
(Umana , 1982).
În 200 9 existau în China un număr de cca. 17 milioane (unele surse indică
37 milioane) de instala ții gospodăre ști, cu volume de fermentare între 4-10
m3, din care însă numai cca. 50 % erau func ționale. Numărul instala țiilor
tip ”sac” este de cca. 50 .000 buc ăți.
În India , prim a încercare de construire a unei instala ții de biogaz , din
păcate nereu șită, s-a petrecut în 1900 în Bombay . Prima instala ție
funcțională s -a construit în 1937 de către microbiologul S.V. Desai de la
Institutul Indian de Cercetăr i Agricole ( Indian Agricultural Research
Institute – IARI) . Acesta era de tip ”cu clopot plutitor ” (floating dome) , o
inven ție revoluționară. O instala ție similară mult mai perfecționată a fost
construită în 1956 de către Jashu Bai (Joshbai ) Patel, un munc itor Gandhian
din Gujarat, pe care a denumit -o ”Grama Laxmi III” . În 1962 această
instala ție a fost recunoscută de agenția guvernamentală Khadi and Village
Industries Commission (KVIC) din Bombay (Venkata Ramana , 1991) , care
cu mici modificări a promovat m odelul pe scară largă, inclusiv în Nepal, de
unde și numele alternativ de ”model KVIC” . Astfel , acest tip de instala ție
se regăse ște în literatura de specialitate sub denumirile : tip Patel și model
KVIC . În aceea și perioadă, guvernul statului indian Uttar Pradesh
înfiin țează la Ajitmel o stațiune de cercetare denumită ”Gobar Gas”. Aici se
construie ște o instalație ”cu capac fi x” după modelul chinez, car e va primi
denumirea de ”modelul Janata ”. Khandelwal și Mahdi descriu în să în
1986 acela și tip de instala ție de biogaz, ca fiind promovată de comunitatea
ONG -urilor indiene a AFPRO (Action for Food Production, o organiza ție
creștinească pentru proiecte cu scop de producere a hranei). Deși mai ieftin
cu 20 -30 % comparativ cu modelul KVIC, este un model mai teh nic.
Construc ția instalațiilor de biogaz casnice a luat avînt începînd cu anul
1981, prin lansarea Proiectului Na țional de Promovare a Biogazului. În
Exemplul experien ței fermierilor din SUA, unde eșecul instalațiilor de
biogaz este de cca. 80 %, arată că , realizarea unei instala ții de biogaz
necesită o abordare complexă și realistă, proces în care planificarea are un
rol determinant.

În ceea ce prive ște instala țiile de biogaz mici (rurale sau gospodăre ști), a
căror realizare le este destinat cu precădere acest material, este de remarcat
că, informa țiile privind nu numai datel e statistice, dar chiar și datările și
tipurile de instala ții, sînt contradictorii. Aici confuziile sînt ceva obi șnuit.
În aceste condi ții este imposibil de stabilit, care sursă este mai credibilă .
Din acest motiv informa țiile prezentate în continuare priv ind instalațiile de
biogaz rurale (gospodăre ști) trebuie considerate ”ca atare” sau ”a șa cum
sînt ele” . Ceea ce este important de re ținut, sînt tipurile constructive și
tehnologice.
Conform literaturii disponibile, primele instala ții de biogaz gospodăreșt i au
fost construit e preponderent în Asia. Astfel, î ncepînd cu anii 1950, în
principal în China și India, susținut de stat, considerate și promovate ca o
soluție la problema deșeurilor, la problema alimentării cu căldură, la
problema de șertificării (cu o instala ție de biogaz rurală de 10 m3 se poate
economisi anual o cantitate de cca. 2.000 kg lemne de foc, echivalînd cu
tăierea pădurii de pe o suprafață între 0,26 – 4 ha) , la ameliorarea condițiilor
sanitare în mediul rural, precum și la emanciparea femeii, dar și o
contribu ție importantă la sporirea producției agricole vegetale, construirea
stațiilor mici de biogaz capătă o răspîndire în ritm sus ținut.

Prima instala ție de biogaz din China s-a construit în 1921 în provincia
sudică Guangdong de către Guorui Luo, cu o capacitate de 8 m3, avînd
destina ție comercială . A urmat cea din 1936 în Jiangsu, fiind de tip ”cu
capac fix” (fixed dome) , construită de profesorul Zhon Peiyuan . Prin anii
1950 s -a dezvoltat tipul de reactor (fermentor) cu contrapresiune cu apă.
Reactorul (fermentorul) tip ” sac” (bag) s -a utilizat prima dată în Taiwan ,
începînd din anii 1960 (Hao și col., 1980). Acesta constă în esen ță dintr -un
cilindru lung (raport minim lungime:diametru= 3:14), confec ționat din
material plastic , tubul de alime ntare fiind astfel montat încît presiunea
maximă a biogazului să nu depă șească 40 cmCA (centimetri coloană de
apă). Materialul plastic poate fi PVC, neopren , polietilenă sau RMP ( Red
Mud Plastic, un tip de PVC ieftin, fabricat cu deșeuri de la producerea
aluminiului , fiind produs începînd din 1974 , avînd o durată de utilizare
estimată la cca. 20 ani ) (Hong și col., 1979) . Tehnologic, reactorul ”sac”
poate de tip ” piston ” (plug -flow) sau ” în șarje ” (batch) . Într -o variantă
biogazul poate fi stocat într -un al t sac (Park et al. 1979). Reactorul este

14
1984 AFPRO începe să promoveze ” modelul Dee nbandhu ”, o variantă
constructivă a solu ției ”cu capac fix”. Conform datelor, acest model este
mai ieftin cu 30 % ca modelul Janata și cu 45 % ca modelul KVIC. În 1999
existau în India peste 3 milioane de instala ții casnice, pînă în 2007 fiind
prevăzută construirea a încă cca. 4 milioane de unită ți (Guvernul Indiei,
2007). Din cele existente în general cca. 60 % erau nefunc ționale.
În Nepal s-a generalizat construc ția modelelor ”cu capac fix”, dintre care
modelul Deembandhu de ține o pondere importantă. În anul 2009 existau
189.122 de unită ți rurale, cu o rată de reu șită de 98 %. Dintre țările în curs
de dezvoltare, Nepalul conduce deta șat în privința numărului de unități de
bioga z pe cap de locuitor. Conform datelor, cu o instala ție de biogaz rurală
medie din Nepal se poate economisi anual o cantitate de 2.000 kg lemne de
foc, 1.000 kg de șeuri agricole, 250 kg dejecții animaliere uscate, 70 kg
petrol și îngră șăminte chimice ( respectiv 39 kg N, 19 kg P și 39 kg K).
Una dintre cele mai reu șite programe privind construirea de instalații mici
de biogaz este cea a fermentoril or în sistem ” pachet ” sau ” șarjă” (batch)
de pe fermele de porci Maya Farms din Filipine , construite începînd din
1972 (Maramba, 1978). Prin utilizarea alternativă a peste 30 de instala ții
identice s -a putut ob ține o producțe constantă de biogaz.
Un alt t ip tehnologic de instala ție de biogaz rurală este cel tip ” piston ”
(plug -flow). Acesta este similar cu modelul tip ”sac”. Un fermentor
”piston” tipic constă dintr -o tran șee etanșată cu beton sau folie din plastic,
acoprită fie cu o membrană din plastic, fi e cu un capac rigid metalic.
Lungimea este considerabil mai mare comparativ cu dimensiunile sec țiunii
transversale, orientativ de peste 5 ori. Prima instala ție documentată de acest
tip a fost construită în 1957 în Africa de Sud (Fry, 1975) . Termoizolată și
încălzită la 35°C, cu o durată de fermentare de 40 zile și încărcare de 3,4
kgSU(substanță uscată)/m3∙zi, cu această instala ție s-a putut ob ține o
produc ție specifică de 1,0 -1,5 m3biogaz/m3volum fermentare ∙zi. În țările
africane majoritatea instala țiilor de biogaz rurale este de tip ”cu capac fix”,
însă numărul total al acestora este încă mult sub cel din Nepal.
În America Centrală și de Sud, inclusiv Mexicul , numărul instala țiilor de
biogaz rurale este încă mult sub poten țialul disponibil. Cela mai multe s-au
construit în Brazilia, iar majoritatea lor se încadrează în categoria
instala țiilor medii (comunitare – community based) și mari.

NOȚIUNI DESPRE FERMENTAREA ANAEROBĂ

Fermentarea anaerobă este un proces microbiologic complex, prin care
materia primă (substratul) este convertit în biogaz și nămol fertilizant. În
detaliu producerea biogazului se desfă șoară în patru faze, însă în literatura

15
de specialitate se men ționează fie trei, fie numai două, în funcție de gradul
de detaliere dorit al subiectului. Ce le patru faze sînt următoarele:
– faza 1: printr -un proces de hidroliză, datorită activită ții bacteriilor
aerobe și facultativ anaerobe și enzimelor, materiile organice complexe
polimerice (carbohidra ți, acizi și proteine) sînt descompuse în materii
organ ice macromoleculare mai simple (monomeri) , precum zaharuri, acizi
grași și aminoacizi
– faza 2: se mai nume ște și acidogeneză, deoarece materiile organice
simple sînt descompuse de alte grupuri de bacterii specializate în compu și
și mai simpli, în princip al acizi organici, precum acizii carboxilici, alcooli
și diferite gaze: hidrogen (H 2), dioxid de carbon (CO 2), amoniac (NH 3) și
hidrogen sulfurat (H 2S)
– faza 3: numită și acetogeneză, aceasta este o etapă strict anaerobă,
în care se formează acid acetic (CH 3COOH), acid formic (HCOOH),
metanol (CH 3OH) (sau alcool metilic sau spirt de lemn, un alcool simplu),
bicarbona ți (HCO3-), hidrogen și bioxid de carbon
– faza 4: numită și etapa de metanogeneză, în care ca urmare a
activită ții bacteriilor metanogene din familia Methanobacteria se formează
metanul (CH 4) și dioxidul de carbon (CO 2)
Ecua ția formării biomasei (materiei organice) , în spe ță a
carbohidra ților, cu ajutorul fotosintezei și energiei solare poate fi descr isă
cu ecua ția:
6CO 2 + 6H 2O
= C6H12O6 + 6O 2
Ecua ția chimică simplificată a fermentării anaerobe , respectiv a
transformării biomasei , în spe ță a carbohidraților, în biogaz poate fi scrisă
astfel:
C6H12O6 → 3 CO 2 + 3 CH 4
În figura următoare se prezintă schematic cele patru faze ale
procesul ui de producere a biogazului:

În faza de metanogeneză, metanul se formează prin descompunerea
acidului acetic și reducția CO 2 cu hi drogen în condi ții strict anaerobe (pH=
6,7-8) de către metanobacterii , conform ecua țiilor:
CH 3COOH => CH 4+ CO 2
4 H 2+ CO 2 => CH 4+2 H 2O
1984 AFPRO începe să promoveze ” modelul Dee nbandhu ”, o variantă
constructivă a solu ției ”cu capac fix”. Conform datelor, acest model este
mai ieftin cu 30 % ca modelul Janata și cu 45 % ca modelul KVIC. În 1999
existau în India peste 3 milioane de instala ții casnice, pînă în 2007 fiind
prevăzută construirea a încă cca. 4 milioane de unită ți (Guvernul Indiei,
2007). Din cele existente în general cca. 60 % erau nefunc ționale.
În Nepal s-a generalizat construc ția modelelor ”cu capac fix”, dintre care
modelul Deembandhu de ține o pondere importantă. În anul 2009 existau
189.122 de unită ți rurale, cu o rată de reu șită de 98 %. Dintre țările în curs
de dezvoltare, Nepalul conduce deta șat în privința numărului de unități de
bioga z pe cap de locuitor. Conform datelor, cu o instala ție de biogaz rurală
medie din Nepal se poate economisi anual o cantitate de 2.000 kg lemne de
foc, 1.000 kg de șeuri agricole, 250 kg dejecții animaliere uscate, 70 kg
petrol și îngră șăminte chimice ( respectiv 39 kg N, 19 kg P și 39 kg K).
Una dintre cele mai reu șite programe privind construirea de instalații mici
de biogaz este cea a fermentoril or în sistem ” pachet ” sau ” șarjă” (batch)
de pe fermele de porci Maya Farms din Filipine , construite începînd din
1972 (Maramba, 1978). Prin utilizarea alternativă a peste 30 de instala ții
identice s -a putut ob ține o producțe constantă de biogaz.
Un alt t ip tehnologic de instala ție de biogaz rurală este cel tip ” piston ”
(plug -flow). Acesta este similar cu modelul tip ”sac”. Un fermentor
”piston” tipic constă dintr -o tran șee etanșată cu beton sau folie din plastic,
acoprită fie cu o membrană din plastic, fi e cu un capac rigid metalic.
Lungimea este considerabil mai mare comparativ cu dimensiunile sec țiunii
transversale, orientativ de peste 5 ori. Prima instala ție documentată de acest
tip a fost construită în 1957 în Africa de Sud (Fry, 1975) . Termoizolată și
încălzită la 35°C, cu o durată de fermentare de 40 zile și încărcare de 3,4
kgSU(substanță uscată)/m3∙zi, cu această instala ție s-a putut ob ține o
produc ție specifică de 1,0 -1,5 m3biogaz/m3volum fermentare ∙zi. În țările
africane majoritatea instala țiilor de biogaz rurale este de tip ”cu capac fix”,
însă numărul total al acestora este încă mult sub cel din Nepal.
În America Centrală și de Sud, inclusiv Mexicul , numărul instala țiilor de
biogaz rurale este încă mult sub poten țialul disponibil. Cela mai multe s-au
construit în Brazilia, iar majoritatea lor se încadrează în categoria
instala țiilor medii (comunitare – community based) și mari.

NOȚIUNI DESPRE FERMENTAREA ANAEROBĂ

Fermentarea anaerobă este un proces microbiologic complex, prin care
materia primă (substratul) este convertit în biogaz și nămol fertilizant. În
detaliu producerea biogazului se desfă șoară în patru faze, însă în literatura

16
Forma simplificat ă și aproximativă a formulei lui Buswell pentru
calculul produc ției de metan din diverse substrate este următ oarea:
CxHyOz → (x/2 + y/8 – z/4) CH 4
în care x, y și z reprezintă fracțiunea molară a componentelor.
În împăr țirea pe trei faze, hidroliza și acidogeneza sînt considerate
împreună, iar în aproximarea în două faze, sînt considerate împreună
primele trei faze.
Fermentarea anaerobă este influen țată în principal de următorii
factori:

● proprietă țile substratului (materiei organice introduse la fermentare) ,
precum:
– raportul carbon/azot (C/N) (optim între C/N= 15 -25)
De asemenea, trebuie să existe un rapor t optim între principalele
substan țe nutritive , acesta fiind C:N:P = 100:41:1 (Kalkschmitt și
Hartmann , 2001 ) sau C:N:P:S= 600:15:5:3 ( Weiland, P., 2000 ), unde S este
simbolul chimic al sulfului.
– fracțiunea organică biodegradabilă
– umiditate a (minim 50 %, optim 90 -95 %) , în func ție de tehnologie
– dimensiunile particulelor (prezintă importanță în cazul materiei
prime vegetale, ce trebuie tocată la dimensiunea de maxim 30 mm, bun
între 10-20 mm și foarte bun între 1 -5 mm )
– reac ția amestec ului (optim în zona neutră, cu o valoare medie de
pH= 7,7 și o plajă de variație între pH= 6, 7-8,4)
– con ținutul în substanțe inhibitoare sau toxice pentru
microorganisme (unele metale grele, deter -genți, dezinfectanți, surfactan ți,
antibiotice, erbicid e, etc.); Nu pot fi introduse deci la fermentare apele
uzate menajere ce con țin detergenți de bucătărie, dezinfectanți și surfactanți
de toate tipurile sau antibiotice, acestea fiind letale pentru bacteriile din
fermentator, cu efect de dezamorsare a insta lației.

● timpul de retenție hidraulică (TRH, sau durata de fermentare):
produc ția de biogaz crește cu durata fermentării; În funcție de temperatură,
odată cu cre șterea duratei de fermentare, producția de biogaz se apropie
asimptotic de o valoare maximă (se plafonează). De aceea, mărirea
volumului fermentatorului peste anumite limite devine neeconomică. De
menționat că durata de retenție trebuie să fie mai mare la temperaturi mici
și invers. Orientativ, pentru condiții criofile, durata de fermentare
recomandată este de 30 -150 zile, în condi ții mezofile de 15 -30 de zile, iar
în condiții termofile de 2 -5 zile. Influen ța duratei de fermentare asupra
produc ției de biogaz se poate urmări pe cele două grafice prezentate , foarte
sugestive (după Tusar, R.). Pe ambele grafice, pe abscisă se află durata de

17
fermentare sau timpul
de reten ție hidraulică
(TRH) în zile. Pe graficul de sus, prin
exemplul dejec ții-lor
de porcine (pig
manure) , pe ordonată
este trecută produc ția
de biogaz, în litri/kg
substan ță uscată orga-
nică introdusă la
fermentare. Fî șia
reprezintă zona rezul –
tatelor ob ținute de la
mai multe instala ții.
Graficul arată că, plaja
valorilor reale este
destul de largă, fapt de
care trebuie ținut cont
la întocmirea calculel or
teoretice de
dimensionare a unei
instala ții noi. Pe graficul de jos, pe ordonată se află pe de o parte prod ucția
de biogaz, în m3/kg substan ță uscată organică introdusă la fermentare
(curba ro șie, crescătoare) și rata de producție, în m3 biogaz/m3 volum de
fermentare pe zi (curba albastră). Acest grafic arată foarte clar că, rata
(viteza) de produc ție a biogazu lui variază foarte mult în funcție de TRH,
ajungînd la un maxim după cca. 7 zile de fermentare, după care viteza de
generare scade, avînd ca urmare încetinirea produc ției totale , care tinde
asimpto tic către valoarea maximă . Această configura ție este valabi lă la
modul general, pentru orice tip de materie organică supusă fermentării
anaerobe și arată că prelungirea duratei de fermentare peste anumite limite
este neeconomică deoarece, cre șterea costurilor cu construirea și
exploatarea instala ției nu mai sînt c ompensate de cre șterea suplimentară
mică obtenabilă.

● temperatura : cu cît temperatura este mai mare, cu atît mai mare este
produc ția de biogaz; În natură fermentarea anaerobă se dezvoltă chiar la
temperaturi foarte mici, de ordinul a 3 -5°C și chiar mai m ici. În
tehnologiile controlate se disting următoarele trei categorii de temp eraturi
de fermentare anaerobă:
– neîncălzit, adică în condi ții criofile sau psihrofile, între 10 -25°C

Forma simplificat ă și aproximativă a formulei lui Buswell pentru
calculul produc ției de metan din diverse substrate este următ oarea:
CxHyOz → (x/2 + y/8 – z/4) CH 4
în care x, y și z reprezintă fracțiunea molară a componentelor.
În împăr țirea pe trei faze, hidroliza și acidogeneza sînt considerate
împreună, iar în aproximarea în două faze, sînt considerate împreună
primele trei faze.
Fermentarea anaerobă este influen țată în principal de următorii
factori:

● proprietă țile substratului (materiei organice introduse la fermentare) ,
precum:
– raportul carbon/azot (C/N) (optim între C/N= 15 -25)
De asemenea, trebuie să existe un rapor t optim între principalele
substan țe nutritive , acesta fiind C:N:P = 100:41:1 (Kalkschmitt și
Hartmann , 2001 ) sau C:N:P:S= 600:15:5:3 ( Weiland, P., 2000 ), unde S este
simbolul chimic al sulfului.
– fracțiunea organică biodegradabilă
– umiditate a (minim 50 %, optim 90 -95 %) , în func ție de tehnologie
– dimensiunile particulelor (prezintă importanță în cazul materiei
prime vegetale, ce trebuie tocată la dimensiunea de maxim 30 mm, bun
între 10-20 mm și foarte bun între 1 -5 mm )
– reac ția amestec ului (optim în zona neutră, cu o valoare medie de
pH= 7,7 și o plajă de variație între pH= 6, 7-8,4)
– con ținutul în substanțe inhibitoare sau toxice pentru
microorganisme (unele metale grele, deter -genți, dezinfectanți, surfactan ți,
antibiotice, erbicid e, etc.); Nu pot fi introduse deci la fermentare apele
uzate menajere ce con țin detergenți de bucătărie, dezinfectanți și surfactanți
de toate tipurile sau antibiotice, acestea fiind letale pentru bacteriile din
fermentator, cu efect de dezamorsare a insta lației.

● timpul de retenție hidraulică (TRH, sau durata de fermentare):
produc ția de biogaz crește cu durata fermentării; În funcție de temperatură,
odată cu cre șterea duratei de fermentare, producția de biogaz se apropie
asimptotic de o valoare maximă (se plafonează). De aceea, mărirea
volumului fermentatorului peste anumite limite devine neeconomică. De
menționat că durata de retenție trebuie să fie mai mare la temperaturi mici
și invers. Orientativ, pentru condiții criofile, durata de fermentare
recomandată este de 30 -150 zile, în condi ții mezofile de 15 -30 de zile, iar
în condiții termofile de 2 -5 zile. Influen ța duratei de fermentare asupra
produc ției de biogaz se poate urmări pe cele două grafice prezentate , foarte
sugestive (după Tusar, R.). Pe ambele grafice, pe abscisă se află durata de

18
– în condi ții încălzite, mezofile, între 30 -37°C
– în condi ții încălzite, termofile, între 50 -70°C
Efectul temperaturii
asupra produc ției de biogaz
poate fi exemplificată cu
figura alăturată (după Tusar,
R.). Pe abscisă se află durata
de fermentare în zile, iar pe
ordonată produc ția relativă,
raportată la cea teoretică
maximă . Se poate observa
că, în cazul instala țiilor
gospodăre ști, neîncălzite,
produc ția maximă se obține mai lent (cele două curbe inferioare) . Și acest
grafic are valabilitate generală, foarte asemănătoare pentru cele mai variate
substrat e.

● amestecarea (agitarea ): cu cît conținutul fermentatorului este mai
omogen, cu atît mai mare este produc ția de biogaz ; Acesta se explică prin
aceea că, prin amestecare o mai mare parte a bacteriilor prime ște aport de
substan țe nutritive, ceea ce contribuie la dezvoltarea l or.

● presiunea : la presiuni hidrostatice corespunzător unei coloane de apă de
4-5 m înăl țime, producția de metan practic încetează; Din acest motiv la
instala ții mai mari, amestecarea permanentă a conținutului este o condiție
obligatorie.

Nămolul fermentat (mrani ța de fermentare ) este un foarte bun
fertilizant. În procesul de fermentare azotul gazos se transformă în
amoniac , înso țit și de nitrat , un compus al azotului stabil chimic . În aceste
form e solubil e în apă, azotul poate fi asimilat direct de pla nte ca nutrient.
Un fertilizant deosebit de bogat în azot se poate ob ține dacă pentru diluția
gunoiului proaspăt în locul apei se folose ște urina . Folosirea urinei mai are
și avantajul că este mai caldă , astfel aduce un aport de căldură în fermentor.
Deoar ece partea solidă a dejec țiilor conține mai mult fosfor, iar cea lichidă
mai mult azot și potasiu, prin amestecarea lor rezultă un nămol fertilizant
cu o compozi ție practic optimă pentru plante, cu un raport al nutrienților de
cca. N:P 2O5:K2O= 1:0,5:1 ( fosforul asimilabil de către plante fiind exprimat
în pentaoxid de fosfor, P 2O5, iar potasiul asimilabil în oxid de kaliu, K 2O).
Nămolul fermentat avînd un raport C/N mai mic comparativ cu cel al
gunoiului de grajd proaspă t, este un fertilizant mai bun. Studi ile arată că în
practică prin utilizarea nămolului fermentat se pot ob ține producții vegetale
mai mari cu 5 -15 %. Caracteristicile unor substrate fermentate (mrani țe de

19
fermentare), rezultate din instala țiile de biogaz, în compara ție cu gunoiul de
grajd, se prezintă în tabelul de mai jos, preluat din [10]:

Gunoi fermentat / Mrani ță de fermentare
Parametru UM
sau
notație Gunoi de
grajd proaspăt
(preponderent
bovine) Amestec de
gunoi de
bovine și
plante
agricole Amestec de
gunoi de
porcine și
plante
agricole Amestec de
plante
agricole Amestec de
diverse
deșeuri
organice și
plante
agricole
Substan ță uscată SU (%MP) 9,1 7,3 5,6 7,0 6,1
Reac ția chimică pH 7,3 8,3 8,3 8,3 8,3
Raportul carbon/azot C/N 10,8 6,8 5,1 6,4 5,2
kg/t MP
Nitrogen (azot) total N 4,1 4,6 4,6 4,7 4,8
Azot amoniacal NH 4-N 1,8 2,6 3,1 2,7 2,9
Fosfor P2O5 1,9 2,5 3,5 1,8 1,8
Kaliu (potasiu) K2O 4,1 5,3 4,2 5,0 3,9
Magneziu MgO 1,02 0,91 0,82 0,84 0,7
Calciu CaO 2,3 2,2 1,6 2,1 2,1
Sulf S 0,41 0,35 0,29 0,33 0,32
Substan ță organ ică SUo 74,3 53,3 41,4 51,0 42,0

NOTĂ: SUo – substan ță uscată organică, MP – masă proaspătă

În interpretarea datelor din cuprinsul acestui material trebuie avut în
vedere că, în lipsa unor men țiuni exprese, acestea se referă la rezultatele
obținute de la instala ții de biogaz încălzite, mezofile , cu amestecare . Acest
aspect este deosebit de important deoarece, datele din diferite surse pot
diferi esen țial chiar ș i d i n m o t i v u l c ă u n e l e s e r e f e r ă l a S U , i a r a l t e l e l a
SUo. De aceea, datele care nu indică ba za de raportare, trebuie considerate
ca nesigure . La fel, rezultatele de la instala țiile gospodărești neîncălzit e pot
diferi destul de mult de cele industriale , încălzite, cu amestecare . Chiar și în
datele privind caracteristicile materiilor prime – care c onstituie datele de
bază ale proiectării oricărei instala ții de biogaz, se constată uneori diferen țe
destul de mari.
Un exemplu de biotehnologie
naturală a biogazului arată ca în figura
alăturată. Rumenul rumegătoarelor și
în special al bovinelor este cel mai
simplu reactor anaerobic , cu
alimentare secven țială, me zofilă, cu
amestecar e completă și o singură
treaptă, de mare eficien ță. O v a c ă d e
lapte produce zilnic între 100 -200 l de
metan (dr. Hubert Zellmann, 2006) .

– în condi ții încălzite, mezofile, între 30 -37°C
– în condi ții încălzite, termofile, între 50 -70°C
Efectul temperaturii
asupra produc ției de biogaz
poate fi exemplificată cu
figura alăturată (după Tusar,
R.). Pe abscisă se află durata
de fermentare în zile, iar pe
ordonată produc ția relativă,
raportată la cea teoretică
maximă . Se poate observa
că, în cazul instala țiilor
gospodăre ști, neîncălzite,
produc ția maximă se obține mai lent (cele două curbe inferioare) . Și acest
grafic are valabilitate generală, foarte asemănătoare pentru cele mai variate
substrat e.

● amestecarea (agitarea ): cu cît conținutul fermentatorului este mai
omogen, cu atît mai mare este produc ția de biogaz ; Acesta se explică prin
aceea că, prin amestecare o mai mare parte a bacteriilor prime ște aport de
substan țe nutritive, ceea ce contribuie la dezvoltarea l or.

● presiunea : la presiuni hidrostatice corespunzător unei coloane de apă de
4-5 m înăl țime, producția de metan practic încetează; Din acest motiv la
instala ții mai mari, amestecarea permanentă a conținutului este o condiție
obligatorie.

Nămolul fermentat (mrani ța de fermentare ) este un foarte bun
fertilizant. În procesul de fermentare azotul gazos se transformă în
amoniac , înso țit și de nitrat , un compus al azotului stabil chimic . În aceste
form e solubil e în apă, azotul poate fi asimilat direct de pla nte ca nutrient.
Un fertilizant deosebit de bogat în azot se poate ob ține dacă pentru diluția
gunoiului proaspăt în locul apei se folose ște urina . Folosirea urinei mai are
și avantajul că este mai caldă , astfel aduce un aport de căldură în fermentor.
Deoar ece partea solidă a dejec țiilor conține mai mult fosfor, iar cea lichidă
mai mult azot și potasiu, prin amestecarea lor rezultă un nămol fertilizant
cu o compozi ție practic optimă pentru plante, cu un raport al nutrienților de
cca. N:P 2O5:K2O= 1:0,5:1 ( fosforul asimilabil de către plante fiind exprimat
în pentaoxid de fosfor, P 2O5, iar potasiul asimilabil în oxid de kaliu, K 2O).
Nămolul fermentat avînd un raport C/N mai mic comparativ cu cel al
gunoiului de grajd proaspă t, este un fertilizant mai bun. Studi ile arată că în
practică prin utilizarea nămolului fermentat se pot ob ține producții vegetale
mai mari cu 5 -15 %. Caracteristicile unor substrate fermentate (mrani țe de

20
SCURTĂ PREZENTARE A TEHNOLOGIEI
BIOGA ZULUI

Producerea biogazului în condi ții controlate de om este una dintre
biotehnologii. Tehnologia biogazului de astăzi este o formă modernă,
ecologică a unei tehnologii potrivite pentru descompunerea materiei
organice de către bacteriile putrefactive în condi ții de temperatură adecvate
și stabile.

Substratul
Substratul sau materia organică adecvată supusă fermentării este
foarte variată , putînd fi grupat astfel :
– dejec ții animaliere sau gunoi de grajd , de la bovine, porcine, caprine,
ovine, păsări de curte , iepuri, cabaline, etc., inclusiv urina
– plante agricole (cereale) , precum porumb, floarea -soarelui, secară,
lucernă, cartofi, sfeclă, orz, orez, etc.
– plante verzi sau de șeuri de plante (mai puțin cele lemnoase , deoarece au un
conținut de lignin f oarte mare, iar ligninul nu poate fi descompus prin fermentare
anaerobă ), precum fîneț, deșeuri din tăierea gazonului și plante de grădină
– deșeuri agroindustriale , precum ape uzate sau produse secundare bogate în
proteine (de la fabrici de prelucrare a l aptelui , fabrici de bere , fabrici de
pîine ), ape uzate bogate în carbohidra ți (fabrici de zahăr, laboratoare de
cofetărie și patiserie, fabrici de băuturi alcoolice ), reziduuri bogate în
grăsimi și proteine ( grăsimi separate din apele uzate oră șenești și
agroindustriale: abatoare, carmangerii , turte de in, rapi ță, etc. ) și altele
– de la om: dejec ții umane (fecale și urină din latrine), nămol activ din
instala ții de epurare, reziduuri biologice, resturi de mîncare, resturi și
reziduuri de legume și fructe, ulei de la prăjit, lapte stătut , etc.
Trebuie re ținut că, numai
componenta organică a materiilor
solide din substrat poate fi utilizată
pentru producerea biogazului.
Figura alăturată arată prin
exemplul dejec țiilor de vacă de
lapte transformarea anaerobă a
materiei organice. În tabelul
următor se prezintă sintetic cantită țile dejecțiilor de la
diversele animale de fermă și de la
om, cu compozi ția acestora în substan țe nutritive , prelucrat pe baza surselor
de documentare :

21
Dejec ții (gunoi) Substan țe nutritive în partea solidă, SU
solide Total Azot (N)
cantitat
e SU cantitat
e SU Sursa
(kg/zi) (%) lichide
(urina)
(l/zi)
(kg/zi) (%) total din
care
NH 4-N Fosfor,
în
P2O5 Kaliu,
în
K2O Mag-
neziu,
în
MgO Calciu,
în
CaO
Gunoi de grajd
(cu așternut ) conținut (kg/t)
Bovine 20-30 23 10-15 30-40 – 5,5 1,3 3,0 9,1 2,4
Porcine 1,2-2,5 23 2,5-4,5 3,7-6,0 – 7,3 1,9 6,4 7,9 3,0
Cabaline 15-20 28 4-5 19-24 – 4,8 1,4 3,1 9,4 2,0
Ovine 1,5-2,5 37 0,6-1,0 2,1-3,3 – 10,1 2,3 5,4 13,2 4,2
Caprine 30 8,0 2,2 6,0 20,0 1,0
Iepuri 30 18,0 19,0 45,0
Rațe 0,022 30 4,0 3,0 11,0 1,0
Gîște 0,03 30 8,0 6,0 11,0
Curcan 0,05-
0,06 49 17,5 18,6 16,2 7,0 17,2
0,05 30 18,1 2,5 12,5 10,3 8,1 12,7
Găini
60 30,3 5,0 21,8 20,9 10,4 34,1
Gunoi proaspăt
(fără așternut) conținut (kg/m3)
6 3,2 1,8 1,4 3,9 1,0
8 3,9 2,2 1,7 4,6 1,3 Vacă de lapte și
bovine
10 4,6 2,5 2,1 5,2 1,5
7 3,8 2,2 1,8 4,0 1,1
Taur de prăsilă
10 4,7 2,6 2,2 4,9 1,5
Viței și tăurași 30-40
2 2,8 2,3 1,2 3,3 0,5
3 4,3 3,4 1,8 3,2 0,9
5 5,6 4,2 2,8 3,8 1,3 Porc la îngă șat
7 6,5 4,7 3,9 4,4 1,9
2 2,8 2,2 1,2 2,0 0,6
Scroafă
4 4,0 3,0 2,3 2,6 1,0
Purcel 3,7-6,0
5 4,5 3,1 2,4 3,0 1,0
Găini 0,003 11 7,8 4,8 5,8 4,5 6,0 9,5
Fermentat de
ames -tec de
dejec ții ani -maliere,
evacuat din
instalații de biogaz
(mrani ța de biogaz) conținut (kg/m3)
5,0-6,5 4,2-4,5 1,6-3,2 1,4-1,5 3,5-4,9 0,50
raportate la SU (%)
Excre ții umane Canti-
tate
(g/zi) SU
(g/zi) SUo
(%) pH Carbo
n total
(C) Azot
total
(N) Fosfor,
în
P2O5 Kaliu,
în
K2O Mag-
neziu
Mg Calciu,
în
CaO Raport
C/N
Fecale 140-
340 40-80 75-87 5,3
(8-8,7) 45-60 5-7 3-5,4 1,0-2,5 4-5 8-10
Urină 1.200 –
1.500 50-70 4,6-7,5
(9,1) 11-17 15-19 2,5-5,0 3,0-4,5 4,5-6,0 0,65-0,9

SCURTĂ PREZENTARE A TEHNOLOGIEI
BIOGA ZULUI

Producerea biogazului în condi ții controlate de om este una dintre
biotehnologii. Tehnologia biogazului de astăzi este o formă modernă,
ecologică a unei tehnologii potrivite pentru descompunerea materiei
organice de către bacteriile putrefactive în condi ții de temperatură adecvate
și stabile.

Substratul
Substratul sau materia organică adecvată supusă fermentării este
foarte variată , putînd fi grupat astfel :
– dejec ții animaliere sau gunoi de grajd , de la bovine, porcine, caprine,
ovine, păsări de curte , iepuri, cabaline, etc., inclusiv urina
– plante agricole (cereale) , precum porumb, floarea -soarelui, secară,
lucernă, cartofi, sfeclă, orz, orez, etc.
– plante verzi sau de șeuri de plante (mai puțin cele lemnoase , deoarece au un
conținut de lignin f oarte mare, iar ligninul nu poate fi descompus prin fermentare
anaerobă ), precum fîneț, deșeuri din tăierea gazonului și plante de grădină
– deșeuri agroindustriale , precum ape uzate sau produse secundare bogate în
proteine (de la fabrici de prelucrare a l aptelui , fabrici de bere , fabrici de
pîine ), ape uzate bogate în carbohidra ți (fabrici de zahăr, laboratoare de
cofetărie și patiserie, fabrici de băuturi alcoolice ), reziduuri bogate în
grăsimi și proteine ( grăsimi separate din apele uzate oră șenești și
agroindustriale: abatoare, carmangerii , turte de in, rapi ță, etc. ) și altele
– de la om: dejec ții umane (fecale și urină din latrine), nămol activ din
instala ții de epurare, reziduuri biologice, resturi de mîncare, resturi și
reziduuri de legume și fructe, ulei de la prăjit, lapte stătut , etc.
Trebuie re ținut că, numai
componenta organică a materiilor
solide din substrat poate fi utilizată
pentru producerea biogazului.
Figura alăturată arată prin
exemplul dejec țiilor de vacă de
lapte transformarea anaerobă a
materiei organice. În tabelul
următor se prezintă sintetic cantită țile dejecțiilor de la
diversele animale de fermă și de la
om, cu compozi ția acestora în substan țe nutritive , prelucrat pe baza surselor
de documentare :

22
Compozi ția urinei în substan țe nutritive, prelucrat pe baza surselor de
documentare, se prezintă în tabelul următor:

Provenien ța Umiditatea
w (%) Materii
organice
(%) Azot total
(N)
(%) Fosfor, în
P2O5
(%) Kaliu, în
K2O
(%)
Bovine 90-93 3-6 0,2-1,0 0,10-0,15 0,6-1,8
Porcine 94-97 2-3 0,4-0,6 0,05-0,15 0,8-1,0
Cabaline 89-93 5-7 0,5-1,6 0,01-0,05 0,6-1,8
Ovine 87-91 7-8 1,4-1,6 0,10-0,15 1,5-2,0

Compozi ția unor substrate vegetale se prezintă în tabelu l de mai jos:

Denumirea SU
(%) SUo
(%) N
(%SU) P2O5
(%SU) K2O
(%SU)
Porumb însilozat 28-35 85-98 2,3-3,3 1,5-1,9 4,2-7,8
Plante de cereale
însilozate 30-35 92-98 4,0 3,25
Ierburi însilozate 25-50 70-95 3,5-6,9 1,8-3,7 6,9-19,8
Semin țe de cereale 87 97 12,5 7,2 5,7
Sfeclă de zahăr 23 90 1,8 0,8 2,2
Sfeclă furajeră 16 90
Borhot de bere 20-25 70-80 4-5 1,5
Borhot de cereale 6-8 83-88 6-10 3,6-6
Deșeu de gazon tăiat 12 87 2,5 4

Raportul carbon/azot pentru cîteva substrate mai frecvent utiliz ate se
prezintă în tabelul următor :

Denumire Conținut
carbon
C (%) Conținut
azot
N (%) Raportul
C/N Denumire Conținut
carbon
C (%) Conținut
azot
N (%) Raportul
C/N
Dejec ții de bovine 7,3
0,29
1,7 25
13-25 Morcovi 1,6 27
Urină bovine 15-18 0,8 Varză 3,6 12
Dejec ții de porcine 7,8
0,65
12-13
9 Zarzavaturi
neleguminoase 2,54 11-19
Urină porcine 6 Vrejuri de cartof 40 1,8 22
Dejec ții de cabaline 10
0,42
2,3 24
25 Tuleie de porumb 40
0,75
0,8 53-60
50
Dejec ții de ovine 16
0,55
3,8 19
29-33 Paie de grîu 46
0,53
0,3(0,5) 87-90
128(125)
Dejec ții de caprine 12 Lucernă 48 2,6 18
Dejec ții de găini 45
3
3,2 (6,3)

15
7 (7,3)
10-25 Paie de ovăz 42
0,75
1,05(1,1) 56
48(50)
Dejec ții de rață 0,8 27,4 Paie de orez 42 0,63 (0,7) 67-70(51)
Resturi de bucătărie 1,9 28 (9- 17) Trifoi 2,7
Pîine uscată (veche) 42 Frunze 41 1 41(50)
Lujere de ro șii 1,5 25 Iarbă verde 15 0,6 (2,5) 25 (16)
Roșii 3,3 12 Deșeuri de abator 7-10 2-4

23
Tehnologia
Deși principiul de bază este același, pentru producer ea biogazului s –
au dezvoltat numeroase tehnologii, diferen țiate în func ție de următorii
parametri tehnologici principali :
– continuitatea procesului: secven țială (în șarje sau discontinuă)
(batch) sau continu ă
– temperatura de fermentare: criofil (psihro fil), mezofil sau termofil
– con ținutul substratului în materii solide: mare, medie sau mică
(respectiv cu grad de umiditate redus , mediu sau mare)
Se men ționează că prin folosirea unui substrat din amestec de materii
prime acontribuie întotdeauna la cre șterea produc ției de biogaz, datorită
efectului sinergic (de stimulare reciprocă) a diferitelor elemente nutritive de
stimulare a culturilor bacteriene din fermentator. Conform literaturii de
specialitate, cî știgul obtenabil variază între 5 -15 %.
– comple xitate: fermentare într -o singură treaptă sau în două trepte

Desigur, această diferen țiere este valabilă îndeosebi la instalațiile
medii și mari și mult mai puțin este aplicabil la instalațiile mici,
gospodăre ști. O imagine de ansamblu a unui sistem rural de biogaz se
prezintă ca mai jos:

Deoarece rezultatele pentru instala țiile de biogaz rurale provin
practic în întregime de la cele din țările în curs de dezvoltare , fie din zone
tropicale, fie din zone reci, cu varia ția diurnă și sezonieră a temperatu rii de
ordinul cîtorva zeci de grade Celsius, cu o dietă a animalelor mult diferită

Compozi ția urinei în substan țe nutritive, prelucrat pe baza surselor de
documentare, se prezintă în tabelul următor:

Provenien ța Umiditatea
w (%) Materii
organice
(%) Azot total
(N)
(%) Fosfor, în
P2O5
(%) Kaliu, în
K2O
(%)
Bovine 90-93 3-6 0,2-1,0 0,10-0,15 0,6-1,8
Porcine 94-97 2-3 0,4-0,6 0,05-0,15 0,8-1,0
Cabaline 89-93 5-7 0,5-1,6 0,01-0,05 0,6-1,8
Ovine 87-91 7-8 1,4-1,6 0,10-0,15 1,5-2,0

Compozi ția unor substrate vegetale se prezintă în tabelu l de mai jos:

Denumirea SU
(%) SUo
(%) N
(%SU) P2O5
(%SU) K2O
(%SU)
Porumb însilozat 28-35 85-98 2,3-3,3 1,5-1,9 4,2-7,8
Plante de cereale
însilozate 30-35 92-98 4,0 3,25
Ierburi însilozate 25-50 70-95 3,5-6,9 1,8-3,7 6,9-19,8
Semin țe de cereale 87 97 12,5 7,2 5,7
Sfeclă de zahăr 23 90 1,8 0,8 2,2
Sfeclă furajeră 16 90
Borhot de bere 20-25 70-80 4-5 1,5
Borhot de cereale 6-8 83-88 6-10 3,6-6
Deșeu de gazon tăiat 12 87 2,5 4

Raportul carbon/azot pentru cîteva substrate mai frecvent utiliz ate se
prezintă în tabelul următor :

Denumire Conținut
carbon
C (%) Conținut
azot
N (%) Raportul
C/N Denumire Conținut
carbon
C (%) Conținut
azot
N (%) Raportul
C/N
Dejec ții de bovine 7,3
0,29
1,7 25
13-25 Morcovi 1,6 27
Urină bovine 15-18 0,8 Varză 3,6 12
Dejec ții de porcine 7,8
0,65
12-13
9 Zarzavaturi
neleguminoase 2,54 11-19
Urină porcine 6 Vrejuri de cartof 40 1,8 22
Dejec ții de cabaline 10
0,42
2,3 24
25 Tuleie de porumb 40
0,75
0,8 53-60
50
Dejec ții de ovine 16
0,55
3,8 19
29-33 Paie de grîu 46
0,53
0,3(0,5) 87-90
128(125)
Dejec ții de caprine 12 Lucernă 48 2,6 18
Dejec ții de găini 45
3
3,2 (6,3)

15
7 (7,3)
10-25 Paie de ovăz 42
0,75
1,05(1,1) 56
48(50)
Dejec ții de rață 0,8 27,4 Paie de orez 42 0,63 (0,7) 67-70(51)
Resturi de bucătărie 1,9 28 (9- 17) Trifoi 2,7
Pîine uscată (veche) 42 Frunze 41 1 41(50)
Lujere de ro șii 1,5 25 Iarbă verde 15 0,6 (2,5) 25 (16)
Roșii 3,3 12 Deșeuri de abator 7-10 2-4

24
de cele din țările din zonele temperate, cu practici de alimentare și de
exploatare foarte variate, ele nu pot fi utilizate în condi țiile țărilor cu climă
temperată decît ca exemple orientative. Ceea ce este important de re ținut
este că, ele demonstrează eficacitatea și utilitatea tehnologiei biogazului și
la scară mică.
În tabelul de mai jos se prezintă informativ produc ția de biogaz
maximă teoretică obtenabilă prin fermen tare anaerobă, cu men țiunea că,
acestea se bazează preponderent pe rezultate ob ținute în instalații încălzite,
mezofile, cu amestecare mecanică continuă. Astfel, pentru instala țiile
gospodăre ști, neîncălzite și de obicei neamestecate artificial, nu se poat e
conta decît pe val ori mai mici, în general mult mai modeste , dar care –
conform experien ței țărilor în curs de dezvoltare , pot face viabilă o
instala ție de biogaz gospodărească.
Volumul biogazului în tabel reprezintă cel raportat la starea normală
de co mpara ție a gazelor, respectiv presiunea atmosferică de 760 mmHg
(milimetri mercur)= 760 torr= 1013 mbar (milibar)= 1013 hPa
(hectoPascal) = 101325 N/m2 (Newton pe metrupătrat) , de la nivelul mării și
temp eratura de 0°C. Volumul gazelor la presiunea normală se diferen țiază
printr -o denumire specială: normal metricub, avînd nota ția Nm3. Din acest
motiv, în lipsa unor precizări exprese, volumul gazelor se consideră date întotdeauna în Nm
3.

Produc ție de biogaz Produc ție de biogaz
Denumire substrat
(m3/t MP) (m3/t
SUo) Conținut
de metan
CH 4 (%) Denumir e substrat
(m3/t MP) (m3/t
SUo) Conținut
de metan
CH 4 (%)
Dejec ții de bovine 20-30 200-500 55-60 Porumb însilozat 160-180 450-700 50-55
Gunoi de grajd bovine 40-50 210-300 60 Tuleie de porumb,
tocate 310 500 83
Dejec ții de porcine 20-35 300-700 60-70 Secară însilozată 170-220 550-680 55
Gunoi de grajd porcine 55-65 270-450 60 Paie de grîu, tocată 370 51
Dejec ții de cabaline p. 80-90 300-400 66 Paie de orz, tocată 232 310 77
Dejec ții de cabaline u. 200-300 66 Paie de orez, tocată 360 75
Dejec ții de ovine p. 95-105 400-500 65 Paie de ovăz, tocată 262 350
Dejec ții de găini p. 55 470-500 60-64 Paie de rapi ță, tocată 167 240
Dejec ții de găini u. 70-100 250-500 60-64 Lucernă 445 78
Resturi de bucătărie 50-480 200-500 45-60 Fîneț proaspăt 380-420 480-520 84
Pîine uscată (veche) 482-760 53 Lujeri sfeclă de zahăr 70 550-600 54-55
Lujere de ro șii, tocați 600 75 Sfeclă de zahăr 170-180 800-860 53-54
Deșeuri zarzavaturi 50-70 400-600 60 Sfeclă furajeră 780-840 53-54
Coajă de cartofi 68 58-65 Deșeuri gazon 150-200 550-680 55-65
Vrejuri de cartof 280-490 Frunze 279 400 58
Borhot de bere 105-130 580-750 59-60 Fecale umane 240 50

NOTĂ: SUo – substan ță uscată organică ; MP – masă proaspătă
u – uscat; p – proaspăt

25

În vederea aprecierii rapide a poten țialului de producție a biogazului
într-o gospodărie, în tabelul ce urmează s unt indicate cîteva cifre-cheie:

Produc ție de biogaz (Nm3)
Sursa
anuală zilnică
Vacă de lapte, 20 m3 dejec ții proaspete/an (55 l/zi) 500 1,37
Porcine, 1,5 -6 m3 dejec ții proaspete/an (4,1- 16,5 l/zi) 42-168 0,115 -0,46
Vită, 3 -11 t gunoi de grajd/an (8,2- 30 kg/zi) 240-880 0,66-2,4
Cal, 8 t gunoi de grajd/an (22 kg/zi) 504 1,38
100 găini, 1,8 m3 dejec ții uscate/an (4,9 l/zi) 252 0,69
Valorile orientative ale c onsumuril or de biogaz tipice pentru diferite
utilizări pot fi apreciate pe baza datelor de mai jos:

Tip consum Necesar de biogaz Durata Eficien ța
transfor –
mării
Preparare hrană pe reșou 0,1-0,3 Nm3/pers
Cuptor ~ 0,5 Nm3/h
Încălzire apă 1 l (100°C) 0,03-0,04 Nm3 8-12 min
Încălzire apă 5 l (100°C) 0,11-0,14 Nm3 30-40 min
Preparare apă caldă menajeră în boiler, 50 l (45°C) ~ 0,6 Nm3 8 ore 55 %
Încălzire locuin ță la 20 -22°C 0,025 -0,04 Nm3/h∙m3
Vi
Lampă biogaz 60 W (lumină) 0,1-0,15 Nm3/h 3 %
Motor cu ardere internă pt. cogenerare
– eficiența globală
– eficiența generării electrice (electrică)
– eficiența generării de căldură (termică) 0,6-0,7 Nm3/kW h
~ 85 %
33-45 %
35-56 % 24-28 %

NOTĂ: V i înseamnă ”volum interior ”, adică volumul spa țiului interior al încăperii .
Astfel de exemplu, pentru o încăpere cu suprafa ța interioară de 20 m2 și înălțime
interioară de 2,5 m, volumul interior va fi de 50 m3. Socotînd durata de încălzire
necesară de 10 ore /zi, rezultă u n necesar de biogaz de (0,025 -0,04)∙ 50= ( 1,25-2,0)
Nm3/h∙10 h= 12,5-20 Nm3/zi.

Din exemplul prezentat rezultă că, necesită țile de încălzire a spațiilor
depășesc posibilitățile unei instalații d e biogaz gospodăre ști obișnuite, și
aceasta cu atît mai mult cu cît, necesitatea încălzirii intervine în perioada de
iarnă, cînd produc ția de biogaz oricum este mai scăzută cu cca. 40 -50 %.

În cele ce urmează se prezintă cîteva variante de mărimi și rețete de
alimentare pentru instala ții de biogaz gospodărești :

Instala ție cu volum de fermentare V f= 4 m3
Total șarjă
Materie primă Cantitate
(kg/zi) Apă
(kg/zi) (kg/zi) (l/zi) TRH
(zi) C/N Biogaz
(Nm3/zi)
Dejec ții vacă de
lapte , 2 cap ete 50 50 100 100 40 25 1,0

de cele din țările din zonele temperate, cu practici de alimentare și de
exploatare foarte variate, ele nu pot fi utilizate în condi țiile țărilor cu climă
temperată decît ca exemple orientative. Ceea ce este important de re ținut
este că, ele demonstrează eficacitatea și utilitatea tehnologiei biogazului și
la scară mică.
În tabelul de mai jos se prezintă informativ produc ția de biogaz
maximă teoretică obtenabilă prin fermen tare anaerobă, cu men țiunea că,
acestea se bazează preponderent pe rezultate ob ținute în instalații încălzite,
mezofile, cu amestecare mecanică continuă. Astfel, pentru instala țiile
gospodăre ști, neîncălzite și de obicei neamestecate artificial, nu se poat e
conta decît pe val ori mai mici, în general mult mai modeste , dar care –
conform experien ței țărilor în curs de dezvoltare , pot face viabilă o
instala ție de biogaz gospodărească.
Volumul biogazului în tabel reprezintă cel raportat la starea normală
de co mpara ție a gazelor, respectiv presiunea atmosferică de 760 mmHg
(milimetri mercur)= 760 torr= 1013 mbar (milibar)= 1013 hPa
(hectoPascal) = 101325 N/m2 (Newton pe metrupătrat) , de la nivelul mării și
temp eratura de 0°C. Volumul gazelor la presiunea normală se diferen țiază
printr -o denumire specială: normal metricub, avînd nota ția Nm3. Din acest
motiv, în lipsa unor precizări exprese, volumul gazelor se consideră date întotdeauna în Nm
3.

Produc ție de biogaz Produc ție de biogaz
Denumire substrat
(m3/t MP) (m3/t
SUo) Conținut
de metan
CH 4 (%) Denumir e substrat
(m3/t MP) (m3/t
SUo) Conținut
de metan
CH 4 (%)
Dejec ții de bovine 20-30 200-500 55-60 Porumb însilozat 160-180 450-700 50-55
Gunoi de grajd bovine 40-50 210-300 60 Tuleie de porumb,
tocate 310 500 83
Dejec ții de porcine 20-35 300-700 60-70 Secară însilozată 170-220 550-680 55
Gunoi de grajd porcine 55-65 270-450 60 Paie de grîu, tocată 370 51
Dejec ții de cabaline p. 80-90 300-400 66 Paie de orz, tocată 232 310 77
Dejec ții de cabaline u. 200-300 66 Paie de orez, tocată 360 75
Dejec ții de ovine p. 95-105 400-500 65 Paie de ovăz, tocată 262 350
Dejec ții de găini p. 55 470-500 60-64 Paie de rapi ță, tocată 167 240
Dejec ții de găini u. 70-100 250-500 60-64 Lucernă 445 78
Resturi de bucătărie 50-480 200-500 45-60 Fîneț proaspăt 380-420 480-520 84
Pîine uscată (veche) 482-760 53 Lujeri sfeclă de zahăr 70 550-600 54-55
Lujere de ro șii, tocați 600 75 Sfeclă de zahăr 170-180 800-860 53-54
Deșeuri zarzavaturi 50-70 400-600 60 Sfeclă furajeră 780-840 53-54
Coajă de cartofi 68 58-65 Deșeuri gazon 150-200 550-680 55-65
Vrejuri de cartof 280-490 Frunze 279 400 58
Borhot de bere 105-130 580-750 59-60 Fecale umane 240 50

NOTĂ: SUo – substan ță uscată organică ; MP – masă proaspătă
u – uscat; p – proaspăt

26
Instala ție cu volum de fermentare V f= 4 m3
Total șarjă
Materie primă Cantitate
(kg/zi) Apă
(kg/zi) (kg/zi) (l/zi) TRH
(zi) C/N Biogaz
(Nm3/zi)
Dejec ții vacă de
lapte, 1 cap 25
Dejec ții porcine,
5 capete 10 15 58 59 67,8 21,6 1,3

Instala ție cu volum de fermentare V f= 8 m3
Total șarjă
Materie pr imă Cantitate
(kg/zi) Apă
(kg/zi) (kg/zi) (l/zi) TRH
(zi) C/N Biogaz
(Nm3/zi)
Dejec ții vacă de
lapte, 3 capete 75
Dejec ții porcine,
10 capete 20 15 161 157 51 22,5 2,14

Instala ție cu volum de fermentare V f= 8 m3
Total șarjă
Materie primă Cantitate
(kg/zi) Apă
(kg/zi) (kg/zi) (l/zi) TRH
(zi) C/N Biogaz
(Nm3/zi)
Dejec ții vacă de
lapte, 4 capete 100 75 175 172 46,5 25 1,94

CARACTERISTICILE BIOGAZULUI
În literatura de specialitate și în această privință se pot constata
uneori diferen țe semnificative. Desigur, proprietățile biogazului depind în
esență de raportul principalilor componenți – metanul și bioxidul de carbon ,
însă și influența hidrogenului sulfurat poate fi destul de importantă.
Hidrogenul sulfurat rezultă în propor ție mai mare la fermentarea
substratelor cu con ținut ridicat de proteine (deșeuri de abator, lapte și
produse din lapte, resturi de mîncare , etc. ). În tabelul următor se poate
urmări compozi ția medie a biogazului:

Denumirea Formul
a
chimică Concentra ția
volumetrică
(%) Proprietă țile principale
sub aspectul influen ței asupra utilizării biogazului
Metan CH 4 45-70 Componenta e nergetică , Pci= 35,88 MJ/N m3, dăunător sănătă ții
Dioxid de carbon CO 2 25-55 Gaz înso țitor fără valoare energetică , asfixiant
Apă (vapori) H2O 2-7 Fără valoare energetică, c orosiv
Hidrogen sulfurat H2S < 2 Gaz c orosiv, otrăvitor , urît mirositor , prin ardere formează bioxid
de sulf (SO 2), o substan ță poluantă a aerului și care contribuie la
coroziune prin formarea cu apă a acidul ui sulfuros (H 2SO 3) și
acidului sulfuric (H 2SO 4)
Hidrogen H2 < 1 Gaz foarte u șor inflamabil, Pci= 10,78 MJ/Nm3
Azot (nitrogen) N2 < 2 Micșorează valoarea energetică , prin ardere formează oxizi
(NO x), poluan ți ai aerului
Oxigen O2 < 2
Amoniac NH 3 < 0,5 Gaz corosiv, inflamabil

27
La utilizări semiindustriale și mai mari, biogazul este purificat de
conținutul de bioxid de carbon, hidrogenul sulfurat și vaporii de apă (uscat).
Pentru utilizarea în autovehicule este necesară comprimarea la 22 bar. De
asemen ea, biogazul este comprimat și în cazul injectării în sistemele de
distribu ție a gazelor naturale.
Deși pentru reținerea parțială a hidrogenului sulfurat există metode
simple ce pot fi utilizate la instala țiile de biogaz gospodărești, utilizarea
acestora este cos tisitoare și uneori periculoasă, de asemenea introduc
pierderi de presiune în instala ția de conducte. Din acest motiv în practică
aceste tehnici nu s -au generalizat.
În calculele energetice de valorificare a biogazului, în privin ța
proprietă ților acestuia ca și gaz combustibil trebuie avute în vedere mai
multe aspecte: con ținutul de metan, altitudinea amplasamentului,
temperatura medie a aerului în amplasament și varia ția sezonieră a acesteia.
Astfel, puterea calorifică a gazelor scade cu altitudin ea și cu creșterea
temperaturii. În acest sens se pot găsi informa ții detaliate în literatura de
specialitate. Pentru exemplificare o rientativ se arată că, în compara ție cu
puterea calorifică a biogazului cu un con ținut de metan de 60 %, la nivelul
mării și la temperatura de 20°C , de P ci= 19,9 MJ/m3, la nivelul mării și la t=
40°C de P ci= 18,54 MJ/m3 (93%), la altitudinea de 1000 mdM (m deasupra
mării) și t= 20° C e ste de n um ai P ci= 17,77 MJ/m3 (89%), iar la A= 1000
mdM și la t= 40°C de P ci= 16,56 MJ/m3 (83%).
Proprietățile principale ale biogazului , la starea normală a gazului și
pentru o compozi ție standard se arată în tabelul de mai jos (prin prelucrarea
datelor din mai multe surse) :

Caracteristică UM Valoare
Compozi ție standard – 60% CH 4+40% CO 2
Puter e calorifică inferioară , Pci kcal/Nm3
MJ/Nm3
kWh/Nm3 5.135
21,5
5,97
Limite de explozie în aer % 9…23 (6…12)
Temperatura de aprindere °C 650…750
Temperatura flăcării °C ~ 870
Densitate kg/Nm3 1,2-1,22
Densit ate relativă în raport cu aerul – 0,94
Viteza de ardere cm/s 35-40 (< 25)
Aerul necesar arderii complete m3/Nm3 5,7

NOTĂ: kcal= kilocalorie; MJ= megajoule (milioane joule) ; kWh= kiloWattoră

Se subliniază că, la propor ția de metan sub cca. 54 %, densitatea
biogazului devine mai mare ca cea a aerului (1,29 kg/m3), cu o densitate
Instala ție cu volum de fermentare V f= 4 m3
Total șarjă
Materie primă Cantitate
(kg/zi) Apă
(kg/zi) (kg/zi) (l/zi) TRH
(zi) C/N Biogaz
(Nm3/zi)
Dejec ții vacă de
lapte, 1 cap 25
Dejec ții porcine,
5 capete 10 15 58 59 67,8 21,6 1,3

Instala ție cu volum de fermentare V f= 8 m3
Total șarjă
Materie pr imă Cantitate
(kg/zi) Apă
(kg/zi) (kg/zi) (l/zi) TRH
(zi) C/N Biogaz
(Nm3/zi)
Dejec ții vacă de
lapte, 3 capete 75
Dejec ții porcine,
10 capete 20 15 161 157 51 22,5 2,14

Instala ție cu volum de fermentare V f= 8 m3
Total șarjă
Materie primă Cantitate
(kg/zi) Apă
(kg/zi) (kg/zi) (l/zi) TRH
(zi) C/N Biogaz
(Nm3/zi)
Dejec ții vacă de
lapte, 4 capete 100 75 175 172 46,5 25 1,94

CARACTERISTICILE BIOGAZULUI
În literatura de specialitate și în această privință se pot constata
uneori diferen țe semnificative. Desigur, proprietățile biogazului depind în
esență de raportul principalilor componenți – metanul și bioxidul de carbon ,
însă și influența hidrogenului sulfurat poate fi destul de importantă.
Hidrogenul sulfurat rezultă în propor ție mai mare la fermentarea
substratelor cu con ținut ridicat de proteine (deșeuri de abator, lapte și
produse din lapte, resturi de mîncare , etc. ). În tabelul următor se poate
urmări compozi ția medie a biogazului:

Denumirea Formul
a
chimică Concentra ția
volumetrică
(%) Proprietă țile principale
sub aspectul influen ței asupra utilizării biogazului
Metan CH 4 45-70 Componenta e nergetică , Pci= 35,88 MJ/N m3, dăunător sănătă ții
Dioxid de carbon CO 2 25-55 Gaz înso țitor fără valoare energetică , asfixiant
Apă (vapori) H2O 2-7 Fără valoare energetică, c orosiv
Hidrogen sulfurat H2S < 2 Gaz c orosiv, otrăvitor , urît mirositor , prin ardere formează bioxid
de sulf (SO 2), o substan ță poluantă a aerului și care contribuie la
coroziune prin formarea cu apă a acidul ui sulfuros (H 2SO 3) și
acidului sulfuric (H 2SO 4)
Hidrogen H2 < 1 Gaz foarte u șor inflamabil, Pci= 10,78 MJ/Nm3
Azot (nitrogen) N2 < 2 Micșorează valoarea energetică , prin ardere formează oxizi
(NO x), poluan ți ai aerului
Oxigen O2 < 2
Amoniac NH 3 < 0,5 Gaz corosiv, inflamabil

28
relativă de 1,04 kg/Nm3, ceea ce impune precau ții speciale în exploatarea
instala ției, biogazul putîndu -se acumula în păr țile joase ale încăperilor.
Acesta este celălalt motiv pentru care în primele zile biogaz ul trebuie
eliminat în atmosferă. Limitele de explozie în aer indicate în paranteză se
referă la un con ținut de metan de 65 %.

TIPURI DE INSTALA ȚII DE BIOGAZ GOSPODĂREȘTI

Figurile exemplificative ale principalelor tipuri consacrate ale
diferitelor tipur i de instala ții de biogaz g ospodăre ști, prezentate mai jos,
sunt rezultatul prelucrării prin compilarea schi țelor din mai multe surse
bibliografice, corectate pentru a putea oferi o sugestie clară și adnotate în
limba română în scopul în țelegerii ușoare .

1. Cu capac fix (fixed dome)

Caracteristica comună a acestor tipuri de instala ții este presiunea
mare a biogazului produs, de pînă la 1,0-1,5 mCA (metri coloană de apă)
(100-150 mbar (milibar)) și fluctuația frecventă și neregulată a presiunii în
limite largi. Acest aspect face mai dificilă utilizarea, deoarece flacăra
trebuie urmărită atent și în permanență. Avantajul lor în compara ție cu
variantele cu clopot plutitor este aceea că sînt mai ieftine. Corpul sau bolta
sub formă de cupolă nu este întîmplăto are, deoarece aceasta asigură
posibilitatea e xecu ției și din zidărie, avînd forma optimă din punct de
vedere al rezisten ței. O variantă constructivă a modelului de bază din China
este cu gazometru separat, ceea ce permite reducerea volumului
fermentatorulu i prin reducerea volumului de compensare pentru biogazul
produs. Săge țile cu vîrf dublu indică sensul de variație a l nivelului
nămolului în exploatare.

China
cupolă sferică (dome shaped) India
model Janata

29

2. Cu capac plutitor (floating dome)

Modelele cu capac plutitor au caracteristica comună principală
avantajul de a asigura o presiune constantă, indiferent de varia țiile
condi țiilor de fermentare sau datorită utilizării. Ele pot fi de două tipuri
constructive: cu clopot imersat direct în substratul ce se fermentează sau
într-un inel de apă. În primul caz instala ția este mai ieftină, însă are
dezavantajul că substratul se lipe ște repede de clopot. Un alt dezavantaj
este cel datorat coroziunii mai intense a clopotului metalic . Clopotul poate
fi executat și din materiale plastice (uzual po liester armat cu fibre de sticlă –
PAFSIN) . În funcție de condi țiile specifice ale amplasamentului , clopotul
se poate afla mai mult sau mai pu țin deasupra nivelului terenului. În situația
în care clopotul se află mai mult deasupra nivelului terenului, se pre vede un
cadru de ghidaj, care nu s -a figurat pe schi țe. Și aceste modele pot fi cu
gazometru separat, caz în care fermentorul (fermentatorul) se închide cu un
capac rigid . Presiunea biogazului poate varia între 10 -25 cmCA (10 -25
mbar). Presiunea se asigură prin lestarea clopotului , deoarece greutatea
proprie a acestuia este insuficientă. Pentru îmbunătă țirea condițiilor de
fermentare, traseul substratului poate fi șicanat. Cea mai simplă soluție este
cea cu perete transversal retras pe înăl țime.

India
model Dee nbandhu
India
model KVIC
relativă de 1,04 kg/Nm3, ceea ce impune precau ții speciale în exploatarea
instala ției, biogazul putîndu -se acumula în păr țile joase ale încăperilor.
Acesta este celălalt motiv pentru care în primele zile biogaz ul trebuie
eliminat în atmosferă. Limitele de explozie în aer indicate în paranteză se
referă la un con ținut de metan de 65 %.

TIPURI DE INSTALA ȚII DE BIOGAZ GOSPODĂREȘTI

Figurile exemplificative ale principalelor tipuri consacrate ale
diferitelor tipur i de instala ții de biogaz g ospodăre ști, prezentate mai jos,
sunt rezultatul prelucrării prin compilarea schi țelor din mai multe surse
bibliografice, corectate pentru a putea oferi o sugestie clară și adnotate în
limba română în scopul în țelegerii ușoare .

1. Cu capac fix (fixed dome)

Caracteristica comună a acestor tipuri de instala ții este presiunea
mare a biogazului produs, de pînă la 1,0-1,5 mCA (metri coloană de apă)
(100-150 mbar (milibar)) și fluctuația frecventă și neregulată a presiunii în
limite largi. Acest aspect face mai dificilă utilizarea, deoarece flacăra
trebuie urmărită atent și în permanență. Avantajul lor în compara ție cu
variantele cu clopot plutitor este aceea că sînt mai ieftine. Corpul sau bolta
sub formă de cupolă nu este întîmplăto are, deoarece aceasta asigură
posibilitatea e xecu ției și din zidărie, avînd forma optimă din punct de
vedere al rezisten ței. O variantă constructivă a modelului de bază din China
este cu gazometru separat, ceea ce permite reducerea volumului
fermentatorulu i prin reducerea volumului de compensare pentru biogazul
produs. Săge țile cu vîrf dublu indică sensul de variație a l nivelului
nămolului în exploatare.

China
cupolă sferică (dome shaped) India
model Janata

30

3. Model tip sac (bag)

Acest tip de instala ție este cea mai simplă posibilă constructiv.
Instala ția are avantajul că se încălzește rapid datorită grosimii reduse a
membranei elastice. De obicei este și mai ieftin comparativ cu celelalte
tipuri anterioare , pre țul însă este influențat î n foarte mare măsură de
posibilită țile de procurare și de natura materialului plastic. Cel mai ieftin
material este PVC -ul, în special de tip RMP. De și este cel mai simplu, are
dezavantajul unei durate de vi ață foarte mici, de 2 -5 ani , precum și
vulnerabilitatea la rupere. În acest caz, repara țiile sunt costisitoare,
deoarece este nevoie de aparat de sudură cu aer cald și specialist cu
experien ță. Durata de viață mai mare se poate obține prin acoperirea cu o
folie transparentă, care asigură protec ție împotriva razelor ultraviolete, care
îmbătrînesc orice material plastic, acesta devenind fragilă. În practică s-au
dexvoltat două tipuri: fără și cu lestare.

clopot plutitor
simplu clopot plutitor
cu inel de apă
fermentor tip sac
fermentor tip sac lestat

31

Din punct de vedere tehnologic, cea mai potrivită metodă de
alimentare a instala țiilor de biogaz gospodărești este cea continuă. Prin
aceasta se în țelege o alimentare regulată, zilnică, preferabil în acela și
interval orar al zilei, cu o șarjă de compoziție constantă și de aceeași
cantitate. Orice modificare bruscă în compozi ție și cantitate disturbă
procesele biologice, avînd dre pt consecin ță o scădere a producției de
biogaz, iar revenirea la condi ții stabile este de durată. Explica ția acestui
fenomen constă în aceea că, prin amestecarea uno r substrate cu reac ție
chimică (valoare pH) diferită are ca efect producerea rapidă de hidrogen
sulfurat (H 2S), bioxid de carbon (CO 2) și amoniu (NH 3). În cazul în care se
vrea trecerea la o altă categorie de materii prime, aceasta se poate face în
două mo duri: prin trecerea treptată, constînd din modificarea treptată a
compozi ției șarjei de alimentare pe durata de fermentare și trecerea bruscă,
în care caz întîi se va goli complet fermentatorul și apoi reumple cu noul tip
de materii prime. În primul caz pr oduc ția de biogaz va fi continuă, însă
diminuată pe perioada de tranzi ție, pe cînd în al doilea caz trebuie avut în
vedere că produc ția maximă de biogaz se va atinge numai după o perioadă
de cel pu țin 5-6 săptămîni.
Oricare tip de instala ție mai are însă și alte componente. Biogazul
conține și vapori de apă, precum și particule fine de nămol. Imediat ce
părăse ște instalația, biogazul se răcește, iar vaporii de apă se condensează .
Condensul se poate acumula și forma un dop de apă, iar o parte din vaporii
de apă și particulele fine de nămol pot ajunge în instalațiile de utilizare. Î n
scopul protec ției acestora, conductele de legătură se montează cu pante
coborîtoare spre puncte joase, unde se montează separatoare de condens.
De asemenea, se recomandă intercal area pe conducta de legătură principală,
a unui opritor de flacără, cu care se poate preveni eventuala explozie a
fermentorului și/sau a gazometrului. Este utilă și montarea unui manometru
înaintea instala țiilor de utilizare. Datorită acțiunii corozive a b iogazului
netratat, în acest scop cel mai recomandat tip este manometrul cu tub
transparent cu apă.
În privin ța amplasării instala ției trebuie avute în vedere și cerințele
de prevenire și protecție împotriva eventualelor incendii, precum și distanța
pînă la locul de utilizare. Distan ța minimă a instalației de la orice
construc ție (grajd, locuință, etc.) trebuie să fie de 3,0 m, socotită de la
perete la perete (adică de la dimensiunile de gabarit) . Din punct de vedere
al pierderilor de presiune pe conducta de legătură, pentru evitarea
supradimensionării acesteia , lungimea ei se limitează la 25 -30 m.
Instala țiile de utilizare pot fi arzătoare tip reșou, lămpi de iluminat și ,
la instala țiile mai mari, motoare cu ardere internă speciale pentru

3. Model tip sac (bag)

Acest tip de instala ție este cea mai simplă posibilă constructiv.
Instala ția are avantajul că se încălzește rapid datorită grosimii reduse a
membranei elastice. De obicei este și mai ieftin comparativ cu celelalte
tipuri anterioare , pre țul însă este influențat î n foarte mare măsură de
posibilită țile de procurare și de natura materialului plastic. Cel mai ieftin
material este PVC -ul, în special de tip RMP. De și este cel mai simplu, are
dezavantajul unei durate de vi ață foarte mici, de 2 -5 ani , precum și
vulnerabilitatea la rupere. În acest caz, repara țiile sunt costisitoare,
deoarece este nevoie de aparat de sudură cu aer cald și specialist cu
experien ță. Durata de viață mai mare se poate obține prin acoperirea cu o
folie transparentă, care asigură protec ție împotriva razelor ultraviolete, care
îmbătrînesc orice material plastic, acesta devenind fragilă. În practică s-au
dexvoltat două tipuri: fără și cu lestare.

clopot plutitor
simplu clopot plutitor
cu inel de apă
fermentor tip sac
fermentor tip sac lestat

32
funcționarea cu biogaz, capabile să producă energie electrică și după caz și
termică (prin recuperarea căldurii apei de răcire și gazelor arse).
Dintre variantele tehnologice și tipurile constructive prezentate, în
țările mai dezvoltate cele mai convenabile instalații s -au dovedit a fi cele cu
alimentare continuă, cu un con ținut al substratului în materii solide mic, cu
o singură treaptă de fermentare, cu clopot plutitor comasat cu
fermentatorul.
În privin ța deciziei de construcție a unei instalații de biogaz se
recomand ă a se avea în vedere cifrele ce reflectă ponderea e șecurilor,
arătate anterior. Dacă în cazul instala țiilor gospodărești din țările în curs de
dezvoltare cauza principală a nereu șitei este cea a construc ției de slabă
calitate, avînd drept consecin ță lipsa de etan șeitate a fermentorului , în SUA
(instala ții medii , semiindustriale) e șecul se datorează în principal
supraestimării rezultatelor, pie ței nesigure a energiei electrice din biogaz și
lipsei instruirii adecvate a personalului. Ca urmare, de și o instal ație de
biogaz poate aduce multiple beneficii , pe lîngă determinare trebuie luate
foarte serios în considerare importan ța unei construcții de cea mai bună
calitate și necesitatea unei exploatări conștiincioase. Improviza țiile de orice
natură vor compromite sigur întreg efortul depus . În acest sens se
subliniază importan ța deosebită a etanșeității construcției, atît la apă, cît și
la gaz.

MODELUL UTILIZAT ÎN PROIECTUL DEMONSTRATIV
În proiectul demonstrativ din satul Maiad, comuna Găle ști, județul
Mure ș, s-a propus ini țial un model compact, după varianta KVIC, cu inel de
apă, însă la solicitarea beneficiarului s -a adoptat varianta cu gazometru
separat. Acest model se prezintă în schița de mai jos:

33
funcționarea cu biogaz, capabile să producă energie electrică și după caz și
termică (prin recuperarea căldurii apei de răcire și gazelor arse).
Dintre variantele tehnologice și tipurile constructive prezentate, în
țările mai dezvoltate cele mai convenabile instalații s -au dovedit a fi cele cu
alimentare continuă, cu un con ținut al substratului în materii solide mic, cu
o singură treaptă de fermentare, cu clopot plutitor comasat cu
fermentatorul.
În privin ța deciziei de construcție a unei instalații de biogaz se
recomand ă a se avea în vedere cifrele ce reflectă ponderea e șecurilor,
arătate anterior. Dacă în cazul instala țiilor gospodărești din țările în curs de
dezvoltare cauza principală a nereu șitei este cea a construc ției de slabă
calitate, avînd drept consecin ță lipsa de etan șeitate a fermentorului , în SUA
(instala ții medii , semiindustriale) e șecul se datorează în principal
supraestimării rezultatelor, pie ței nesigure a energiei electrice din biogaz și
lipsei instruirii adecvate a personalului. Ca urmare, de și o instal ație de
biogaz poate aduce multiple beneficii , pe lîngă determinare trebuie luate
foarte serios în considerare importan ța unei construcții de cea mai bună
calitate și necesitatea unei exploatări conștiincioase. Improviza țiile de orice
natură vor compromite sigur întreg efortul depus . În acest sens se
subliniază importan ța deosebită a etanșeității construcției, atît la apă, cît și
la gaz.

MODELUL UTILIZAT ÎN PROIECTUL DEMONSTRATIV
În proiectul demonstrativ din satul Maiad, comuna Găle ști, județul
Mure ș, s-a propus ini țial un model compact, după varianta KVIC, cu inel de
apă, însă la solicitarea beneficiarului s -a adoptat varianta cu gazometru
separat. Acest model se prezintă în schița de mai jos:
Volumul util a l fermentatorului (zona ha șurată pe schiță) este de 8
m3, iar a l gazometrului (în țelegînd prin acesta volumul maxim al biogazului
ce se poate acumula sub clopot, ha șurată punctat), de 3 m3. Fermentatorul și
cuva gazometrului au fost tencuite cu tencuială sclivisită din mortar de
ciment rezistent la coroziue. Căminul cu instala ții are diametrul interior de
1,0 m. După cum se poate observa și din figură, întreg ansamblul este
amplasat pe o platformă ridicată deasupra terenului existent prin umplutură
realizată din ex cedentul de pămînt din săpături. În acest fel s -a putut reduce
volumul de terasamente, deasemeni și adîncimea maximă a gropii de
fundare.
Caracteristicile tehnologice principale ale instala ției sunt:

Instala ție cu volum de fermentare V f= 8 m3
Total șarjă
Materie primă Cantitate
(kg/zi) Apă
(kg/zi) (kg/zi) (l/zi) TRH
(zi) C/N Biogaz
(Nm3/zi)
Dejec ții vacă de
lapte, 3 capete 75
Porcine, 8 capete 16
Oi, 4 capete 2,4
Capre, 7 capete 4,2 78,4 176 169 47,3 23,3 2,31

Fiind vorba de o finan țare parțială, cheltuielil e totale se compun din:
contribuția funda ției GEF pentru cheltuielile materiale și proiectarea
inclusiv urmărirea execu ției și asistența tehnică , contribu ția primăriei
pentru săpăturile mecanice și cofraje , la care se adaugă cheltuielile cu
manopera suport ate de beneficiar. La aprecierea cheltuielilor materiale
trebuie avut în vedere că, betoanele speciale anticorozive și impermeabile
la apă și gaz au fost procurate de la o stație de betoane atestată, iar clopotul
metalic și celelalte componente de confecți i metalice, care trebuie să fie
etanșe la gaz, au fost confec ționate la un atelier mecanic, ambele din Tg.
Mure ș . Î n c o s t u l a c e s t o r a e s te i n c l u s ș i t r a n s p o r t u l l a 1 6 k m , i a r î n c a z ul
confec țiilor metalice și montajul pe șantier. Instala țiile de biogaz au f ost
executate de un instalator. În rest, munca vie a fost prestată de localnici și
persoane din localită țile învecinate, fără o pregătire profesională în
construc ții, dar cu experien ță variabilă în construc ții de case, tocmite de
beneficiarul de folosin ță al instala ției.
În condi țiile arătate , costurile pe pricipalele componente , rotunjite,
sunt următoarele:
– cheltuieli materiale pt. construc ții și instalații: 25.000 lei
– cheltuieli materiale pt. confec ții metalice: 8.700 lei
– proiectare, asisten ță tehnică și urmărirea execuției : 8.300 lei
Total 42.000 lei

34
În ceea ce prive ște consumul de ore de muncă trebuie avut în vedere
faptul că, de și oamenii s -au descurcat destul de bine, au avut nevoie totuși
de un timp mult mai mult în compara ție cu muncitori calificați . Zilnic au
lucrat 2 -4 oameni, dar în lipsa unei eviden țe a beneficiarului de folosință,
durata măcar aproximativă a orelor lucrate de fiecare și pe baza acestora
numărul total al orelor de muncă , nu poate fi apreciat. Cheltuielile cu
munca vie , estimate pe baza urmăririi execu ției, reprezintă :
– săpături mecanice: cca. 3 ore
– manoperă: cca. 67 zile
Comparativ, în literatura de specialitate se arată că în Asia , realizarea
unei instala ții de bi ogaz gospodăre ști de acela și volum de fermentare, în
soluț i a c u c a p a c f i x , d i n z i d ă r i e d e c ă r ă m i d ă p r e s a t ă p l i n ă c u m o r t a r d e
ciment, inclusiv lucrările de terasamente executat e complet manual ,
necesită 11 zile de lucru de muncă calificată și 30 zile de lu cru cu muncitori
necalifica ți.
În privin ța duratei totale necesare pentru realizarea unei instalații de
biogaz gospodăre ști trebui e avut în vedere f a p t u l c ă , b e t o a n e l e n u p o t f i
turnate decît etapizat, fiind nevoie de respectarea riguroasă a unor interval e
de timp obligatorii între etapele succesive precum și pentru întărirea
completă , pentru ca apoi să poată fi executate umpluturile de pămînt din
jur, alimentarea cu gunoi de grajd și după caz, umplerea cu apă.
Caracteristicile fizice principale ale insta lației sunt cele din tabelul
următor:

Specifica ții UM Cantitate
Volum fermentare util m3 8
Beton armat special m3 13,2
Beton armat normal și beton simplu m3 4,5
Confec ții metalice, total kg 638
– din care clopot gazometru kg 425
Suprafa ța platf ormei m2 75

Comparativ, solu ția inițială propusă, cu c lopotul integrat în
fermentator într-un inel de apă, ar fi necesitat betoane armate speciale de
cca. 8,7 m3 (economii de cca. 34 %) , betoane armate normale și simple de
cca. 2,6 m3 (economii de cca. 42 %) , o suprafa ță ocupată de cca. 45 m2,
confec țiile metalice fiind aproximativ aceleași. Valoric, economiile cu
materialele de construc ții și instalații ar fi fost de cca. 10.000 lei (40 %). În
privin ța manoperei, în condi țiile arătate mai sus, aceasta a r fi necesitat
numai cca. 40 zile (economii de cca. 40 %) , iar săpături mecanice cca. 2
ore (economii de cca. 33 %) .
Cantitatea anuală de gaze cu efect de seră economisite cu această
instala ție este de 5.584 kgCO 2e.

35

BIBLIOGRAFIE SELECTIVĂ

1. Biogas -Geschichte , http://graskraft.org/biogas/geschichte/index.html
2. Marchaim, U. (1992) Biogas processes for sustainable development ,
FAO, M -09, ISBN 92 -5-103126 -6
3. Bond, T., Templeton, M.R. (2011) History and future of domestic biogas
plants in the developing world , Energy for Sustainable Development 15 p.
347–354, Published by Elsevier Inc.
4. Gunnerson, Ch.G., Stuckey, D.C. ( 1986) Anaerobic Digestion –
Principles and Practices for Biogas Systems, WORLD BANK
TECHNICAL PAPER NUMBER 49 (W TP -49)
5. Jones, D. (2 006) Anaerobic Digestion – the Basics, Purdue, USA
6. Ratgeber, Landwirtschaftskammer Nordrhein -Westfalen (2011)
Hinweise zum Einsatz von Wirtschaftsdüngern, organischen und organisch –
mineralischen Düngern
7. Datenbestand des LHL Kassel -Harleshausen (2008) Nährstoffgehalt
organischer Düngemittel
8. Biogas: http://www.kompost -biogas.info/index.php?option=com_content
&task=view&id=200&Itemid=231
9. Genesys -Merkblatt M101: Biogasausbeute von Hofdüngern und Co –
Substraten
10. Leitfaden biogas, Fachagentur Nachwa chsende Rohstoffe e. V. (FNR),
5., vollständig überarbeitete Auflage, Gülzow, 2010
11. Biogasgewinnung – und Nutzung, Institut für Energetik und Umwelt
gGmbH, 3., überarbeitete Auflage, Gülzow, 2006
12. Producerea și utilizarea b iogazului pentru ob ținere a de energie (suport
de curs) , 2006
13. Biogas, Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR), 8.
überarbeitete Auflage, Rostock, 2012
14. Werner, U., Stöhr , U., Hees, N. (1989) Biogas plants in animal
husbandry
15. Sasse, L. ( 1988) Biogas Plants
16. Sasse, L., Kellner, C., Kimaro, A. (1991) Improved Biogas Unit for
Developing Countries
17. Kissné Quallich Eszter (1983) A biogáz, Mezőgazdasági Kiadó,
Budapest
18. Schulz, H., Eder, B. (2005) Bio gázgyártás, CSER Kiadó, Budapest
(traducere din originalul în lim ba germană: Biogas – Praxis, 2001)
18. Vintilă, M. (1989) Biogazul, Editura Tehnică, Bucure ști

36
19. Cod de bune practici agricole pentru protec ția apelor împotriva poluării
cu nitra ți din surse agricole, O. MMGA+MAPDR 1182+1270 /2005

Sperăm că aces t material a putut contribui la trezirea i nteresului privind
construirea de instala ții de biogaz și trecînd la fapte, flacăra biogazului se
va aprinde în curînd în cît mai multe gospodării.
În acest demers, deloc u șor, Vă dorim mult succes !