Біогазовий реактор може ефективно обробляти різні види стічних вод. Це технологія анаеробної обробки, в результаті якої утворюється зброджений мул (зброджений органічний осад), що можна використовувати як добриво, та біогаз, який можна використовувати як джерело енергії. Біогаз – це суміш метану, діоксиду вуглецю та інших газових домішок, яку можна перетворити на тепло, електроенергію чи світло D.7 .Загальна назва суміші газів, що виділяються в результаті анаеробного розкладання органічного матеріалу. Біогаз містить метан (50-75 %), вуглекислий газ (25-50 %) і різні кількості азоту, сірководню, водяної пари та інших компонентів, залежно від вихідного матеріалу. Біогаз можна збирати і спалювати в якості палива (наприклад, пропан).

Біогазовий реактор – це герметична камера, яка сприяє анаеробному біорозкладанню чорної води, мулу та/або відходів. Обробка стічної води відбувається, коли вона потрапляє до біореактора для виробництва біогазу. Вхідні продукти біологічно розкладаються в активному шарі мулу всередині біореактора. Зброджений мул випускається з місця переливу на рівні поверхні землі. Камера також сприяє збору біогазу, утвореного під час процесів ферментації в реакторі. Зброджений органічний осад є багатим на органіку та поживні речовини, і його відносно легко висушити та управляти ним.

Проєктні міркування

Біогазові реактори можна будувати як біореактор зі фіксованим чи плаваючим куполом. У разі використання фіксованого куполу об’єм реактору є постійним. У процесі того, як генерується газ, він чинить тиск і зміщує шлам догори в розширювальну камеру. Коли газ відводять, шлам знову стікає у реактор. Тиск можна використовувати для транспортування біогазу через труби. У разі використання плаваючого куполу купол піднімається та опускається разом із утворенням та відведенням газу. Як альтернативний варіант купол може розширюватися (подібно до повітряної кулі). Період гідравлічного утримання в реакторі повинен становити як мінімум 15 днів у теплому кліматі та 25 днів у помірному кліматі. У випадку дуже патогенних вхідних продуктів слід розглядати можливість використання періоду гідравлічного утримання у 60 днів. Розміри можуть варіюватися від 1 000 л для однієї сім’ї до 100 000 л для застосування в інституційних чи громадських туалетах. Оскільки виробництво збродженого органічного осаду є неперервним, повинні бути передбачені механізми зберігання, використання та/або транспортування від об’єкту.

Матеріали

Біогазовий реактор може бути виготовлений із цегли, сталі, піску, кабелів для конструкційної міцності (наприклад, сітка з дроту), гідрофобної цементної добавки (для ізоляції), водопровідних труб та арматури, клапану та фабричної газовивідної труби. Фабричні рішення включають геомішки, армовані модулі зі скловолокна, формовані блоки, та їх можна придбати у спеціалізованих постачальників.

Застосовність

Ця технологія підходить для обробки побутових стічних вод, а також стічних вод таких установ, як лікарні та школи. Вона не підходить для фази гострого реагування на надзвичайну ситуацію, оскільки для запуску біологічних процесів потрібен час. Ця технологія є особливо доречною у сільських районах, де можна додавати гній тваринного походження та існує потреба у використанні збродженого органічного осаду в якості добрива та в газові для приготування їжі. Біогазові реактори також можна використовувати для стабілізації мулу з ямних туалетів ( S.3 , S.4 ). Біогазовий реактор часто використовується як альтернатива септику S.13 , оскільки він забезпечує подібний рівень обробки, але з додатковою перевагою у вигляді біогазу. Проте неможливо досягнути значного виробництва біогазу, якщо чорна вода є єдиним вхідним продуктом або якщо температура повітря в навколишньому середовищі становить менше 15 °C.  Не слід додавати сіру воду, оскільки вона суттєво зменшує період гідравлічного утримання. Біогазові реактори є менш доречними в холоднішому кліматі, оскільки рівень перетворення органічної речовини в біогаз є дуже низьким. У результаті цього період гідравлічного утримання має бути довшим, а проєктований об’єм потрібно суттєво збільшити. Попри те, що біогазові реактори є водонепроникними, не рекомендовано споруджувати їх у районах із високим рівнем підземних вод та в районах, де часто трапляються повені.

Експлуатація та технічне обслуговування

Для запуску реактору його потрібно заселити анаеробними бактеріями, наприклад, шляхом додавання коров’ячого гною чи мулу з септику. Зброджений органічний осад потрібно часто видаляти із місця переливу. Частотність залежатиме від об’єму резервуару по відношенню до конценрації твердої фази на вході, кількості неперетравлюваних твердих часток та температури навколишнього середовища, а також використання та характеристик системи. Потрібно регулярно здійснювати контролювати утворення і використовувати газ. Водні пастки потрібно регулярно перевіряти, а також потрібно чистити клапани і газопровід задля попередження корозії і витоку. Залежно від проєкту та вхідних продуктів реактор потрібно випорожнювати та чистити кожні 5 – 10 років.

Здоров’я та безпека

Зброджений органічний осад частково знезаражений, проте все одно пов’язаний із ризиком поширення інфекцій, тому під час вилучення збродженого органічного осаду працівники мають бути в належному особистому захисному спорядженні. Залежно від кінцевого використання випорожнена рідина та мул потребують подальшої обробки перш ніж їх можна буде використовувати в сільському господарстві. Чищення реактору може становити загрозу для здоров’я, і потрібно вживати належних заходів безпеки (належне особисте захисне спорядження). Також є загрози, пов’язані із легкозаймистими газами, проте ризики є такими самими, що і у випадку природного газу. Додаткові ризики, що стосуються джерела походження газу, відсутні. 

Витрати

Витрати на цю технологію коливаються від низьких до середніх як стосовно капітальних інвестицій, так і експлуатаційних витрат. Проте потрібно враховувати додаткові витрати, пов’язані з повсякденною експлуатацією реактору. Громадські установки зазвичай є більш економічно вигідними, допоки рівень їх прийняття громадою є високим. Витрати на розбудову спроможностей і навчання операторів та користувачів потрібно закладати в бюджет, допоки обізнаність не буде високою.

Соціальні міркування

Соціальне прийняття може бути викликом для громад, які не знайомі з використанням біогазу чи збродженого органічного осаду. Соціальну єдність можна забезпечити завдяки спільному управлінню та спільним перевагам використання біогазових реакторів (газ і добриво), проте також існує ризик того, що переваги розподіляються нерівномірно серед користувачів, що може призвести до конфлікту.