CN108347878B - 用于处理来自动物废物的液体废物部分的改进方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于对来自哺乳动物废物比如动物废物的液体废物部分进行下游加工的改进方法。更确切地说，本发明提供了一种用于对氮含量保存在其中的动物废物的液体部分进行下游加工和用于对所述液体中的尿素酶活性进行抑制的改进且简化的方法。

Description

用于处理来自动物废物的液体废物部分的改进方法

本发明涉及一种用于下游加工来自哺乳动物废物比如动物废物的液体废物部分的改进方法。更确切地说，本发明提供了一种用于下游加工氮含量保存在其中的哺乳动物废物比如动物废物的液体部分的改进且简化的方法。

在从例如猪、牛或羊生产肉类中家畜的商业使用产生了大量要处置的动物废物。

目前处置动物废物的方法包括通过农业系统使其再循环，例如，通过将动物废物比如动物粪肥在土地上储存和散布，在对其进行处理以除去不能被土壤吸收的过量污染营养素后任选地将其散布在土地上。然而，尽管此类处理方法提供了具有减少量的营养素比如含磷、氮化合物的改进的可处置的废物并且积聚矿物质比如铜，但处理过的废物仍然被散布在土地上。因此，缺乏具有合适容量的土地场所和过量施肥或过量粪肥造成不希望污染的风险对可以或允许以这种方式处置的处理过的动物废物的量设定了上限。此外，在废物处理中去除的营养素和矿物质将不得不被处置。因此，持续需要以有效的方式处理哺乳动物比如动物废物的方法。还需要保存废物中的营养素并将其转化为可用产品并且从而为大型农场和工厂提供可持续的生态系统。

现有技术描述了用于处理动物废物的方法，例如PCT/DK2004/00513披露了用于获得液体部分而不降解尿中的尿素的方法以及将尿素用于各种工业目的的进一步方法。PCT/DK2004/00513描述了动物废物的液体部分的可逆和不可逆的抑制，以确保尿素不被粪便细菌降解，该降解导致氮以氨形式(其蒸发)的损失。PCT/DK2004/00513进一步描述了在抑制后通过以下方式处理液体：通过沉降或离心来分离然后各种过滤步骤，例如超滤以除去微生物和大分子比如尿素酶，纳米过滤以除去例如添加的抑制剂和反渗透以除去水并且由此关于所期望的组分即尿素和离子比如钾、钠、钙等浓缩液体。这些抑制后步骤提供了非常清洁的尿素部分，其可用于尿素到例如尿素甲醛的后续工业加工；然而，这是以过滤过程中损失氮(尿素)为代价的。

氮的保存面临两个问题：避免尿素被尿素酶降解以及一旦保存在升级过程比如浓缩中回收氮。因此，当对氮的需求高时，对于其中以增加量的氮源(尿素)回收动物废物的液体部分的下游工艺仍然存在需要。还需要找到用于回收来自动物的废物的简单且便宜的解决方案，目的在于使这样做的成本低于处置成本和购买用于例如肥料的营养素的成本。

本发明的目的是解决现有技术中的这些问题中的一个或多个。

因此，本发明提供了一种用于处理来自哺乳动物比如动物的废物的液体部分或用于保存来自哺乳动物比如动物的废物中的氮的方法，该方法包括

a)提供来自哺乳动物比如动物的废物的液体部分，所述部分富含尿素；

b)使该部分沉降以提供上清液和沉降物；

c)将该上清液进料到蒸发单元；并且

d)使该上清液经受蒸发步骤，其中该蒸发步骤在低于大气压的压力下进行。

本发明提供了一种用于提供呈尿素形式的回收氮的简单且有效的解决方案。与大多数现有技术方法(其中在加工的最后阶段期间并且特别是在大规模加工中损失尿素氮，造成可用于许多目的的氮源的无意损失)相反，现有技术的方法在回收和浓缩过程中保存氮。在具体实施例中，低于大气压的压力是在1kPa至20kPa之间，例如5kPa至10kPa。当在低压下，即低于大气压下进行沉降后通过蒸发液体上清液加工时，获得许多益处。首先，水在较低温度下蒸发，这降低了浓缩最终溶液中的氮水平所需的能量，并且其次，降低了加热要求，发现这减少了尿素损失。因此，相比现有技术方法所提供的，该方法以出乎意外更高的程度保存和提供呈尿素形式的氮。

因此，使用低能量蒸发手段来减少过程中的能量，并且同时避免尿素的热或其他降解。

因此，本发明也可以被看作是用于保存来自动物的废物比如液体废物中的氮的方法。

在本发明的实施例中，优选抑制在该方法中提供的来自哺乳动物比如动物的废物的液体部分，意味着该液体中的任何尿素酶活性被抑制。

在又另一个实施例中，步骤a)的液体通过包括以下步骤的方法提供

i)收集来自哺乳动物比如动物的废物；

ii)抑制该收集的废物中的尿素酶活性；

iii)分离该尿素酶活性受抑制的废物以提供来自哺乳动物比如动物的废物的富含尿素的液体部分和贫尿素部分。

该贫尿素部分可以被处置掉或进一步处理。

还预期在步骤b)的沉降之前和/或之后和/或在步骤d)的蒸发之后抑制该液体。

在提供该液体的又一个特定实施例中，收集的废物，当源自于动物时例示的，从畜棚中收集，在该畜棚中分离装置安装在具有板条的畜舍地板下面，并且在该畜棚中所述分离装置可以是传送带或管和刮板系统，所述传送带或管和刮板系统以连续方式传送固体废物离开畜舍用于加工。在任一种设备中，液体部分被收集在传送带或刮板系统下方的管或通道中。使用这样的设备，畜棚中的气味和环境得到改善，并且此外废物将被处理而不会被过度保持。此种连续的分离和去除将使尿素到氨的降解最小化。

在具体实施例中，该传送带以轻微倾斜安装，使得该传送带相对于水平的倾斜具有2°至8°、优选3°至5°、更优选4°的角度。该带的这种倾斜已经证明是分离液体和固体/半固体废物的简单方式。因此，基本上包含尿的液体将从传送带排出并被输送到液体处理设施，而固体被输送到粪便处理设施(固体)。

因此，在实施例中，步骤i)或a)的废物基本上是液体并且作为从倾斜传送带排出的液体废物被收集。

废物(无论是废物的混合物还是基本上废物的液体部分)的步骤ii)的抑制是通过经由物理或化学手段或两者的组合来抑制该废物获得。

取决于废物的体积和组成，可能期望提供各种抑制手段以确保尿素被保存。物理抑制在实施例中可以是UV光例如LED或Hg光源。已知的是，UV，例如LED或Hg光源，在空气和溶液中具有抗菌/杀菌作用。还示出其能够控制气味。为了覆盖更广泛范围的污染物，施加在至少两个不同的波长下的UV光可能是有益的。预期UV光源可以在工艺的任何点处施加，特别是在步骤b)的沉降之前或之后和/或在步骤d)的蒸发之前和/或之后将其施加到废物上。合适的光源是技术人员已知的。

还预期的是，抑制是化学的并且可以是可逆的和/或不可逆的。化学抑制是用于合适抑制的有效手段，如WO 2005/009925(将其通过引用并入本文)中所述。

在具体实施例中，化学抑制是可逆的抑制，并且其是通过将废物的pH调节至pH≤3或pH≥12获得的。出人意料地，已经证明在这些值之间发生了尿素降解的显著变化。因此，当pH上升到略高于3时，发生显著的尿素降解，并且类似地，当pH下降到稍低于pH 12时，发生同样的显著降解。因此，当先前认为在尿素酶的等电点附近发生最有效的尿素保存时，本发明的诸位发明人已经出乎意外地在实验过程中发现在优选的pH值下发生更有效的体内和体外抑制。

在一些实施例中，当通过添加酸和/或碱来破坏产生尿素酶的生物体时，在范围pH≤3或pH≥12内的化学抑制是不可逆的。

在又一个实施例中，化学抑制是不可逆的，并且通过使用一种或多种选自N-(正丁基)硫代磷酰三胺(NBPT)(也以商品名

已知)、水杨基异羟肟酸(SHAM)和百里酚之中的化合物获得不可逆抑制。已经测试了许多抑制剂，并且出人意料地证明这些本发明优选的抑制剂在保存氮中是特别有效的。

还预期的是，可以应用抑制方法的组合，比如将pH调节至处于或低于3与N-(正丁基)硫代磷酰三胺(NBPT)(也以商品名

已知)、水杨基异羟肟酸(SHAM)和百里酚中任一种组合。类似地，预期的是，将pH调节至12或之上可以与N-(正丁基)硫代磷酰三胺(NBPT)(也以商品名

已知)、水杨基异羟肟酸(SHAM)和百里酚中的任一种组合。

其中尿素酶被抑制以保存氮并且其中浓缩通过使用在低于大气压的压力下操作的蒸发器进行的实施例是本发明优选的实施例。抑制是在此描述的实施例中的任何一个。在优选实施例中，所得液体含有超过85％的尿素中的初始氮，更优选超过90％，甚至更优选超过95％，并且在最优选的实施例中，约100％的初始尿素保存在最终产品中，也在长期储存期间保存。

本发明还提供了一种用于抑制来自哺乳动物的废物的液体部分中的尿素酶或用于提供富含尿素的液体和/或保存来自哺乳动物的废物中的氮的方法，该方法包括

1)提供来自哺乳动物的废物，比如液体废物或基本上是液体的废物；

2)抑制该废物中存在的尿素酶；

其中步骤2的该抑制是通过以下项中的一项或多项获得的：将该废物的pH调节至pH≤3或pH≥12；使用N-(正丁基)硫代磷酰三胺(NBPT)、水杨基异羟肟酸(SHAM)和百里酚中的一种或多种；以及任何组合。

具体地，该方法进一步包括以下步骤：3)处理如上所详述尿素酶受抑制的废物。

因此，该抑制可以是如上述任何实施例中详述的并且该抑制可以与同样上述的废物处理的任何实施例组合。因此，根据本发明，提供受抑制的废物/富含尿素的废物可以被看作是用于提供用于回收氮源的起始材料的中间方法。

在又一个实施例中，沉降发生在漏斗形沉降罐中。这种形状是特别合适的，因为它是本发明中所关心的液体部分，并且悬浮在该液体中的固体部分构成总体积的一小部分。因此，从安装角度和操作角度来看，漏斗形状是最经济的。

现在将参考附图更详细地描述本发明，在这些附图中

图1以其最广泛意义说明了本发明的方法。

图2说明了本发明的实施例，其中包括用于处理液体废物的上游加工步骤。

图3说明了用

抑制尿素对比尿。虚线是尿素并且实线是尿。

图4说明了分别根据本发明和对比的不同pH值下的抑制效果。

现在参考图1，示意性地说明了涉及从动物获得的废物的本发明的方法。通过上游加工提供富含尿素的液体废物(例如通过抑制尿素酶或不含尿素酶)，如将在下面更详细解释的。将液体进料提供给沉降罐1，其中使该液体沉降合适的时间段。在本发明的上下文中，合适的时间段由动物比如猪的数量、悬浮固体的粒度和罐尺寸决定。典型地但不限于1小时到5天。

沉降后，将液体上清液例如通过液体泵2进料到低压蒸发器3。来自低压蒸发器3，蒸发的液体在冷凝罐4中冷凝，并且将富含尿素的部分(液体)储存在尿素罐5中。根据本发明，蒸发应该在低压下即低于大气压下进行。合适的用于本发明的蒸发器应该能够大规模蒸发；可商购的蒸发器可以例如从威立雅(Veolia)公司以商品名Evaled^TM获得。其他可商购的低压蒸发器是合适的并且是技术人员已知的。蒸发使液体浓缩。蒸发在1kPa至90kPa、优选2kPa至20kPa、更优选5kPa至10kPa的范围内的压力下发生。优选将液体浓缩至至少15％w/V、更优选至少20％g N(以尿素计)/L、比如15％至50％g N(以尿素计)/L、20％至30％g N(以尿素计)/L的尿素浓度。根据本发明，原始废物中的氮(以尿素计)的多达70-80％w/V被回收到尿素部分中，在优选的实施例中，几乎100％w/V的尿素被回收。这与使粪肥脱氮并在浓缩后回收少于20％w/V的现有技术方法相反。因此，用这些新的下游加工步骤，可以提供回收废物的完整过程，其中已经证明可能的是当物质的体积减少到可管理的体积时同样保留尽可能多的氮。因此，对例如用作肥料的补充氮的需求减少，并且为希望具有现有技术水平的环境规划的农场或工厂提供简单的解决方案，其中废物以有效的方式变成有价值的产品并且不需要补充营养素。此外，该过程很容易在现有的农场和工厂进行改装，而且该过程的操作需要很少的功率输入。

现在参考图2，除了图1所说明的特征之外，本发明以进一步包括上游加工和制备液体废物来说明。在被进料到沉降罐之前，液体废物通过收集在畜棚6中提供。收集是通过使用从畜棚连续运输废物的传送带或通过定期刮畜舍地板并以适当的方式收集废物。在优选实施例中，通过传送带以连续的方式从畜棚中移除废物，并且更优选的是其中使传送带略微歪斜以允许液体废物从该带排出。已经发现，当该带特别地以相对于水平2°至8°、优选3°至5°、更优选4°的角度歪斜时，将基本上仅仅是液体废物从该带排出。如果角度高于8°，则固体也会排出，特别是当固体是半固体时。如果角度低于2°，则不会发生分离。在液体和固体初始分离后，将液体部分提供给贮槽7用于抑制尿素酶活性。在所示的实施例中，发生物理和化学抑制二者，但还预期的是，抑制可以是物理的或化学的。在贮槽7中，发生使用UV灯8以UV光照射并且通过液体泵10添加从抑制剂罐9进料的化学抑制剂。从贮槽7，受抑制的液体废物例如通过使用液体泵10或通过重力(视情况而定)运输到沉降罐2中。还预期的是，在分离成固体和液体之前进行抑制。如果在贮槽7中形成沉降物，则其可通过再循环泵11返回到畜棚6，用于在固体处理过程中再使用。

在下文中，将参考本发明的所有实施例更详细地描述本发明。

在本发明的上下文中，意图是表述“废物”表示从哺乳动物，比如从动物或人，特别是农场动物比如猪、奶牛，绵羊等的身体排出的物质。废物包含液体排泄物，例如尿并且另外的废物包括固体排泄物，例如，粪便。在优选实施例中，动物是猪。

通常，根据本发明，该方法包括收集来自动物的废物，由此提供要处理的废物用于加工。

来自动物的废物的收集可以以本领域已知的任何合适的方式进行。优选地，当动物集中在用于其抚育，例如用于喂养、用于饮水、和/或用于产奶的地点时，或者当它们集中在用于运输或用于在屠宰之前滞留的地点时，收集废物。其他地点包括用于生产废物的条件是良好的地点，或可以创造此类废物产生条件以刺激动物排尿或排便的地点。

优选地，废物的收集在动物被存放的畜舍中发生。然而，废物的收集也可以自由进行，例如，在散养动物(free going animal)被存放以将其运往屠宰场的地点。

已知的废物收集设施包括其中动物被定位和被抚育的畜舍。在畜舍下面是其中收集废物，例如液体粪肥、粪便、凋落物(litter)和其他从动物除掉的物质的畜舍地下室。所述废物被引导用于收集和储存所通过的畜舍地板分开畜舍和畜舍地下室。

根据本发明，该方法还包括抑制所述收集的废物中的尿素酶活性，由此获得尿素到氨的尿素酶催化的水解可逆地或不可逆地被抑制，并且氮的损失和/或从废物产生氨大大减少或避免。因此，可以减少或避免由于畜舍中的氨引起的令人不愉快的气味和不健康的状况。

一般来说，已知通过除去水使得水解不能发生，或者通过抑制酶尿素酶本身的活性位点来抑制尿素酶对尿素的水解的催化活性。已知的方法包括添加如例如在所引用的现有技术比如US 3,565,599中所举例的抑制剂，热处理和用电离辐射照射。通常，在所述收集的废物中抑制尿素酶活性的方法取决于尿素酶受抑制的废物的预期用途。

因此，例如对于在制备要用于通过农业系统处置废物的肥料中使用的尿素酶受抑制的废物，尿素酶受抑制的废物应该与所制备的肥料的组分相容。此外，尿素酶受抑制的废物不应不利地影响施用肥料的环境。

因此，选择抑制尿素酶活性的方法通常取决于应用。

根据如在WO 2005/009925中描述的现有技术方法，所述抑制可以包括：可逆地抑制尿素酶活性、不可逆地抑制尿素酶活性、和/或其组合，由此获得尿素酶抑制可以施用一段时间，其中可逆抑制条件适用，或施用更长的时间段，其中不可逆抑制条件适用。

如在WO 2005/009925中所述的可逆抑制条件包括以下条件：暂时不同pH，例如，在大约pH 5.5的尿素酶的等电点附近缓冲，温度或压力，或可逆抑制剂组分的存在。在可逆抑制期之后，抑制条件可以恢复到其先前不或基本上不抑制尿素酶催化活性的状态。可逆抑制可以施用于富含尿素的部分和贫尿素的部分二者。也就是说，例如施用到在液体和固体被分离之前的总废物或者如果被分离的话包含少量粪便(固体物质)的液体部分。

因此，本发明的方法提供了一种用于浓缩保存的氮的方法。

按照根据本发明的特别优选的实施例，该抑制提供了完全可逆的抑制，其通过在步骤ii)中将废物的pH调节至约pH≤3或pH≥12出乎意料地获得。

预期的是可以使用通常用于调节pH的任何酸或碱。此类化合物通常为技术人员已知的并且可以例如包括但不限于：硫酸、盐酸、HNO₃、氢氧化钠、氢氧化钾或KH₂PO₄或组合。

不可逆抑制条件包括永久或基本上永久抑制尿素酶催化活性的条件。此外，可施用尿素酶活性的可逆和不可逆抑制的组合。这对于其中贫尿素部分(基本上固体部分)不需要添加不可逆抑制剂的应用来说是特别有利的。然后可以处理富含尿素的液体废物部分以不可逆地抑制尿素酶催化活性，而固体部分则不需要。对于贫尿素部分的许多应用来说，尿素的量和用于水解尿素的水的量如此低以致于仅发生微不足道的水解。

根据本发明的不可逆抑制可选自下组，其中大部分也描述于WO 2005/009925中，包括：尿素化合物，例如羟基脲、硒脲、苯脲、硫脲；异羟肟酸盐如氨基酸异羟肟酸盐、乙酰异羟肟酸盐；苯甲酸盐如对取代的汞苯甲酸盐、对氯汞苯甲酸盐、对羟基汞苯甲酸盐、亚碘酰苯甲酸盐(iodosobenzoate)；磺酸盐如对氯汞苯磺酸盐；酰亚胺如N-乙基马来酰亚胺；磷光体化合物如氨基磷酸酯、磷酸酯；单价离子如F^-、Na⁺和K⁺；二价金属离子如Hg²⁺、Cu²⁺、Fe²⁺、Co²⁺、Zn²⁺、Ni²⁺、Mn²⁺、Cd²⁺、Ag⁺、Mg²⁺(弱)、Ba²⁺，优选Cu²⁺、Ag⁺、或Pb²⁺，或其组合(呈至少一种水溶性盐和/或至少一种电化学释放离子的形式)；或作为氧化物，优选高铁酸盐；三价离子如As³⁺；和至少一种镍络合剂，优选二甲基乙二肟、乙二胺、EDTA或其组合，以及其他化合物如β-巯基乙醇、碘、苏拉明、苯基亚磺酸盐、KH₂PO₄和呋喃西林；和/或物理抑制手段，比如在合适的波长(比如在240-300nm范围内，集中在270nm)下的UV光，由此获得尿素的水解不被受抑制的尿素酶催化。

在本发明优选的实施例中，根据本发明，不可逆抑制是通过使用以商品名

可获得的N-(正丁基)硫代磷酰三胺(NBPT)、水杨基异羟肟酸(SHAM)和百里酚中的一种或多种获得的。

还预期的是通过可逆和不可逆抑制的组合处理废物。

因此，不可逆地尿素酶活性受抑制的富含尿素的部分可以被储存或加工，而没有尿素的尿素酶催化的转化，由此可以避免氮的损失和/或氨的产生。

这对于在富含尿素的部分经受后续处理或被储存之前其长储存期是特别有利的。另一个优点是一旦尿素酶活性被不可逆地抑制；尿素酶不能起催化尿素水解为氨的作用。因此，尿素罐中的尿素酶将被保持在抑制之下，使得在储存或使用期间不产生氨。

如前所提及，总废物可以通过多种手段被分离成固体和液体。如果周期性地从畜舍地板刮下，则可以通过沉降固体来完成分离，由此所述固体构成固体部分并且上清液构成液体废物部分。

将该液体部分通过任何合适的方法从固体中除去，例如，通过表面层泵送或通过倾析。特别优选的是，进行从总废物的液体废物中沉降固体废物，使得基本上整个液体部分变得与固体部分分离。

预期的是可以在抑制尿素酶活性之前和/或之后分离废物的液体部分和固体部分。当使用歪斜的传送带通过连续模式除去废物时，大部分液体和固体在抑制之前已经分离。在这个实施例中，如果需要，在抑制之前、期间或之后和/或在蒸发之前的沉降之前，液体部分可以再沉降一次。

还预期了用于加工总废物的整个过程，其中与液体处理同时处理固体，如在WO2008/1014182(将其通过引用并入本文)中披露的。更确切地说，固体通过包括以下步骤的方法处理：

a.来自哺乳动物的固体废物使用氧化酸完全或部分溶解，

b.如果需要，将固体酸不溶性组分分离，并且

c.液体组分用碱中和

这些固体酸不溶性组分典型地是非粪便相关组分，例如污垢、砾石等。

用于溶解的反应时间必须足以获得所期望的固体溶解。反应物的类型和数量通常是平衡的，使得反应时间少于10小时以确保充分的工艺经济性。通常，反应时间不能少于30分钟，因为这将需要相对大比例的氧化酸。反应时间可以例如是从约1至约10小时，优选3至6小时。反应应该优选在稍微的负压下进行，例如约800毫巴，比如500毫巴至900毫巴或至少低于1巴(10kPa)。该负压可以借助同时用于从反应排出气体的真空泵来提供。该压力可以适当地在从反应容器排出气体的管中测量，由此提供该容器中压力的测量。

氧化酸与粪便物质之间的反应将导致热量的产生，并且因此反应容器中的温度的测量可能是相关的。因此，温度计或温度电极可以与反应混合物相关联地安排。所产生的热量可能有可能地被引导离开反应混合物，从而导致反应混合物的同时冷却。如果需要，还可以供应进一步的热量以促进反应。向反应混合物供应热量和将热量引导离开反应混合物二者可以通过使合适的流体比如水或蒸汽在合适的温度下通过包封反应容器的管或管道来进行。液体的流速可以根据需要进行调整，例如相对于要引导离开或供应的热量的量。

因此，本发明还披露了用于加工动物废物的设备的各种实施例，其中由动物产生的固体废物如附图所说明。说明本发明的设备、方法和部分包括技术人员熟知的普通的设备，比如管、液体泵等。

现在将通过以下非限制性实例来说明本发明的实施例。

实例

实例1

进行初步研究以调研在进行进一步测试之前测试体内对比体外的各种抑制的效果。

因此，在样品中测量TAN值(总氨氮)，其中将相同量的

分别添加到尿素和尿的样品中。获得了如下面实例2中所述以及还有在图3中说明的结果。

从图中明显的是，两种样品都遵循相同的路径，并且因此得出的结论是尿素的体外测试也代表对尿的效果。

实例2

为了评估选定的尿素酶抑制剂在六周时间段期间保存猪尿中的尿素的有效性，建立了一组实验。这些实验一式三份地运行并且平均结果在下表1中给出。

选择用于该实验的抑制是抑制剂

((N-(正丁基)硫代磷酰三胺(NBPT))、SHAM(水杨基异羟肟酸)、百里酚，并且在pH 3下，并且最后在pH 12下。

实验中使用的每种抑制剂的水平如下：

50mg/L；

SHAM，50.5mg/L和100.9mg/L；

百里酚，1.5mg/L。

包括一组对照用于在实验的前八小时期间并且然后在六周后测试尿素酶活性。在每个时间间隔，通过标准方法分析样品的总Kjeldhal氮(TKN)和总氨氮(TAN)，而尿素被确定为两者之间的差值(即TKN-TAN)。

在减少变异性并提高结果的可信度的努力中，实验使用1.0摩尔尿素溶液而不是猪尿，尽管在一个实验系列中将

(也参见实例1)添加到从在NCSU湖惠勒路野外实验室养猪单位(NCSU Lake Wheeler Road Field Laboratory Swine Education Unit)的母猪收集的猪尿中用于验证体外结果在体内的有效性。

将洋刀豆尿素酶添加到所有实验单元中以确保尿素酶以对于分解尿素足够的数量存在。

尿素溶液通过溶解60.06g尿素/升水制备成1摩尔溶液。

根据每吨粪肥2夸脱的制造商推荐进行稀释。

百里酚以1mg/mL的比率溶于乙醇中。

水杨基异羟肟酸(SHAM)以SHAM在pH 7.5下的0.1摩尔Tris-HCL缓冲液中的1:1浓度制备。

分别用1.0M硫酸或1.0M氢氧化钠进行pH调节。然而，预期的是可以使用任何酸或碱。

通过将100mg的洋刀豆酶(40,318单位/克)溶解在125mL的pH 7.0的磷酸盐缓冲液中来制备尿素酶。这些处理物(treatment)的施加是在5.0mL/100mL或161单位/mL尿素溶液或尿的速率下。

将各种处理物添加到100mL的尿素溶液(以及尿，在

的情况下)中，并且以随机顺序添加尿素酶。将所得溶液搅拌以确保分布，密封并在环境条件下储存。

表1.

*在尿素中对于SHAM第3周和对于

第4周的结果偏离了其余的结果并且已被忽略

**不希望受任何理论束缚，目前认为由于该方法的敏感性问题，来自高pH N-测定的第一结果不代表实际值。随着时间的推移(以及还有在更长的储存后，结果没有示出)，TAN/TKN值与以上说明的第5周和第6周的结果一致，并且这些被认为是真实值。

如从结果看出，在所有测试的处理的情况下均获得了相当大的尿素分解抑制。特别地，pH处理是出人意料地有效的。因此进一步调研了pH的影响。

实例3

实例3是示出在优选范围之外的pH的效果的对比实例。调节pH，如从表2的第一列看出，也包括实例2的pH 3和12处理的结果。测试类似于实例2的测试来运行，并且在两周后测量氮含量。结果从下表2和图4中看出。为了比较，pH 12测量的结果是来自第5周的结果，因为测量方法在高pH下折衷，并且在第2周不能进行有意义的计算。

表2

如从这些结果可以看出，当pH从4降低到3时，调节初始pH的效果是显著的，使得氨的量从1795mg/L变为18mg/L。类似地，当pH从11增加到12时，发生氨形成的显著减少。TAN与pH之间的关系在图4中说明。

Claims (18)

1.一种用于保存来自哺乳动物的废物中的氮的方法，该方法包括

a)提供来自哺乳动物的废物的液体部分，所述部分富含尿素；

b)使该部分沉降以提供上清液和沉降物；

c)将该上清液进料到蒸发单元；并且

d)使该上清液经受蒸发步骤，其中该蒸发步骤在低于大气压的压力下进行，

其中该废物的液体部分通过包括以下步骤的方法提供：

i)收集来自哺乳动物的废物；

ii)抑制该收集的废物中的尿素酶活性；

iii)分离该尿素酶活性受抑制的废物以提供来自哺乳动物的废物的富含尿素的液体部分和贫尿素部分。

2.根据权利要求1所述的方法，其中该低于大气压的压力是在1kPa与20kPa之间。

3.根据权利要求1所述的方法，其中该低于大气压的压力是在2kPa与10kPa之间。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其中该蒸发步骤提供尿素部分和基本上包含水的冷凝物部分。

5.根据权利要求1所述的方法，其中该收集的废物从畜棚中收集，在该畜棚中分离装置安装在具有板条的畜舍地板下面，并且在该畜棚中该分离装置包括传送带或管和刮板系统，所述传送带以连续方式传送该废物用于加工。

6.根据权利要求5所述的方法，其中该传送带以轻微倾斜安装，使得该传送带相对于水平的倾斜具有2°至8°的角度。

7.根据权利要求5所述的方法，其中该传送带以轻微倾斜安装，使得该传送带相对于水平的倾斜具有3°至5°的角度。

8.根据权利要求5所述的方法，其中该传送带以轻微倾斜安装，使得该传送带相对于水平的倾斜具有4°的角度。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的方法，其中步骤i)的该废物基本上是液体并且作为从该具有稍微倾斜的传送带排出的液体废物收集。

10.根据权利要求1所述的方法，其中步骤ii)的该抑制是通过经由物理或化学手段或两者的组合来抑制该废物获得。

11.根据权利要求10所述的方法，其中该物理抑制是在至少两个不同的波长下的UV光。

12.根据权利要求10所述的方法，其中该化学抑制是通过使用可逆的和/或不可逆的抑制获得。

13.根据权利要求12所述的方法，其中可逆的和/或不可逆的抑制是通过将该废物的pH调节至pH≤3或pH≥12获得。

14.根据权利要求12所述的方法，其中不可逆的抑制是通过使用N-(正丁基)硫代磷酰三胺(NBPT)、水杨基异羟肟酸(SHAM)和百里酚中的一种或多种获得。

15.根据权利要求13所述的方法，其中不可逆的抑制是通过使用N-(正丁基)硫代磷酰三胺(NBPT)、水杨基异羟肟酸(SHAM)和百里酚中的一种或多种获得。

16.根据权利要求14所述的方法，其中不可逆抑制剂是水杨基异羟肟酸，并且添加的酸量在45mg/L-55mg/L的范围内。

17.根据权利要求14所述的方法，其中不可逆抑制剂是水杨基异羟肟酸，并且添加的酸量为50mg/L。

18.一种用于保存来自哺乳动物的废物中的氮的方法，该方法包括

1)提供来自哺乳动物的液体废物或基本上是液体的废物；

2)抑制该废物中存在的尿素酶；

其中步骤2的该抑制是通过以下项中的一项或多项获得的：将该废物的pH调节至pH≤3或pH≥12；使用N-(正丁基)硫代磷酰三胺(NBPT)、水杨基异羟肟酸(SHAM)和百里酚中的一种或多种抑制剂；以及任何组合；

3)根据如权利要求1所述的方法处理在步骤2中获得的尿素酶受抑制的废物。

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