BR112021006785A2 - tratamentos de dejeto orgânico - Google Patents
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Abstract
TRATAMENTOS DE DEJETO ORGÂNICO. A invenção fornece tratamentos de dejeto orgânico. A invenção fornece um método para tratar dejeto orgânico (e, em particular, dejeto animal, tal como dejeto de uma vaca), e usos de uma composição que é capaz de gerar uma espécie reativa em métodos de redução de degradação biológica de dejeto orgânico, no tratamento de dejeto orgânico. A invenção também fornece dejeto orgânico tratado pelos métodos da invenção e usos desse dejeto orgânico tratado. A invenção também fornece um método para aprimorar a produção de ácidos graxos voláteis (VFA) e ácidos carboxílicos de cadeia média (MCCAs) durante a digestão anaeróbica (AD) de dejeto orgânico.
Description
[001] A invenção fornece um método para tratar dejeto orgânico (e, em particular, dejeto animal, como dejeto orgânico de uma vaca), e a usos de uma composição que tem capacidade para gerar uma espécie reativa em um método de redução de degradação biológica de dejeto orgânico no tratamento de dejeto orgânico. A invenção também fornece dejeto orgânico tratado pelos métodos da invenção e usos desse dejeto orgânico tratado em aplicações a jusante. A invenção também fornece um método para aprimorar a produção de ácidos graxos voláteis (VFAs) e ácidos carboxílicos de cadeia média (MCCAs) durante a digestão anaeróbica (AD) de dejeto orgânico.
[002] Em propriedades de gado tradicionais, o fato de o dejeto orgânico se degradar ao longo do tempo é um problema conhecido. Sabe-se também que, à medida que o dejeto orgânico se degrada, a utilidade a jusante potencial de dejeto diminui, o que faz consequentemente com que o valor do dejeto diminua. Embora métodos de tratamento para retardar a taxa de degradação de dejeto sejam conhecidos, precisa-se considerar sempre a eficácia de custo de qualquer tratamento ao equilibrar o custo inicial do tratamento com o valor que o tratamento confere sobre o dejeto para utilidades a jusante (por exemplo, uso/revenda como um fertilizante, matéria-prima industrial ou combustível de biomassa). A presente invenção fornece métodos econômicos para tratar dejeto orgânico ao usar uma composição que tem capacidade para gerar uma espécie reativa.
[003] A degradação biológica de dejeto orgânico pode ocorrer de muitas formas. Em suma, a degradação biológica de dejeto orgânico é a decomposição por micróbios (por exemplo, bactérias, fungos, etc.) de compostos orgânicos maiores valiosos e úteis em compostos orgânicos menores menos úteis e menos valiosos, que são, em última análise, degradados adicionalmente e perdidos do dejeto como gases (por exemplo, CH4, NH3, CO2, N2 etc.). Os compostos orgânicos maiores em dejeto orgânico não degradado são úteis e valiosos devido ao fato de que, por exemplo, podem atuar como fontes de liberação lenta de compostos fertilizantes e também como fontes de fibra para aprimorar a condição, biodiversidade e função de solo. Portanto, há uma necessidade de fornecer métodos para tratar dejeto orgânico que reduzam a degradação biológica de dejeto orgânico.
[004] O dejeto orgânico compreende compostos fertilizantes (por exemplo, compostos fertilizantes contendo carbono ou nitrogênio, como aminoácidos, sais de amônio (NH4+), sais de nitrato (NO3−) ou sais de nitrito (NO2−)). Esses compostos fertilizantes contribuem para a capacidade de o dejeto orgânico fertilizar o solo quando usados a jusante. A degradação de dejeto orgânico através de processos, como desnitrificação, causa a perda de certos compostos fertilizantes para a atmosfera, reduzindo, assim, o valor do dejeto em aplicações a jusante como um fertilizante. Portanto, há uma necessidade de reduzir a perda desses compostos fertilizantes do dejeto orgânico a fim de manter o valor do dejeto orgânico em aplicações a jusante.
[005] O dejeto orgânico também pode se degradar por metanogênese, que é a produção biológica de metano (CH4). A metanogênese é normalmente a etapa final na decomposição biológica de dejeto orgânico (ou biomassa) e é normalmente mediada por micro-organismos do domínio Archaea, comumente denominado como metanogênios. As vias para metanogênese incluem: (1) redução de dióxido de carbono, (2) fermentação de acetato, e (3) dismutação (redução e oxidação simultâneas de uma molécula) de metanol ou metilaminas. A maior parte (~70%) de metano biologicamente produzido a partir de conversão do grupo metila de acetato em metano. Há pelo menos os dois problemas a seguir associados à metanogênese.
[006] Primeiramente, o metano é um gás de efeito estufa e, portanto, contribui para o aquecimento global-relacionado ao ser humano e alteração climática. Na realidade, considerando pesos iguais, metano é aproximadamente 25 vezes mais forte que dióxido de carbono como um gás de efeito estufa, e indústrias de armazenamento de dejeto animal e gado são a fonte principal de emissões de metano relacionadas ao ser humano (De acordo com a Agência de Proteção Ambiental dos EUA – https://www.epa.gov/ghgemissions/overview- greenhouse-gases#metano). De fato, alguns países penalizam financeiramente proprietários de criação de gado se as emissões de metano estiverem suficientemente altas. Portanto, há uma necessidade de tratar o dejeto orgânico para reduzir a metanogênese a fim de reduzir as emissões de gás de efeito estufa a partir das propriedades de gado.
[007] Em segundo lugar, a perda de carbono na forma de gás metano a partir do dejeto orgânico causa pelo menos dois problemas. Em primeiro lugar, a perda de carbono causa uma redução na emissão de energia potencial do dejeto se tiver um uso potencial como um biocombustível, ou como uma matéria-prima para produção de biocombustível, por exemplo, por digestão anaeróbica ou pirólise. Em outras palavras, a perda de carbono a partir do dejeto como metano significa que há menos carbono combustível ou passível de reação no dejeto remanescente. Em segundo lugar, os compostos orgânicos contendo carbono que são suscetíveis à decomposição em formas gasosas por metanogênese também podem ser compostos fertilizantes, os mesmos fertilizam o solo quando o dejeto orgânico é misturado com o solo. Especificamente, o aumento do teor de carbono orgânico e fibra no solo é importante para manter a condição, biodiversidade e funções do solo. A redução da metanogênese, portanto,
também reduz a perda de compostos fertilizantes contendo carbono a partir do dejeto orgânico, aumentando, desse modo, a utilidade potencial do dejeto como um fertilizante e corretivo de solo. Portanto, há uma necessidade de tratar o dejeto orgânico para reduzir metanogênese a fim de (i) maximizar a emissão de energia potencial do dejeto se for usado como um biocombustível, ou como uma matéria-prima industrial, e (ii) reduzir a perda de compostos fertilizantes contendo carbono para maximizar utilidade potencial do dejeto orgânico como um fertilizante e condicionador de solo.
[008] Outro problema associado à degradação biológica de dejeto orgânico é denominado como “incrustação”. À medida que o dejeto orgânico se biodegrada, o mesmo pode secar e formar uma crosta espessa em sua superfície. A incrustação é um incômodo para usuários a jusante do dejeto orgânico devido ao fato de que é mais difícil de manusear e, em particular, menos fácil de espalhar sobre o solo. Portanto, há uma necessidade de reduzir degradação biológica de dejeto orgânico a fim de reduzir a incrustação de dejeto orgânico à medida que o mesmo se degrada biologicamente.
[009] Métodos anteriores de tratamento de dejeto orgânico incluem acidificar o dejeto orgânico. Tipicamente, “acidificação” significa diminuir o nível de pH do dejeto orgânico de seu nível normal (tipicamente cerca de pH 7) para um nível abaixo de pH 6 e, normalmente, abaixo de cerca de pH 5. Para diminuir o nível de pH, o agente de acidificação usado é tipicamente um ácido forte, como ácido clorídrico, ácido sulfúrico, ácido nítrico ou similares. Ácido fórmico, ácido fosfórico ou similares também podem ser usados. Entretanto, o uso de um ácido forte causa problemas. Por exemplo, ácidos fortes são frequentemente corrosivos e prejudiciais tanto para seres humanos quanto para o gado. Isso significa que o equipamento de armazenamento especializado é necessário (i) para o ácido antes do mesmo ser usado, e (ii) para o dejeto acidificado e,
adicionalmente, manipuladores especializados de ácido também podem ser necessários. Isso adiciona custo e complexidade ao processo, reduzindo, assim, a economia total do tratamento conforme discutido acima.
[010] Outro problema com a acidificação do dejeto orgânico é que sua utilidade a jusante como um fertilizante é prejudicada em comparação ao dejeto não acidificado. Isso ocorre devido ao fato de que o dejeto acidificado causa acidificação de solo, o que pode ser danoso para culturas e, portanto, indesejável. Para neutralizar qualquer acidificação indesejada no solo, o agente alcalino adicional (por exemplo, cal) pode precisar ser usado, o que aumenta novamente o custo total do tratamento.
[011] Em uma observação similar, tratamentos anteriores (como acidificação) podem deixar resíduos prejudiciais no dejeto orgânico que podem ter impactos negativos sobre o ecossistema de solo se o dejeto tratado for misturado com solo. Portanto, há uma necessidade de fornecer tratamentos de dejeto orgânico que não deixam resíduos prejudiciais no dejeto tratado.
[012] Devido ao fato de que a metanogênese é normalmente causada por micro-organismos, métodos tradicionais para neutralizar a degradação indesejada de dejeto orgânico (por exemplo, por metanogênese) incluíram administrar antibióticos orais ao animal para reduzir a quantidade de micro- organismos degradantes biológicos no sistema digestivo do animal. É discutível se esse tipo de tratamento é eficaz, mas sempre é indesejavelmente dispendioso. Outro problema com esse método é que autoridades de saúde pública costumam criticar o vasto uso de antibióticos de amplo espectro devido ao fato de que tal uso pode contribuir para resistência ao antibiótico. Por exemplo, o aparecimento de tais bactérias resistentes ao antibiótico ou superbactérias, como MRSA, se torna um dos principais desafios sociais em todo o mundo.
[013] A presente invenção visa superar pelo menos os problemas acima.
[014] A digestão anaeróbica (AD) é um processo coletivo microbiano, que prossegue tradicionalmente em quatro estágios: hidrólise, acidogênese, acetogênese e metanogênese. Como um resultado de hidrólise, a matéria orgânica complexa (por exemplo, carboidratos, proteínas) e particulados são convertidos em monômeros (por exemplo, açúcares, aminoácidos). Subsequentemente, acidogênese converte esses monômeros em ácidos graxos voláteis (VFA) e ácidos carboxílicos de cadeia média (MCCA), cetonas, álcoois e hidrogênio. As etapas de hidrólise e acidogênese são referidas normalmente como fermentação.
[015] Cada vez mais, é preferencial o uso de um processo de AD bifásico em que a hidrólise e acidificação ocorrem em um reator (produzindo VFAs e MCCAs através de alongamento de cadeia) enquanto a metanogênese ocorre no outro reator. Tais sistemas abrem a possibilidade de um processo de fermentação coletivo de comunidade mista dos dejetos orgânicos com recuperação de VFA/MCCA de alto valor (por exemplo, butirato, caproato, caprilato) no primeiro estágio, e produção de biogás no segundo estágio dos substratos sintrópicos e metanogênicos restantes.
[016] Tradicionalmente, AD foi utilizada apenas para a produção de metano. Entretanto, há uma demanda crescente pelos VFAs e MCCAs (que são produzidos após a fermentação e antes da metanogênese). A plataforma de AD oferece, desse modo, o potencial como uma tecnologia de biorrefinaria central não apenas para a geração de biogás, mas também para a produção de uma variedade de produtos das matérias-primas de dejeto orgânico sustentavelmente derivadas. VFAs ou MCCAs são síntons químicos de alto valor usados na fabricação de produtos químicos, aditivos para ração, antimicrobianos verdes, biocombustíveis e outros produtos de base biológica. Estima-se que o tamanho de mercado atual para n-caproato, por exemplo, é aproximadamente
25.000 toneladas por ano com um valor de mercado de $1000 a 3000 por tonelada para C6 não refinado e refinado respectivamente. Tradicionalmente, VFA/MCCAs são fabricados usando petróleo, entretanto, reservas e o impacto ambiental decrescentes de tais processos de produção tornam o refino biológico uma estratégia de produção alternativa atrativa.
[017] Uma desvantagem principal com abordagens atuais em relação à produção de VFA/MCCA anaeróbica é que os VFAs/MMCAs podem ser difíceis de recuperar. Especificamente, o processo de AD precisa ser controlado com cuidado para evitar que os VFAs/MMCAs sejam convertidos em metano e, então, perdidos. Por exemplo, a fim de inibir a conversão de VFA em metano no biorreator (por metanogênese), uma abordagem consiste em garantir que o pH seja mantido abaixo de 5,5. Entretanto, esse pH baixo reduz a eficiência do processo de fermentação bacteriana e também adiciona complicações ao projeto e uso do reator.
[018] A presente invenção também visa superar pelo menos os problemas de eficiência descritos acima com processos de AD, por exemplo, ao fornecer um processo de AD em que a produção de VFA/MCCA é mais eficaz.
[019] O relatório descritivo foi elaborado em seções para facilitar a leitura. Entretanto, isso não significa que cada seção deve ser lida isoladamente. Ao contrário, salvo se especificado de outro modo, cada seção deve ser lida com referência cruzada às outras seções, isto é, considerando todo o relatório descritivo como um todo. Isso significa que uma invenção de, por exemplo, uma composição específica que tem capacidade para gerar uma espécie reativa descrita na seção “As composições que têm capacidade para gerar uma espécie reativa” é lida em combinação com, por exemplo, o termo “composição” ou “composições que têm capacidade para gerar uma espécie reativa” (e similares)
no contexto dos métodos e/ou usos da invenção descritos na seção “Métodos para Tratar Dejeto Orgânico e Usos das Composições com Capacidade para Gerar uma Espécie Reativa, de acordo com a invenção”. Não se pretende nenhuma separação artificial de modalidade, salvo se explicitamente apresentada. Sumário da Invenção
[020] A invenção fornece um método de redução da degradação biológica de dejeto orgânico no tratamento de dejeto orgânico usando uma composição que tem capacidade para gerar uma espécie reativa. Em particular, a invenção fornece um método de redução de metanogênese e/ou a perda de compostos fertilizantes de dejeto orgânico no tratamento de dejeto orgânico usando uma composição que tem capacidade para gerar uma espécie reativa. O tratamento de acordo com a invenção também pode reduzir a formação de crosta no dejeto orgânico. Os tratamentos de acordo com a invenção também podem reduzir produção de biogás total (biogás inclui gás metano gerado por metanogênese).
[021] Em outras palavras, a invenção fornece o uso de uma composição que tem capacidade para gerar uma espécie reativa em um método de redução de degradação biológica de dejeto orgânico no tratamento de dejeto orgânico. Em particular, a invenção também fornece um uso de uma composição que tem capacidade para gerar uma espécie reativa em um método de redução de metanogênese (ou toda a produção de biogás) e/ou a perda de compostos fertilizantes de dejeto orgânico no tratamento de dejeto orgânico. O tratamento de acordo com a invenção também pode reduzir a formação de crosta no dejeto orgânico.
[022] A presente invenção trata o dejeto orgânico com uma composição que tem capacidade para gerar uma espécie reativa para reduzir metanogênese (ou toda a produção de biogás) e/ou reduzir a perda de compostos fertilizantes sem acidificação do dejeto orgânico. Como um resultado, os métodos e usos da presente invenção evitam o uso de ácidos como aqueles descritos na presente invenção (isto é, nenhum dentre ácido clorídrico, ácido sulfúrico, ácido nítrico, ácido fórmico, ácido fosfórico, ácido propinoico ou similares). Isso evita os problemas descritos acima com acidificação de dejeto orgânico.
[023] Além disso, a presente invenção trata dejeto orgânico de modo que não haja resíduos criados no dejeto tratado que poderiam ser prejudiciais para a biodiversidade ou ecossistema se misturados com solo. O dejeto orgânico tratado também é mais resistente à formação de uma crosta em sua superfície. Como um resultado, a utilidade e o valor do dejeto orgânico tratado são maximizados, aprimorando, desse modo, a economia total do tratamento.
[024] Ademais, a presente invenção não exige que os antibióticos sejam administrados ao animal. Consequentemente, nenhum dos impactos indesejáveis descritos acima de uso de antibiótico é causado, por exemplo, não há nenhuma contribuição para a resistência ao antibiótico e/ou o espalhamento de resíduos potencialmente prejudiciais.
[025] A invenção também fornece um método para tratar dejeto orgânico com uma composição que tem capacidade para gerar uma espécie reativa. Especificamente, o método para tratar dejeto orgânico da invenção compreende colocar em contato dejeto orgânico com uma composição que tem capacidade para gerar uma espécie reativa, em que a composição compreende um agente oxidante, e em que a espécie reativa é gerada a partir de uma fonte de iodeto (I−) e do agente oxidante. A interação da espécie reativa com o dejeto orgânico reduz a degradação biológica do dejeto orgânico. Em particular, o método reduz a produção de biogás total (em particular, reduz a produção de metano por metanogênese) e também reduz a perda de compostos orgânicos úteis e valiosos, como compostos fertilizantes (em particular, compostos fertilizantes contendo nitrogênio, como compostos de amônio).
[026] A invenção também fornece o dejeto orgânico que foi tratado por uma composição que tem capacidade para gerar uma espécie reativa de acordo com a invenção. Conforme explicado na presente invenção, o dejeto orgânico tratado por métodos da invenção tem um produto químico e composição biológica diferentes em comparação ao dejeto orgânico não tratado por métodos da invenção (ou dejeto não tratado). Em suma, o tratamento reduz a degradação biológica do dejeto para manter a utilidade e o valor do dejeto em atividades a jusante.
[027] A invenção também fornece os usos a jusante do dejeto orgânico tratado como um fertilizante; como um combustível de biomassa; como um condicionador de solo; como uma matéria-prima para digestão anaeróbica; como uma matéria-prima para biorrefino; como uma matéria-prima para produção de ração animal (por exemplo, alimento para peixe); como uma matéria-prima para produção de algas; como uma matéria-prima para produção de proteína animal (por exemplo, insetos/minhocas, etc); como uma matéria- prima/substrato para síntese química; como uma matéria-prima para produção de materiais de construção; como uma matéria-prima para produção de forragem animal; como uma matéria-prima para a produção de papel; ou como uma matéria-prima para processos de conversão térmica como pirólise ou gaseificação. A invenção também fornece o uso a jusante do dejeto orgânico tratado como uma matéria-prima para a fabricação de fertilizantes, como estruvitas, carvão vegetal ou sais de fosfato.
[028] A invenção também fornece um método para aprimorar uma produção de ácidos graxos voláteis (VFAs) e ácidos carboxílicos de cadeia média (MCCAs) durante a digestão anaeróbica (AD) de dejeto orgânico, o método compreendendo colocar em contato uma composição que tem capacidade para gerar uma espécie reativa com o dejeto orgânico.
Definições gerais
[029] O termo “compreendendo” abrange “incluindo” bem como “consistindo”, por exemplo, uma composição “compreendendo” X pode consistir exclusivamente em X ou pode incluir algo adicional, por exemplo, X + Y.
[030] O termo “cerca de” em relação a um valor numérico x é opcional e significa, por exemplo, x+10%.
[031] Salvo se especificamente apresentado, um processo compreendendo uma etapa de misturar dois ou mais componentes não exige qualquer ordem de mistura específica. Assim, os componentes podem ser misturados em qualquer ordem. Quando há três componentes, então, dois componentes podem ser combinados entre si e, então, a combinação pode ser combinada com o terceiro componente, etc.
[032] O termo “metanogênese” significa a bioprodução de gás metano (fórmula química = CH4) por micro-organismos, por exemplo, archaea, bactérias ou outros organismos vivos.
[033] O termo “fertilizante” ou “compostos fertilizantes” significa qualquer substância que pode ser adicionada ao solo para tornar o mesmo mais fértil. Compostos fertilizantes típicos são compostos contendo carbono e/ou nitrogênio como aminoácidos, sais de amônio, sais de nitrato (NO3−) ou sais de nitrito (NO2−). Outros compostos fertilizantes conhecidos como compostos contendo fósforo e composições contendo potássio (por exemplo, Potassa) também são abrangidos por “fertilizante” ou “compostos fertilizantes”. Compostos fertilizantes contendo fósforo exemplificativos incluem fontes de fosfato ([PO4]3−), por exemplo, fluorapatita.
[034] O termo “ácido” significa, em geral, uma substância que, quando colocada em água, dissociará em um ânion (espécie negativamente carregada) ao doar um próton (H+) à água, ou uma substância que aceita elétrons. Essa capacidade de um ácido dissociar é quantificada por pKa. Quanto menor o pKa, mais forte o ácido, isto é, mais fácil o ácido dissociará em um ânion e um próton. Conforme usado na presente invenção, o termo “ácido” significa qualquer substância que tem um pKa em água abaixo de 8 (mais particularmente, abaixo de pKa 6, mais particularmente, abaixo de pKa 4, mais particular, abaixo de pKa 2, mais particularmente, abaixo de pKa 0). Conforme usado na presente invenção, “ácido” inclui pelo menos ácido clorídrico, ácido sulfúrico, ácido nítrico, ácido fórmico, ácido fosfórico, ácido propinoico ou similares.
[035] O termo “acidificar” ou “acidificação” significa reduzir o nível de pH de uma substância abaixo do seu nível original por adição de um agente de acidificação, como um ácido. Conforme usado na presente invenção, o tratamento do dejeto orgânico por “acidificação” significa que o tratamento reduz o pH do dejeto orgânico a fim de ser eficaz. Em particular, o tratamento por “acidificação” reduz o nível de pH do dejeto orgânico por, por exemplo, 2 unidades de pH, 1,5 unidades de pH , 1 unidade de pH, 0,5 unidades de pH.
[036] O termo “degradação biológica” ou “biodegradação” ou um equivalente dos mesmos significa a decomposição de organismos biológicos (por exemplo, micróbios, como bactérias, fungos, etc.) de compostos orgânicos maiores valiosos e úteis em compostos orgânicos menores menos úteis e menos valiosos e, em última análise, em gases (por exemplo, CH4, NH3, CO2, N2 etc.). Os gases produzidos por degradação biológica de dejeto orgânico são denominados como “biogás” ou “biogases”.
[037] O termo “dejeto orgânico” significa dejeto biodegradável compreendendo matéria orgânica. O dejeto orgânico pode se degradar biologicamente em moléculas simples, como dióxido de carbono, água e/ou metano. O termo “dejeto orgânico” abrange o dejeto orgânico de um animal, um ser humano, de fungos (por exemplo, cogumelos, como composto de cogumelo gasto), e dejeto alimentar, etc. O “dejeto orgânico” pode estar na forma de e, em particular, qualquer grau de liquidez/solidez. O dejeto líquido (por exemplo, urina, sangue), sólido (por exemplo, estrume, cascas vegetais) e semilíquidos (por exemplo, lama, vísceras) são abrangidos.
[038] O termo “gado” significa animais domésticos que são mantidos tradicionalmente em fazendas. Exemplos comuns de gado incluem vaca, porco, cavalo, ovelha, galinha, frango, peru, pato, veado ou cabra.
[039] O termo “lama” significa uma mistura semilíquida de dejeto animal e água, contendo tipicamente partículas finas de dejeto animal.
[040] O termo “composição que tem capacidade para gerar uma espécie reativa” significa que a composição é compreendida de componentes que podem reagir in situ ou ex situ para recriar uma espécie reativa que pode reagir adicionalmente com o dejeto orgânico. A espécie reativa pode ser gerada totalmente entre os componentes compreendidos na composição, e/ou a espécie reativa pode ser gerada entre um componente da composição e um componente no dejeto orgânico. Consiste na interação da espécie reativa com o dejeto orgânico que reduz a degradação biológica do dejeto orgânico conforme descrito na presente invenção.
[041] O termo “ácido graxo volátil” (ou VFA) são ácidos graxos com menos de seis átomos de carbono. VFAs exemplificativos incluem formato, acetato, propionato, butirato, isobutirato, valerato e isovalerato (ou seu equivalente ácido). O termo “equivalente ácido” significa sua forma ácida, por exemplo, a forma ácida de butirato é ácido butírico. VFAs particulares incluem butirato e isobutirato.
[042] O termo “ácido carboxílico de cadeia média” (ou MCCA) são ácidos graxos com 6 a 12 átomos de carbono. MCCAs exemplificativos incluem caproato, caprilato, caprato e laurato (ou seu equivalente ácido). Novamente, o termo
“equivalente ácido” significa sua forma ácida, por exemplo, a forma ácida de caproato é ácido capróico. MCCAs particulares incluem caproato e caprilato. Breve Descrição das Figuras
[043] A invenção será descrita agora, apenas a título de exemplo, com referência às figuras anexas.
[044] A Figura 1 mostra que os tratamentos de acordo com a invenção reduzem drasticamente a quantidade cumulativa de biogás produzida pelo dejeto orgânico.
[045] A Figura 2 mostra que o biogás medido na Figura 1 compreende metano. Assim, a Figura 2 mostra que os tratamentos de acordo com a invenção reduzem drasticamente a degradação biológica de dejeto orgânico em gás metano (através de metanogênese).
[046] A Figura 3 mostra que o dejeto orgânico tratado de acordo com a invenção mantinha níveis superiores de compostos de amônio em comparação ao dejeto não tratado.
[047] A Figura 4 mostra que os tratamentos de acordo com a invenção reduzem a quantidade cumulativa de biogás produzida pelo dejeto orgânico.
[048] A Figura 5 mostra que o tratamento de acordo com a invenção reduz a quantidade cumulativa de biogás produzido pelo dejeto orgânico.
[049] A Figura 6 mostra que os tratamentos de acordo com a invenção reduzem a quantidade cumulativa de biogás produzida pelo dejeto orgânico.
[050] A Figura 7 mostra que os tratamentos de acordo com a invenção reduzem a quantidade cumulativa de metano produzida pelo dejeto orgânico.
[051] A Figura 8 mostra que os tratamentos de acordo com a invenção reduzem a quantidade cumulativa de metano produzida pelo dejeto orgânico.
[052] A Figura 9 mostra que os tratamentos de acordo com a invenção reduzem a quantidade cumulativa de biogás produzida pelo dejeto orgânico.
[053] A Figura 10 mostra que os tratamentos de acordo com a invenção reduzem a quantidade cumulativa de biogás produzida pelo dejeto orgânico.
[054] A Figura 11 mostra que os tratamentos de acordo com a invenção reduzem a quantidade cumulativa de biogás produzida pelo dejeto orgânico.
[055] As figuras são descritas em mais detalhe na seção de Exemplo. As Composições Capazes de Gerar uma Espécie Reativa
[056] Conforme descrito acima, quando usadas em métodos de tratamento de dejeto orgânico, as composições que têm capacidade para gerar uma espécie reativa descritas na presente invenção reduzem a degradação biológica de dejeto orgânico. Em particular, os tratamentos de acordo com a invenção podem reduzir produção de biogás total, em particular, a produção de gás metano por metanogênese e/ou podem reduzir a perda de compostos fertilizantes de dejeto orgânico, em particular, compostos fertilizantes contendo nitrogênio. O tratamento de acordo com a invenção também pode reduzir formação de crosta no dejeto orgânico.
[057] A espécie reativa gerada em tratamentos de acordo com a invenção pode inibir especificamente micróbios que produzem biogás (tipicamente, micróbios que produzem metano, como metanogênios) e podem aprisionar nitrogênio no dejeto orgânico em formas não voláteis, enquanto permite que a decomposição microbiana benéfica de estrumes sólidos e a higienização de estrume prossigam. Isso significa que alguns sólidos no dejeto orgânico podem se decompor parcialmente como normal, liberando nutrientes disponíveis em plantas e gerando uma lama fácil de gerenciar e homogênea. Entretanto, os nutrientes valiosos e úteis não são perdidos para emissões gasosas e estão, em vez disso, contidos no dejeto orgânico tratado para aplicações a jusante. Isso não apenas reduz as emissões de gás de efeito estufa, mas também mantém altos níveis de compostos fertilizantes e teor de matéria orgânica para uso de fertilizante e biocombustível subsequentes.
[058] O método para tratar o dejeto orgânico da invenção também utiliza uma composição que tem capacidade para gerar uma espécie reativa. No método para tratar dejeto orgânico da invenção, a composição compreende um agente oxidante e a espécie reativa é gerada a partir de uma fonte de iodeto (I−) e do agente oxidante.
[059] Métodos anteriores incluem o tratamento de dejeto orgânico com um ácido, que precisa acidificar o dejeto a fim de ser eficaz. Os tratamentos fornecidos pela invenção utilizam uma composição que tem capacidade para gerar uma espécie reativa em vez de acidificar o dejeto orgânico. As composições usadas nos tratamentos da invenção não acidificam, portanto, o dejeto orgânico a fim de fornecer um tratamento eficaz. Em outras palavras, as composições usadas nos tratamentos da invenção são substancialmente livres de qualquer ácido. Em particular, as composições usadas nos tratamentos da invenção compreendem menos que 10 % em peso, menos que 5 % em peso, menos que 2 % em peso, menos que 1 % em peso, menos que 0,5 % em peso ou menos que 0,1 % em peso de qualquer ácido que tem um pKa em água de menos que pKa
8. As composições usadas nos tratamentos da invenção também podem ser livres de qualquer ácido que tem um pKa em água de menos que pKa 8.
[060] Conforme discutido acima, o uso de uma composição que tem capacidade para gerar uma espécie reativa em métodos de acordo com a invenção fornece um tratamento eficaz sem acidificar o dejeto orgânico abaixo do seu pH normal. Em outras palavras, a composição que tem capacidade para gerar uma espécie reativa não acidifica o dejeto orgânico durante o tratamento. O pH de dejeto orgânico varia dependendo de sua fonte (por exemplo, está tipicamente entre pH 6 e 8). Por exemplo, ao considerar o dejeto animal, o estrume de aves pode ter pH >7, vaca cerca de pH 7, porco cerca de pH 6,2 a 6,7,
o que pode mudar naturalmente durante o armazenamento. As composições usadas nos tratamentos da invenção podem reduzir o nível de pH do dejeto orgânico durante o tratamento em menos de duas unidades de pH, mais especificamente, menos de 1,5 unidades de pH, mais especificamente, menos de 1 unidade de pH, mais especificamente, menos de 0,5 unidades de pH, mais especificamente, menos de 0,25 unidades de pH.
[061] As composições usadas de acordo com a invenção não são ácidas (por exemplo, não são ácido fórmico ou ácido fosfórico ou similares), e não são certamente ácidos fortes, como ácido clorídrico, ácido sulfúrico, ácido nítrico ou similares. Em uma modalidade, as composições da invenção não compreendem qualquer um dentre ácido clorídrico, ácido sulfúrico, ácido nítrico, ácido fórmico, ácido fosfórico, ácido propinoico ou similares. Em contrapartida, o pH de 1 g da composição em um litro de água pode ser maior que pH 4, pH 4,5, pH 5, pH 5,5, pH 6, preferencialmente, maior que pH 4.
[062] Os tratamentos da invenção reduzem a perda de compostos principais que são úteis em usos a jusante do dejeto orgânico. Especificamente, os tratamentos da presente invenção reduzem a perda de compostos fertilizantes do dejeto orgânico. Em particular, os tratamentos da presente invenção reduzem a perda de compostos fertilizantes contendo nitrogênio. Assim, os tratamentos da presente invenção podem reduzir a perda de compostos fertilizantes contendo nitrogênio para amônia. A espécie reativa gerada nos tratamentos da invenção podem reduzir a perda de compostos fertilizantes em dejeto orgânico. Os tratamentos da presente invenção podem reduzir a liberação de amônia a partir do dejeto orgânico. Em algumas modalidades, a espécie reativa gerada nos tratamentos da invenção não é um gás. Por exemplo, a espécie reativa gerada nos tratamentos da invenção pode ser um sólido, um líquido, um íon solvatado ou uma mistura de íons solvatados. Mais especificamente, em algumas modalidades, uma espécie reativa gerada nos tratamentos da invenção não é um agente oxidante, por exemplo, não é um gás oxidante e, em particular, não é gás oxigênio.
[063] Em algumas modalidades, as composições usadas nos tratamentos descritos na presente invenção não compreendem iodo elementar.
[064] A composição que tem capacidade para gerar uma espécie reativa pode compreender um agente oxidante. A espécie reativa pode ser gerada a partir do agente oxidante e de outro componente. O “outro componente” pode estar presente no dejeto orgânico e/ou na composição. Em uma modalidade, o “outro componente” é uma fonte de iodeto (I−), que é qualquer substância que tem capacidade para fornecer íons de iodeto (I−).
[065] A fonte de iodeto (I−) pode estar presente no dejeto orgânico, especialmente, se o dejeto orgânico for derivado de um ecossistema/área que tem fontes ricas em sais de iodeto (por exemplo, dietas com alto teor de iodeto). Nessa modalidade, a espécie reativa pode ser gerada a partir do agente oxidante na composição e da fonte de iodeto já presente no dejeto orgânico. A quantidade de iodeto no dejeto orgânico variará certamente dependendo do ecossistema. Tipicamente, para fornecer um tratamento eficaz, a razão de íons de iodeto para agente oxidante pode ser entre 1 (I−) : 0,1 (agente oxidante) e 1 (I−) : 100 (agente oxidante) durante o tratamento do dejeto orgânico. Mais especificamente, a razão de íons de iodeto para agente oxidante pode ser entre 1 (I−) : 0,1 (agente oxidante) e 1 (I−) : 50 (agente oxidante) durante o tratamento do dejeto orgânico. Mais especificamente, a razão de íons de iodeto para agente oxidante pode ser entre 1 (I−) : 0,1 (agente oxidante) e 1 (I−) : 25 (agente oxidante) durante o tratamento do dejeto orgânico. Em particular, a razão pode ser entre 1 (I−) : 3 (agente oxidante) e 1 (I−) : 15 (agente oxidante), mais particularmente, entre 1 (I−) : 5 (agente oxidante) e 1 (I−) : 15 (agente oxidante), entre 1 (I−) : 8 (agente oxidante) e 1 (I−) : 15 (agente oxidante), entre 1 (I−) : 0,1 (agente oxidante) e 1 (I−) : 10 (agente oxidante), entre 1 (I−) : 8 (agente oxidante) e 1 (I−) : 12 (agente oxidante), ou entre 1 (I−) : 10 (agente oxidante) e 1 (I−) : 12 (agente oxidante) durante o tratamento do dejeto orgânico. A invenção inclui todos os pontos finais que são combináveis.
[066] Além de qualquer fonte de iodeto no dejeto orgânico, a fonte de iodeto também pode estar presente na composição. Em outras palavras, a composição pode compreender uma fonte de iodeto (I−) e um agente oxidante. Nessa modalidade, a espécie reativa pode ser gerada a partir (i) do agente oxidante na composição, e também (ii) da fonte de iodeto na composição e/ou da fonte de iodeto no dejeto orgânico (mas nesse caso (ii) é opcional). Tipicamente, para fornecer um tratamento eficaz, a razão de íons de iodeto para agente oxidante na composição pode ser entre 1 (I−) : 0,1 (agente oxidante) e 1 (I−) : 25 (agente oxidante), mais particularmente, entre 1 (I−) : 0,1 (agente oxidante) e 1 (I−) : 15 (agente oxidante), entre 1 (I−) : 0,1 (agente oxidante) e 1 (I−) : 10 (agente oxidante), e, em particular, entre 1 (I−) : 0,1 (agente oxidante) e 1 (I−) : 3 (agente oxidante), entre 1 (I−) : 1 (agente oxidante) e 1 (I−) : 5 (agente oxidante), entre 1 (I−) : 2 (agente oxidante) e 1 (I−) : 4 (agente oxidante). A razão de íons de iodeto para agente oxidante na composição também pode ser selecionada a partir do grupo que consiste em: 1 (I−) : 0,1 (agente oxidante); 1 (I−) : 0,4 (agente oxidante); 1 (I−) : 1,1 (agente oxidante); 1 (I−) : 2,5 (agente oxidante); 1 (I−) : 10 (agente oxidante); e 1 (I−) : 25 (agente oxidante). Conforme supracitado, a invenção inclui todos os pontos finais que são combináveis.
[067] As fontes de iodeto consistem em qualquer substância que tem capacidade para fornecer íons de iodeto (I−). Fontes de iodeto exemplificativos incluem o grupo que consiste em: iodeto de sódio (NaI), iodeto de potássio (KI), iodeto de lítio (LiI), iodeto de césio (CsI), iodeto de hidrogênio (HI) e iodeto de ródio (RhI3). Combinações de tais fontes exemplificativas de iodeto também podem ser usadas. Iodeto de potássio (KI) é uma fonte de iodeto preferencial.
[068] Agentes oxidantes são substâncias que têm capacidade para oxidar outras substâncias, por exemplo, causar uma perda de elétrons. Os agentes oxidantes descritos na presente invenção não estão no estado gasoso à temperatura ambiente e em pressão atmosférica. Além disso, os agentes oxidantes descritos na presente invenção podem ser substâncias compreendendo pelo menos dois elementos químicos. Os agentes oxidantes descritos na presente invenção estão dentro das duas categorias principais: (i) fontes de peróxido (O22−), ou (ii) agentes oxidantes do grupo que consiste em: uma fonte de iodato ([IO3]−) (por exemplo, iodato de sódio, iodato de potássio), uma fonte de permanganato ([MnO4]−) (por exemplo, permanganato de sódio, permanganato de potássio) e combinações dos mesmos. O agente oxidante também pode ser uma combinação de agentes nas categorias (i) e (ii).
[069] Quando o agente oxidante é selecionado a partir da lista acima (ii), permanganato de potássio é um agente oxidante preferencial.
[070] Fontes de peróxido significam qualquer substância que tem capacidade para fornecer íons de peróxido (O22−). As fontes de peróxido são agentes oxidantes preferenciais da invenção, particularmente, peróxido de hidrogênio (H2O2). Outras fontes de peróxido exemplificativas incluem o grupo que consiste em: peróxido de sódio, peróxido de lítio, ácido cítrico que libera peróxido, Vitamina C que libera peróxido, sais de peróxido (por exemplo, óxido de bário), perborato de sódio, pseudoperóxidos que liberam oxigênio (por exemplo, superóxidos, dioxigênios, ozônios e ozonetos), peróxidos orgânicos (por exemplo, perácidos, haletos de acila e peróxidos alifáticos), um percarbonato que libera peróxido (por exemplo, percarbonato de sódio, percarbonato de potássio ou uma forma de liberação lenta de um percarbonato que libera peróxido), um aduto de peróxido-ureia, e uma reação enzimática entre um açúcar e sua oxidorredutase apropriada (por exemplo, uma reação enzimática entre glicose e glicose oxidase, e/ou entre galactose e galactose oxidase, e/ou entre álcool e álcool oxidase e/ou entre colesterol e colesterol oxidase). Combinações dessas fontes de peróxido entre si ou, de fato, peróxido de hidrogênio, também podem ser usadas.
[071] As composições descritas na presente invenção também podem compreender uma fonte de ureia. A fonte de ureia significa qualquer substância que tem capacidade para fornecer ureia. Fontes exemplificativas de ureia são selecionadas a partir da lista que consiste em: ureia, um aduto de peróxido-ureia, proteínas, aminoácidos, urina e combinações dos mesmos. Preferencialmente, a fonte de ureia é ureia.
[072] De fato, a fonte de peróxido e ureia pode, em vez disso, surgir a partir de um aduto de peróxido de hidrogênio-ureia, em vez de duas espécies separadas e distintas. Essa é uma modalidade preferencial da invenção.
[073] Conforme descrito acima, as composições descritas na presente invenção podem compreender uma fonte de iodato ([IO3]–), em particular, iodato de potássio. Adicionalmente, as composições descritas na presente invenção podem compreender um aduto de peróxido de hidrogênio-ureia de modo que a composição compreenda uma fonte de iodato ([IO3]–) (em particular, iodato de potássio) e um aduto de peróxido de hidrogênio-ureia.
[074] Em uma modalidade preferencial, a composição compreende uma fonte de iodeto (preferencialmente, iodeto de potássio) e peróxido de hidrogênio. Quando a composição compreende tanto uma fonte de iodeto quanto peróxido de hidrogênio, uma razão preferencial de íons de iodeto (por exemplo, de iodeto de sódio ou potássio) para peróxido de hidrogênio na composição é entre 1 (I−) : 0,1 (peróxido de hidrogênio) e 1 (I−) : 25 (peróxido de hidrogênio), mais particularmente, entre 1 (I−) : 0,1 (peróxido de hidrogênio) e 1 (I−) : 15 (peróxido de hidrogênio), entre 1 (I−) : 0,1 (peróxido de hidrogênio) e 1 (I−) : 10 (peróxido de hidrogênio), entre 1 (I−) : 0,1 (peróxido de hidrogênio) e 1 (I−) : 5 (peróxido de hidrogênio), entre 1 (I−) : 5 (peróxido de hidrogênio) e 1 (I−) : 10 (peróxido de hidrogênio). Mais especificamente, a razão de íons de iodeto para peróxido de hidrogênio na composição é selecionada a partir do grupo que consiste em: 1 (I−) : 0,1 (peróxido de hidrogênio); 1 (I−) : 0,4 (peróxido de hidrogênio); 1 (I−) : 1,1 (peróxido de hidrogênio); 1 (I−) : 2,5 (peróxido de hidrogênio); 1 (I−) : 10 (peróxido de hidrogênio); e 1 (I−) : 25 (peróxido de hidrogênio). Preferencialmente, a razão de íons de iodeto na composição para peróxido de hidrogênio é 1 (I−) : 4,2 (peróxido de hidrogênio). Conforme supracitado, a invenção inclui todos os pontos finais sendo combináveis.
[075] A composição também pode compreender uma fonte de tiocianato ([SCN]−), que é qualquer substância que tem capacidade para fornecer um íon de tiocianato. Fontes de tiocianato exemplificativas incluem o grupo que consiste em: tiocianato de sódio, tiocianato de potássio, tiocianato de lítio, tiocianato de césio, tiocianato de hidrogênio, tiocianato de ródio e isotiocianato de alila. Combinações dessas fontes de tiocianato também podem ser usadas.
[076] Uma composição específica que tem capacidade para gerar uma espécie reativa de acordo com a invenção compreende uma fonte de peróxido (por exemplo, peróxido de hidrogênio), uma fonte de tiocianato e uma fonte de iodeto. Mais especificamente, essa composição pode compreender iodeto de sódio ou potássio, peróxido de hidrogênio e tiocianato de sódio ou potássio. A razão entre íons de iodeto e peróxido de hidrogênio nessas composições pode ser entre 1 (I−) : 0,1 (peróxido de hidrogênio) e 1 (I−) : 5 (peróxido de hidrogênio), mais particularmente, entre 1 (I−) : 0,1 (peróxido de hidrogênio) e 1 (I−) : 4 (peróxido de hidrogênio), entre 1 (I−) : 0,1 (peróxido de hidrogênio) e 1 (I−) : 10
(peróxido de hidrogênio), ou entre 1 (I−) : 25 (peróxido de hidrogênio). Conforme supracitado, a invenção inclui todos os pontos finais sendo combináveis.
[077] Outras composições específicas compreendem um aduto de peróxido-ureia e/ou um percarbonato que libera peróxido (em particular, percarbonato de sódio) como a fonte de peróxido. Essa composição específica pode compreender adicionalmente uma fonte de tiocianato e/ou uma fonte de iodeto (por exemplo, iodeto de potássio). Por exemplo, composições específicas incluem (i) um aduto de peróxido-ureia e uma fonte de tiocianato; (ii) um aduto de peróxido-ureia, uma fonte de tiocianato e uma fonte de iodeto (por exemplo, iodeto de potássio); (iii) um aduto de peróxido-ureia e uma fonte de iodeto (por exemplo, iodeto de potássio); (iv) um aduto de peróxido-ureia, um percarbonato que libera peróxido (em particular, percarbonato de sódio), uma fonte de tiocianato e uma fonte de iodeto (por exemplo, iodeto de potássio); (v) um aduto de peróxido-ureia, um percarbonato que libera peróxido (em particular, percarbonato de sódio) e uma fonte de iodeto (por exemplo, iodeto de potássio); (vi) um percarbonato que libera peróxido (em particular, percarbonato de sódio) e uma fonte de tiocianato; (vii) um percarbonato que libera peróxido (em particular, percarbonato de sódio), uma fonte de tiocianato e uma fonte de iodeto (por exemplo, iodeto de potássio); (viii) um percarbonato que libera peróxido (em particular, percarbonato de sódio) e uma fonte de iodeto (por exemplo, iodeto de potássio); (ix) um aduto de peróxido-ureia e um percarbonato que libera peróxido (em particular, percarbonato de sódio); e (x) um aduto de peróxido-ureia, um percarbonato que libera peróxido (em particular, percarbonato de sódio) e uma fonte de tiocianato. A razão entre íons de iodeto e peróxido nessas modalidades pode ser entre, 1 (I−) : 0,1 (peróxido) e 1 (I−) : 25 (peróxido), 1 (I−) : 0,1 (peróxido) e 1 (I−) : 15 (peróxido), mais particularmente, entre 1 (I−) : 0,1 (peróxido) e 1 (I−) : 10 (peróxido), entre 1 (I−) :
5 (peróxido) e 1 (I−) : 10 (peróxido).
[078] Outra composição específica que tem capacidade para gerar uma espécie reativa de acordo com a invenção compreende outro agente oxidante (por exemplo, uma fonte de permanganato ([MnO4]−), que é, preferencialmente, permanganato de potássio), uma fonte de tiocianato e uma fonte de iodeto. Essa composição pode compreender iodeto de sódio ou potássio, tiocianato de sódio ou potássio e permanganato de sódio ou potássio. A razão entre íons de iodeto e permanganato ([MnO4]−) nessa composição pode ser entre 1 (I−) : 0,1 (permanganato) e 1 (I−) : 10 (permanganato).
[079] As composições usadas em tratamentos de acordo com a invenção têm capacidade para gerar uma espécie reativa. Tipos específicos de espécie reativa gerados de acordo com a invenção podem ser espécie reativa de oxigênio (espécie reativa contendo um átomo de oxigênio) e/ou espécie de haletos reativa de oxigênio (espécie reativa contendo um átomo de oxigênio e um haleto). Uma espécie reativa exemplificativa gerada pelas composições da invenção é um iodófor. Um iodófor pode compreender complexo de um iodo-tiocianato como aqueles selecionados a partir dos grupos que consiste em um ou mais dentre: ISCN, I2SCN, I2(SCN)2, IOH(SCN)2, I3OH(SCN)2, I3OH(SCN)3, I4(SCN)4OH, e I5(SCN)5. Outra espécie reativa inclui fontes de hipoiodeto (IO−). Outra espécie reativa inclui fontes de hipotiocianeto ([OSCN]−).
[080] A composição que tem capacidade para gerar uma espécie reativa também pode compreender um composto de cianato como cianato de potássio ou tiocianogênios.
[081] Quando usada nos métodos e usos descritos na presente invenção, a quantidade de composição usada pode ser entre cerca de 0,01 mg e cerca de 0,1 mg por grama de dejeto orgânico, ou entre cerca de 0,1 mg e cerca de 1,0 mg por grama de dejeto orgânico, ou entre cerca de 1,0 mg e cerca de 5,0 mg por grama de dejeto orgânico, ou entre cerca de 5 mg e cerca de 10 mg por grama de dejeto orgânico, ou entre cerca de 10 mg e cerca de 20 mg por grama de dejeto orgânico, ou entre cerca de 20 mg e cerca de 50 mg por grama de dejeto orgânico, ou entre cerca de 50 mg e cerca de 100 mg por grama de dejeto orgânico, ou entre cerca de 100 mg e cerca de 200 mg por grama de dejeto orgânico, ou entre cerca de 200 mg e cerca de 300 mg por grama de dejeto orgânico, ou entre cerca de 300 mg e cerca de 400 mg por grama de dejeto orgânico, ou entre cerca de 400 mg e cerca de 500 mg por grama de dejeto orgânico, ou entre cerca de 500 mg e cerca de 600 mg por grama de dejeto orgânico, ou entre cerca de 600 mg e cerca de 700 mg por grama de dejeto orgânico, ou entre cerca de 700 mg e cerca de 800 mg por grama de dejeto orgânico, ou entre cerca de 800 mg e cerca de 900 mg por grama de dejeto orgânico, ou entre cerca de 900 mg e cerca de 1000 mg por grama de dejeto orgânico. Em certas modalidades, a quantidade de composição usada pode ser entre 0,3 mg por grama de dejeto orgânico e cerca de 1,5 mg por grama de dejeto orgânico. Em particular, a quantidade de composição usada é selecionada a partir do grupo que consiste em: cerca de 0,33 mg por grama de dejeto orgânico; cerca de 0,67 mg por grama de dejeto orgânico; e cerca de 1,33 mg por grama de dejeto orgânico. Preferencialmente, a quantidade de composição usada é cerca de 1,33 mg por grama de dejeto orgânico. Para evitar dúvidas, todas as combinações dos pontos finais acima também são divulgadas.
[082] A quantidade de composição usada também pode ser cerca de 2,66 mg por grama de dejeto orgânico. A quantidade de composição usada também pode ser cerca de 3,39 mg por grama de dejeto orgânico.
[083] A quantidade de composição usada também pode ser entre 0,01 kg e cerca de 0,1 kg por tonelada de dejeto orgânico; ou entre cerca de 0,1 kg e 1 kg por tonelada de dejeto orgânico, ou entre cerca de 1 kg e cerca de 5 kg por tonelada de dejeto orgânico, ou entre cerca de 5 kg e cerca de 10 kg por tonelada de dejeto orgânico, ou entre cerca de 10 kg e cerca de 20 kg por tonelada de dejeto orgânico, ou entre cerca de 20 kg e cerca de 50 kg por tonelada de dejeto orgânico, ou entre cerca de 50 kg e cerca de 100 kg por tonelada de dejeto orgânico. Por exemplo, a quantidade de composição usada pode ser entre cerca de 0,01 kg e cerca de 0,1 kg por tonelada de dejeto orgânico. A quantidade de composição usada pode ser entre cerca de 0,1 kg e 1 kg por tonelada de dejeto orgânico. A quantidade de composição usada pode ser entre cerca de 1 kg e cerca de 5 kg por tonelada de dejeto orgânico. A quantidade de composição usada pode ser entre cerca de 10 kg e cerca de 20 kg por tonelada de dejeto orgânico.
[084] A composição que tem capacidade para gerar uma espécie reativa pode estar na forma de uma ou mais cápsulas ou comprimidos. Esses comprimidos/cápsulas podem ser totalmente separados, isto é, quando os comprimidos/cápsulas são administrados e misturados separadamente no dejeto. Alternativamente, alguns/todos os componentes individuais da composição podem estar na forma de um comprimido/cápsula combinado, em que os vários componentes do comprimido/cápsula são separados entre si de modo que a espécie reativa não possa se formar antes de ser misturada no dejeto orgânico. Uma vez administrado, o comprimido/cápsula combinado pode ser dispersado no interior do dejeto orgânico. Alternativamente, os componentes da composição podem não estar em forma de comprimidos combinados ou uma ou mais cápsulas e, em vez disso, os componentes das composições são adicionados e misturados no dejeto orgânico de alguma outra forma. A presente invenção prevê pelo menos essas opções possíveis. O Dejeto Orgânico
[085] Conforme descrito acima, o dejeto orgânico é dejeto biodegradável (isto é, é biologicamente degradável) compreendendo matéria orgânica. O dejeto orgânico pode ser decomposto em moléculas simples e, por fim, em gases, como dióxido de carbono, amônio, água, nitrogênio e/ou metano.
[086] Em uma modalidade preferencial da invenção, o dejeto orgânico é dejeto animal e, em particular, dejeto de gado. O dejeto específico do gado tratado em métodos e usos de acordo com a invenção é dejeto de uma vaca, porco, cavalo ou ovelha ou, em particular, dejeto de uma vaca, por exemplo, lama. Métodos para Tratar Dejeto Orgânico e Usos das Composições que têm Capacidade para Gerar uma Espécie Reativa, de acordo com a invenção
[087] Conforme descrito acima, a invenção fornece um método para tratar dejeto orgânico compreendendo colocar em contato dejeto orgânico com uma composição que tem capacidade para gerar uma espécie reativa, em que a composição compreende um agente oxidante e a espécie reativa é gerada a partir de uma fonte de iodeto (I−) e do agente oxidante. A interação da espécie reativa com o dejeto orgânico reduz a degradação biológica do dejeto orgânico. Em particular, o método pode reduzir a produção de biogás total (em particular, reduz a produção de metano por metanogênese) e também pode reduzir a perda de compostos orgânicos úteis e valiosos, como compostos fertilizantes (em particular, compostos fertilizantes contendo nitrogênio).
[088] A invenção também fornece um método de redução da degradação biológica de dejeto orgânico no tratamento de dejeto orgânico usando uma composição que tem capacidade para gerar uma espécie reativa. Formas particulares de degradação biológica reduzida de acordo com a presente invenção incluem reduzir produção de biogás (em particular, a produção de metano por metanogênese) e/ou reduzir a perda de compostos fertilizantes (em particular, compostos fertilizantes contendo nitrogênio) de dejeto orgânico. O tratamento de acordo com a invenção também pode reduzir a formação de crosta no dejeto orgânico.
[089] Em algumas modalidades, “colocar em contato” o dejeto orgânico com uma composição que tem capacidade para gerar uma espécie reativa envolve adicionar a composição ao dejeto orgânico e, então, misturar a mistura de dejeto/composição para distribuir uniformemente a composição no dejeto orgânico. A distribuição uniforme da composição no dejeto orgânico maximizará os efeitos benéficos da composição.
[090] Os tratamentos da presente invenção não exigem, em geral, que qualquer aquecimento artificial e/ou pressurização artificial seja eficaz. Mais especificamente, os tratamentos da presente invenção podem ser executados à temperatura ambiente e em pressão ambiente. Entretanto, para evitar qualquer dúvida, os tratamentos da invenção podem ser utilizados com sucesso quando o tratamento é executado com aquecimento artificial e/ou pressurização artificial.
[091] Os tratamentos da presente invenção também não exigem que quaisquer pré-tratamentos físicos e/ou mecânicos (como corte, trituração, moagem e ultrassom) sejam eficazes. Entretanto, para evitar qualquer dúvida, os tratamentos da invenção podem ser utilizados com sucesso quando tais pré- tratamentos físicos e/ou mecânicos são empregados.
[092] Os tratamentos da presente invenção também não exigem que quaisquer pré-tratamentos físico-químicos e/ou químicos sejam eficazes, incluindo uso de produtos químicos, como alcalinos e ozônio. Entretanto, para evitar qualquer dúvida, os tratamentos da invenção podem ser utilizados com sucesso quando tais pré-tratamentos físico-químicos e/ou químicos são empregados.
[093] Os tratamentos da presente invenção também não exigem que quaisquer pré-tratamentos biológicos e/ou enzimáticos usando tratamentos com micro-organismos e/ou enzima especializados sejam eficazes. Entretanto,
para evitar qualquer dúvida, os tratamentos da invenção podem ser utilizados com sucesso quando tais pré-tratamentos biológicos e/ou enzimáticos usando tratamentos com micro-organismos e/ou enzima especializados são empregados.
[094] Os tratamentos da presente invenção também não exigem que qualquer interrupção de micro-onda seja eficaz. Entretanto, para evitar qualquer dúvida, os tratamentos da invenção podem ser utilizados com sucesso quando a interrupção de micro-onda é empregada.
[095] Conforme mencionado acima, a composição pode estar na forma de componentes totalmente separados ou uma cápsula/comprimido combinada. Os componentes individuais da composição podem ser adicionados simultaneamente ao dejeto orgânico ou em momentos separados desde que a espécie reativa possa ser gerada. Independentemente da forma administrável, é preferencial que alguns/todos os componentes individuais na composição sejam misturados in situ, ou seja, alguns/todos os componentes individuais na composição são colocados em contato entre si apenas quando misturados no dejeto animal. O propósito disso é garantir que a espécie reativa seja gerada apenas quando a composição tiver sido misturada com o dejeto orgânico. Entretanto, os componentes individuais da composição podem ser misturados em conjunto antes de serem colocados em contato com o dejeto orgânico desde que a composição contenha/possa ainda gerar espécie reativa suficiente quando misturada com o dejeto orgânico para fornecer os efeitos da invenção.
[096] Após o dejeto orgânico e a composição que tem capacidade para gerar uma espécie reativa terem sido colocados em contato (e/ou misturado), o dejeto orgânico tratado pode ser armazenado até que o dejeto orgânico tratado seja usado a jusante. O armazenamento pode durar o tempo tão longo (ou curto) que for necessário, e é determinado frequentemente pelo uso a jusante do dejeto. Por exemplo, o armazenamento pode durar pelo menos 2 dias ou pelo menos 24 meses. Se o dejeto deve ser usado em uma estação de digestão anaeróbica, o armazenamento pode ser tão curto quanto uma semana (ou dois semanas ou três semanas ou um mês). Se o dejeto for usado como um fertilizante, o armazenamento pode durar um período de tempo mais longo, por exemplo, durante a temporada de inverno. O armazenamento também pode durar pelo menos 1 mês, pelo menos 2 meses, pelo menos 3 meses, pelo menos 4 meses, pelo menos 5 meses, pelo menos 8 meses, pelo menos 12 meses, pelo menos 14 meses, pelo menos 16 meses, pelo menos18 meses, pelo menos 20 meses ou pelo menos 22 meses. Por exemplo, o armazenamento pode durar pelo menos 1 mês. O armazenamento pode durar pelo menos 3 meses. O armazenamento pode durar pelo menos 5 meses. O armazenamento pode durar pelo menos 12 meses. O armazenamento pode durar pelo menos 16 meses. O armazenamento pode durar pelo menos 18 meses. Independentemente da duração de armazenamento, o uso da composição de acordo com a invenção confere propriedades aprimoradas ao dejeto orgânico em comparação ao dejeto orgânico não tratado de acordo com a invenção (ou dejeto não tratado).
[097] A taxa de degradação biológica do dejeto orgânico depende tipicamente das condições de armazenamento, por exemplo, da temperatura. Quanto maior a temperatura, mais rápida a taxa de degradação biológica. O tratamento da presente invenção pode, portanto, precisar ser repetido em certos intervalos de armazenamentos a fim de “completar” o nível de composição para garantir que os efeitos benéficos da invenção sejam mantidos. O tratamento de acordo com a presente invenção pode, portanto, compreender verificar a taxa de degradação biológica (por exemplo, metanogênese) em intervalos regulares (por exemplo, todos os dias, a cada 2 dias, toda semana, a cada duas semanas, a cada mês, a cada dois meses, a cada 3 meses, etc.) e tratar novamente o dejeto orgânico a fim de manter os efeitos benéficos da invenção.
[098] A composição que tem capacidade para gerar uma espécie reativa tem capacidade para reduzir biodegradação de dejeto orgânico em gás ao longo do tempo. Em algumas modalidades, a metanogênese do dejeto orgânico é reduzida. A redução da metanogênese significa que, por um período de tempo igual (por exemplo, durante o tratamento do dejeto orgânico), menos metano escapa de uma quantidade definida de dejeto orgânico que foi tratado de acordo com a invenção em comparação a uma quantidade igual de dejeto orgânico que não foi tratado de acordo com a invenção. Isso também pode ser descrito como “retardar” a metanogênese, isto é, a metanogênese de dejeto tratado de acordo com a invenção fica atrás da metanogênese de dejeto não tratado de acordo com a invenção (ou dejeto não tratado). Tanto a taxa de metanogênese quanto a quantidade total de metanogênese produzida podem ser afetadas beneficamente (isto é, reduzidas) pelas composições de acordo com a invenção.
[099] Conforme mencionado, os tratamentos de acordo com a invenção podem reduzir a produção de biogás de dejeto orgânico. Tipicamente, a quantidade de biogás produzida por dejeto tratado de acordo com a invenção será menos que cerca de 10%, cerca de 20%, cerca de 30%, cerca de 40%, cerca de 50%, cerca de 60%, cerca de 70%, cerca de 80%, cerca de 90%, cerca de 95%, cerca de 98%, ou cerca de 100% em comparação ao dejeto orgânico não tratado de acordo com a invenção (ou ainda ao dejeto não tratado) que foi armazenado pelo mesmo tempo. Por exemplo, a quantidade de biogás produzida por dejeto tratado de acordo com a invenção pode ser menos que cerca de 10% em comparação ao dejeto orgânico não tratado de acordo com a invenção (ou ainda ao dejeto não tratado) que foi armazenado pelo mesmo tempo. A quantidade de biogás produzida por dejeto tratado de acordo com a invenção pode ser menos que cerca de 50% em comparação ao dejeto orgânico não tratado de acordo com a invenção (ou ainda ao dejeto não tratado) que foi armazenado pelo mesmo tempo. A quantidade de biogás produzida por dejeto tratado de acordo com a invenção pode ser menos que cerca de 70% em comparação ao dejeto orgânico não tratado de acordo com a invenção (ou ainda ao dejeto não tratado) que foi armazenado pelo mesmo tempo. A quantidade de biogás produzida por dejeto tratado de acordo com a invenção pode ser menos que cerca de 90% em comparação ao dejeto orgânico não tratado de acordo com a invenção (ou ainda ao dejeto não tratado) que foi armazenado pelo mesmo tempo. A quantidade de biogás produzida por dejeto tratado de acordo com a invenção pode ser menos que cerca de 100% em comparação ao dejeto orgânico não tratado de acordo com a invenção (ou ainda ao dejeto não tratado) que foi armazenado pelo mesmo tempo.
[0100] A redução da metanogênese pode significar reduzir a taxa de metanogênese (produção de metano) em dejeto orgânico em mais de cerca de 10%, cerca de 20%, cerca de 30%, cerca de 40%, cerca de 50%, cerca de 60%, cerca de 70%, cerca de 80%, cerca de 90%, cerca de 95%, cerca de 98%, ou cerca de 100% em comparação ao dejeto orgânico não tratado de acordo com a invenção (ou ao dejeto não tratado). Por exemplo, a taxa de metanogênese (produção de metano) em dejeto orgânico pode ser reduzida em mais de cerca de 10%, em comparação ao dejeto orgânico não tratado de acordo com a invenção (ou ao dejeto não tratado). A taxa de metanogênese (produção de metano) em dejeto orgânico pode ser reduzida em mais de cerca de 30% em comparação ao dejeto orgânico não tratado de acordo com a invenção (ou ao dejeto não tratado). A taxa de metanogênese (produção de metano) em dejeto orgânico pode ser reduzida em mais de cerca de 50% em comparação ao dejeto orgânico não tratado de acordo com a invenção (ou dejeto não tratado). A taxa de metanogênese (produção de metano) em dejeto orgânico pode ser reduzida em mais de cerca de 70% em comparação ao dejeto orgânico não tratado de acordo com a invenção (ou ao dejeto não tratado). A taxa de metanogênese (produção de metano) em dejeto orgânico pode ser reduzida em mais de cerca de 90% em comparação ao dejeto orgânico não tratado de acordo com a invenção (ou ao dejeto não tratado). A taxa de metanogênese (produção de metano) em dejeto orgânico pode ser reduzida em mais de cerca de 100% em comparação ao dejeto orgânico não tratado de acordo com a invenção (ou ao dejeto não tratado). Quando tratado de acordo com a invenção, a quantidade total de metano produzida em um período de tempo de 24 horas pode ser reduzida em mais de cerca de 10%, cerca de 20%, cerca de 30%, cerca de 40%, cerca de 50%, cerca de 60%, cerca de 70%, cerca de 80%, cerca de 90%, cerca de 95%, ou cerca de 100% em comparação ao dejeto orgânico não tratado de acordo com a invenção (ou ao dejeto não tratado). Por exemplo, a quantidade total de metano produzida em um período de tempo de 24 horas pode ser reduzida em mais de cerca de 10% em comparação ao dejeto orgânico não tratado de acordo com a invenção (ou ao dejeto não tratado). A quantidade total de metano produzida em um período de tempo de 24 horas pode ser reduzida em mais de cerca de 30% em comparação ao dejeto orgânico não tratado de acordo com a invenção (ou ao dejeto não tratado). A quantidade total de metano produzida em um período de tempo de 24 horas pode ser reduzida em mais de cerca de 50% em comparação ao dejeto orgânico não tratado de acordo com a invenção (ou ao dejeto não tratado). A quantidade total de metano produzida em um período de tempo de 24 horas pode ser reduzida em mais de cerca de 70% em comparação ao dejeto orgânico não tratado de acordo com a invenção (ou ao dejeto não tratado). A quantidade total de metano produzida em um período de tempo de 24 horas pode ser reduzida em mais de cerca de 90% em comparação ao dejeto orgânico não tratado de acordo com a invenção (ou ao dejeto não tratado). Mais especificamente, a quantidade total de metano produzida em um período de tempo de 24 horas pode ser reduzida em 10% a 90%, 20% a 80%, 30% a 70%, 40% a 60% ou 45% a 55% em comparação ao dejeto não tratado de acordo com a invenção (ou ao dejeto não tratado). Por exemplo, a quantidade total de metano produzida em um período de tempo de 24 horas pode ser reduzida em 10% a 90% em comparação ao dejeto não tratado de acordo com a invenção (ou ao dejeto não tratado). A quantidade total de metano produzida em um período de tempo de 24 horas pode ser reduzida em 20% a 80% em comparação ao dejeto não tratado de acordo com a invenção (ou ao dejeto não tratado). A quantidade total de metano produzida em um período de tempo de 24 horas pode ser reduzida em 30% a 70% em comparação ao dejeto não tratado de acordo com a invenção (ou ao dejeto não tratado). A quantidade total de metano produzida em um período de tempo de 24 horas pode ser reduzida em 40% a 60% em comparação ao dejeto não tratado de acordo com a invenção (ou ao dejeto não tratado). A quantidade total de metano produzida em período de tempo de 24 horas pode ser reduzida em 45% a 55% em comparação ao dejeto não tratado de acordo com a invenção (ou ao dejeto não tratado). Para evitar dúvidas, todas as combinações de pontos finais acima também são divulgadas.
[0101] Adicionalmente (ou independentemente), a composição que tem capacidade para gerar uma espécie reativa pode reduzir a perda de compostos fertilizantes do dejeto orgânico. Em algumas modalidades, a composição reduz a perda de compostos contendo carbono e/ou contendo nitrogênio, como aminoácidos, sais de amônio, sais de nitrato (NO3−) e sais de nitreto (NO2−). Esses compostos contribuem para que a eficácia de dejeto orgânico como um fertilizante reduzindo assim a perda de tais compostos fertilizantes aumente o valor do dejeto orgânico ao longo do tempo em comparação ao dejeto orgânico não tratado de acordo com a invenção (ou ao dejeto não tratado). Compostos de nitrogênio contidos no dejeto orgânico podem se degradar em gases, como amônia (NH3) ou gás nitrogênio (N2). NH3 é precursor de óxido nitroso, que é um gás de efeito estufa, reduzindo assim sua perda a partir da degradação de compostos contendo nitrogênio também é um efeito benéfico da invenção.
[0102] Métodos e usos de acordo com a invenção podem significar que dejeto orgânico tratado tem uma quantidade significativamente maior de compostos fertilizantes retida em comparação ao dejeto não tratado. O dejeto orgânico tratado de acordo com a invenção pode ter mais que cerca de 10%, cerca de 20%, cerca de 30%, cerca de 40%, cerca de 50%, cerca de 60%, cerca de 70%, cerca de 80%, cerca de 90%, cerca de 95%, cerca de 100%, cerca de 110%, cerca de 120%, cerca de 130% ou cerca de 150% de compostos fertilizantes em comparação ao dejeto não tratado de acordo com a invenção (ou ao dejeto não tratado). Por exemplo, o dejeto orgânico tratado de acordo com a invenção pode ter mais que cerca de 10% de compostos fertilizantes em comparação ao dejeto não tratado de acordo com a invenção (ou ao dejeto não tratado). O dejeto orgânico tratado de acordo com a invenção pode ter mais que cerca de 30% de compostos fertilizantes em comparação ao dejeto não tratado de acordo com a invenção (ou ao dejeto não tratado). O dejeto orgânico tratado de acordo com a invenção pode ter mais que cerca de 50% de compostos fertilizantes em comparação ao dejeto não tratado de acordo com a invenção (ou ao dejeto não tratado). O dejeto orgânico tratado de acordo com a invenção pode ter mais que cerca de 70% de compostos fertilizantes em comparação ao dejeto não tratado de acordo com a invenção (ou ao dejeto não tratado). O dejeto orgânico tratado de acordo com a invenção pode ter mais que cerca de 90% de compostos fertilizantes em comparação ao dejeto não tratado de acordo com a invenção (ou ao dejeto não tratado). O dejeto orgânico tratado de acordo com a invenção pode ter mais que cerca de 110% de compostos fertilizantes em comparação ao dejeto não tratado de acordo com a invenção (ou ao dejeto não tratado). O dejeto orgânico tratado de acordo com a invenção pode ter mais que cerca de 130%de compostos fertilizantes em comparação ao dejeto não tratado de acordo com a invenção (ou ao dejeto não tratado). O dejeto orgânico tratado de acordo com a invenção pode ter mais que cerca de 150% de compostos fertilizantes em comparação ao dejeto não tratado de acordo com a invenção (ou ao dejeto não tratado). Mais especificamente, o dejeto orgânico tratado de acordo com a invenção pode ter entre 10% a 90%, 20% a 80%, 30% a 70%, 40% a 60% ou 45% a 55%, 90% a 150%, 90% a 130%, 100% a 140%, 100% a 200%, 200% a 400%, 400% a 600%, 400% a 800%, 600% a 800%, de compostos fertilizantes em comparação ao dejeto não tratado de acordo com a invenção (ou ao dejeto não tratado). Por exemplo, o dejeto orgânico tratado de acordo com a invenção pode ter mais que entre 10% a 90% de compostos fertilizantes em comparação ao dejeto não tratado de acordo com a invenção (ou ao dejeto não tratado). O dejeto orgânico tratado de acordo com a invenção pode ter mais que entre 90% a 150% de compostos fertilizantes em comparação ao dejeto não tratado de acordo com a invenção (ou ao dejeto não tratado). O dejeto orgânico tratado de acordo com a invenção pode ter mais que entre 100% a 200% de compostos fertilizantes em comparação ao dejeto não tratado de acordo com a invenção (ou ao dejeto não tratado). Para evitar dúvidas, todas as combinações de pontos finais acima também são divulgadas.
[0103] Os métodos e usos de acordo com a invenção reduzem a biodegradação de dejeto orgânico em gás. A biodegradação de dejeto causa uma perda em massa do dejeto ao longo do tempo devido ao fato de que a massa é perdida como gases. Os métodos e usos de acordo com a invenção podem, portanto, reduzir a perda em massa do dejeto orgânico em mais que cerca de 10%, cerca de 20%, cerca de 30%, cerca de 40%, cerca de 50%, cerca de 60%,
cerca de 70%, cerca de 80%, cerca de 90%, ou cerca de 95% em comparação ao dejeto não tratado de acordo com a invenção (ou ao dejeto não tratado). Por exemplo, métodos e usos de acordo com a invenção podem reduzir a perda em massa do dejeto orgânico em mais que cerca de 10%, em comparação ao dejeto não tratado de acordo com a invenção (ou ao dejeto não tratado). Os métodos e usos de acordo com a invenção podem reduzir a perda em massa do dejeto orgânico em mais que cerca de 30%, em comparação ao dejeto não tratado de acordo com a invenção (ou ao dejeto não tratado). Os métodos e usos de acordo com a invenção podem reduzir a perda em massa do dejeto orgânico em mais que cerca de 50%, em comparação ao dejeto não tratado de acordo com a invenção (ou ao dejeto não tratado). Os métodos e usos de acordo com a invenção podem, portanto, reduzir a perda em massa do dejeto orgânico em mais que cerca de 70%, em comparação ao dejeto não tratado de acordo com a invenção (ou ao dejeto não tratado). Os métodos e usos de acordo com a invenção podem reduzir a perda em massa do dejeto orgânico em mais que cerca de 90%, em comparação ao dejeto não tratado de acordo com a invenção (ou ao dejeto não tratado). Mais especificamente, os métodos e usos de acordo com a invenção podem reduzir a perda em massa do dejeto orgânico entre 10% a 90%, 20% a 80%, 30% a 70%, 40% a 60% ou 45% a 55% em comparação ao dejeto não tratado de acordo com a invenção (ou ao dejeto não tratado). Por exemplo, os métodos e usos de acordo com a invenção podem reduzir a perda em massa do dejeto orgânico entre 10% a 90% em comparação ao dejeto não tratado de acordo com a invenção (ou ao dejeto não tratado). Os métodos e usos de acordo com a invenção podem reduzir a perda em massa do dejeto orgânico entre 30% a 70% em comparação ao dejeto não tratado de acordo com a invenção (ou ao dejeto não tratado). Os métodos e usos de acordo com a invenção podem reduzir a perda em massa do dejeto orgânico entre 45% a 55% em comparação ao dejeto não tratado de acordo com a invenção (ou ao dejeto não tratado). Para evitar dúvidas, todas as combinações de pontos finais acima também são divulgadas.
[0104] À medida que há biodegradação reduzida de compostos orgânicos valiosos e úteis no dejeto orgânico, a produção de energia (por exemplo, se o dejeto orgânico for usado a jusante em um digestor anaeróbico) de dejeto orgânico tratado de acordo com a invenção é aprimorada em comparação à produção de energia de dejeto orgânico não tratado de acordo com a invenção (ou ao dejeto não tratado) que foi armazenado pelo mesmo tempo. Tipicamente, a produção de energia a partir do dejeto tratado de acordo com a invenção será aumentada em comparação ao dejeto orgânico não tratado de acordo com a invenção (ou ao dejeto não tratado) em mais que cerca de 10%, cerca de 20%, cerca de 30%, cerca de 40%, cerca de 50%, cerca de 60%, cerca de 70%, cerca de 80%, cerca de 90%, cerca de 95% ou cerca de 98%. Por exemplo, a produção de energia a partir do dejeto tratado de acordo com a invenção pode ser aumentada em comparação ao dejeto orgânico não tratado de acordo com a invenção (ou ao dejeto não tratado) em mais que cerca de 10%. A produção de energia a partir do dejeto tratado de acordo com a invenção pode ser aumentada em comparação ao dejeto orgânico não tratado de acordo com a invenção (ou ao dejeto não tratado) em mais que cerca de 30%. A produção de energia a partir do dejeto tratado de acordo com a invenção pode ser aumentada em comparação ao dejeto orgânico não tratado de acordo com a invenção (ou ao dejeto não tratado) em mais que cerca de 50%. A produção de energia a partir do dejeto tratado de acordo com a invenção pode ser aumentada em comparação ao dejeto orgânico não tratado de acordo com a invenção (ou ao dejeto não tratado) em mais que cerca de 70%. A produção de energia a partir do dejeto tratado de acordo com a invenção pode ser aumentada em comparação ao dejeto orgânico não tratado de acordo com a invenção (ou ao dejeto não tratado) em mais que cerca de 90%.
[0105] Os efeitos benéficos da invenção significam que o dejeto orgânico tratado de acordo com a invenção tem utilidade aprimorada em comparação ao dejeto não tratado. Por exemplo, o dejeto tratado pode ser usado de modo mais eficaz em aplicações, como um fertilizante; como um combustível de biomassa; como um condicionador de solo; como uma matéria-prima para digestão anaeróbica; como uma matéria-prima para biorrefino; como uma matéria-prima para produção de ração animal (por exemplo, alimento para peixe); como uma matéria-prima para produção de algas; como uma matéria-prima para produção de proteína animal (por exemplo, insetos/minhocas, etc); como uma matéria- prima/substrato para síntese química; como uma matéria-prima para produção de materiais de construção; como uma matéria-prima para produção de forragem animal; como uma matéria-prima para a produção de papel; ou como uma matéria-prima para processos de conversão térmica, como pirólise ou gaseificação.
[0106] Além disso, as composições que têm capacidade para gerar uma espécie reativa usada de acordo com a invenção são baratas de se obter, menos prejudiciais para o gado e para o ambiente e mais fáceis de usar em comparação a outras substâncias de tratamento de dejeto (por exemplo, com ácidos). Em particular, diferentemente de outras substâncias de tratamento de dejeto (por exemplo, ácidos), as composições que têm capacidade para gerar uma espécie reativa usada de acordo com a invenção não exigem qualquer equipamento de armazenamento particularmente especializado para impedir corrosão ou toxicidade nem precisam de manipulador especializado. A combinação desses fatores significa que as composições usadas de acordo com a invenção são, em geral, mais econômicas que outros tratamentos.
[0107] Adicionalmente, as composições que têm capacidade para gerar uma espécie reativa usada de acordo com a invenção não deixam quaisquer resíduos prejudiciais ou substâncias prejudiciais no dejeto tratado. Isso torna o dejeto tratado de acordo com a invenção mais útil para ser espalhado sobre o solo em comparação ao dejeto tratado com alguns outros métodos (por exemplo, ácidos).
[0108] Por exemplo, o dejeto tratado que foi acidificado reduziria o nível de pH de solo se os mesmos fossem espalhados como um fertilizante. Isso seria, à primeira vista, inadequado para espalhamento sobre o solo, significando que o valor comercial do dejeto tratado como um fertilizante seria baixo ou o usuário também teria que espalhar agentes alcalinos (por exemplo, cal) sobre o solo para neutralizar o nível de pH reduzido causado por espalhamento do dejeto tratado acidificado. A adição de agentes alcalinos (por exemplo, cal) contribuiria com custos adicionais para o usuário e adicionaria complexidade e tempo ao processo de campos de fertilização, reduzindo, assim, a economia total do tratamento.
[0109] As composições que têm capacidade para gerar uma espécie reativa usada de acordo com a invenção também são benéficas devido ao fato de que as mesmas não produzem quaisquer resíduos prejudiciais que limitariam seu uso a jusante. O Dejeto Orgânico Tratado de acordo com a Invenção
[0110] Conforme explicado acima, o dejeto orgânico que é tratado pelas composições que têm capacidade para gerar uma espécie reativa de acordo com a invenção se degrada biologicamente menos em comparação ao dejeto não tratado de acordo com a invenção (ou ao dejeto não tratado). Por exemplo, a degradação biológica por metanogênese e perda de compostos fertilizantes é reduzida em comparação ao dejeto orgânico não tratado de acordo com a invenção (ou ao dejeto não tratado). O tratamento de acordo com a invenção também pode reduzir formação de crosta no dejeto orgânico em comparação ao dejeto não tratado. Como um resultado, a composição química e biológica de dejeto orgânico tratado de acordo com a invenção é diferente da composição química e biológica de dejeto orgânico não tratado ou do dejeto orgânico tratado por métodos diferentes (por exemplo, acidificação).
[0111] Por exemplo, o dejeto orgânico tratado de acordo com a invenção tem uma composição química diferente em comparação ao dejeto não tratado. Primeiramente, a invenção exige a adição de uma composição que tem capacidade para gerar uma espécie reativa (isto é, uma nova substância química) ao dejeto. O dejeto não tratado ou o dejeto tratado por outros métodos (por exemplo, acidificação) não teria tal composição presente. Conforme já explicado, uma consequência da adição da composição de acordo com a invenção é que a degradação biológica do dejeto é reduzida em comparação ao dejeto não tratado de acordo com a invenção (ou ao dejeto não tratado). Por exemplo, há perda reduzida de compostos fertilizantes do dejeto (por exemplo, há uma perda reduzida de compostos contendo carbono, nitrogênio e/ou fosfato, como aminoácidos, sais de amônio, sais de nitrato (NO3−) ou sais de nitreto (NO2−)). Consequentemente, não apenas o dejeto orgânico tratado de acordo com a invenção difere do dejeto não tratado como um resultado da presença da composição que tem capacidade para gerar uma espécie reativa, mas também é enriquecido com compostos fertilizantes em comparação ao dejeto não tratado que teria se degradado em uma taxa normal. Tipicamente, e conforme mencionado acima, o dejeto orgânico tratado de acordo com a invenção conterá mais que cerca de 100% (em particular, mais que cerca de 130%) da quantidade de compostos fertilizantes (em particular, compostos fertilizantes contendo nitrogênio) em comparação ao dejeto não tratado de acordo com a invenção (ou ao dejeto não tratado).
[0112] Adicionalmente, a composição que tem capacidade para gerar uma espécie reativa reduz metanogênese, isto é, reduz a taxa de perda total de metano contendo carbono (CH4). Ao reduzir a metanogênese, o dejeto tratado de acordo com a invenção tem teor de carbono aumentado em comparação ao dejeto não tratado que teria se degradado em uma taxa normal. Isso significa que o dejeto orgânico tratado de acordo com a invenção é mais combustível (produz mais energia como um combustível de biomassa), é um substrato melhor para biocombustível, por exemplo, pela digestão anaeróbica ou pirólise, e tem mais compostos fertilizantes contendo carbono. Como um resultado de degradação biológica reduzida, o dejeto orgânico tratado de acordo com a invenção tem uma estrutura mais volumosa e fibrosa em comparação ao dejeto não tratado que se degradará, significando que o mesmo é muito melhor no aprimoramento de estrutura de solo quando misturado com solo.
[0113] Isso tudo significa que o dejeto orgânico tratado de acordo com a invenção é mais valioso e útil em comparação ao dejeto não tratado, pois o mesmo (i) permanecerá mais enriquecido com compostos fertilizantes e carbono em comparação ao dejeto não tratado ao longo do tempo, e (ii) terá uma estrutura mais volumosa e fibrosa. O tratamento de acordo com a invenção também pode reduzir formação de crosta no dejeto orgânico em comparação ao dejeto não tratado.
[0114] Tendo em vista o supracitado, quando usado como um fertilizante, o dejeto orgânico tratado de acordo com a invenção aumenta o rendimento da cultura. Tipicamente, o rendimento da cultura que é medido normalmente ao analisar a massa seca da cultura colhida aumentará em mais que cerca de 5%, cerca de 10%, cerca de 15%, cerca de 20%, cerca de 25%, cerca de 30%, cerca de 40% ou cerca de 50% em comparação a culturas em que o fertilizante usado é o dejeto orgânico não tratado de acordo com a invenção (ou dejeto não tratado).
[0115] A presente invenção fornece os usos do dejeto orgânico tratado da invenção como um fertilizante; como um combustível de biomassa; como um condicionador de solo; como uma matéria-prima para digestão anaeróbica; como uma matéria-prima para biorrefino; como uma matéria-prima para produção de ração animal (por exemplo, alimento para peixe); como uma matéria-prima para produção de algas; como uma matéria-prima para produção de proteína animal (por exemplo, insetos/minhocas, etc); como uma matéria- prima/substrato para síntese química; como uma matéria-prima para produção de materiais de construção; como uma matéria-prima para produção de forragem animal; como uma matéria-prima para a produção de papel; ou como uma matéria-prima para processos de conversão térmica, como pirólise ou gaseificação. Um uso particularmente preferencial do dejeto orgânico tratado é como um fertilizante. Outro uso particularmente preferencial do dejeto orgânico tratado é como um combustível de biomassa. Outro uso particularmente preferencial do dejeto orgânico tratado é como uma matéria-prima de digestão anaeróbica. Esses usos serão aprimorados em comparação a usos de dejeto não tratado como um resultado das propriedades aprimoradas do dejeto tratado de acordo com a invenção.
[0116] A invenção também fornece o uso a jusante do dejeto orgânico tratado como uma matéria-prima para a fabricação de fertilizantes, como estruvitas, biocarvão ou sais de fosfato.
[0117] Por exemplo, o dejeto orgânico tratado de acordo com a invenção pode produzir mais que cerca de 20%, cerca de 30%, cerca de 40% cerca de 50%, cerca de 60%, cerca de 70%, cerca de 80%, cerca de 90% ou cerca de 100% ou mais de biogás quando usado como uma matéria-prima/substrato de digestão anaeróbica em comparação ao dejeto não tratado de acordo com a invenção (ou ao dejeto não tratado). O dejeto orgânico tratado de acordo com a invenção pode produzir mais que cerca de 20% ou mais biogás quando usado como uma matéria-prima/substrato de digestão anaeróbica em comparação ao dejeto não tratado de acordo com a invenção (ou ao dejeto não tratado). O dejeto orgânico tratado de acordo com a invenção pode produzir mais que cerca de 40% ou mais biogás quando usado como uma matéria-prima/substrato de digestão anaeróbica em comparação ao dejeto não tratado de acordo com a invenção (ou ao dejeto não tratado). O dejeto orgânico tratado de acordo com a invenção pode produzir mais que cerca de 60% ou mais biogás quando usado como uma matéria-prima/substrato de digestão anaeróbica em comparação ao dejeto não tratado de acordo com a invenção (ou ao dejeto não tratado). O dejeto orgânico tratado de acordo com a invenção pode produzir mais que cerca de 80% ou mais biogás quando usado como uma matéria-prima/substrato de digestão anaeróbica em comparação ao dejeto não tratado de acordo com a invenção (ou ao dejeto não tratado). O dejeto orgânico tratado de acordo com a invenção pode produzir mais que cerca de 100% ou mais biogás quando usado como uma matéria-prima/substrato de digestão anaeróbica em comparação ao dejeto não tratado de acordo com a invenção (ou ao dejeto não tratado).
[0118] Conforme mencionado acima, os tratamentos de acordo com a invenção podem fazer com que a produção de energia a partir do dejeto tratado de acordo com a invenção seja aumentada em comparação ao dejeto orgânico não tratado de acordo com a invenção (ou dejeto não tratado) em mais que cerca de 10%, cerca de 20%, cerca de 30%, cerca de 40%, cerca de 50%, cerca de 60%, cerca de 70%, cerca de 80%, cerca de 90%, cerca de 95% ou cerca de 98%. Por exemplo, os tratamentos de acordo com a invenção podem fazer com que a produção de energia a partir do dejeto tratado de acordo com a invenção seja aumentada em comparação ao dejeto orgânico não tratado de acordo com a invenção (ou ao dejeto não tratado) em mais que cerca de 10%. Os tratamentos de acordo com a invenção podem fazer com que a produção de energia a partir do dejeto tratado de acordo com a invenção seja aumentada em comparação ao dejeto orgânico não tratado de acordo com a invenção (ou ao dejeto não tratado) em mais que cerca de 30%. Os tratamentos de acordo com a invenção podem fazer com que a produção de energia a partir do dejeto tratado de acordo com a invenção seja aumentada em comparação ao dejeto orgânico não tratado de acordo com a invenção (ou ao dejeto não tratado) em mais que cerca de 50%. Os tratamentos de acordo com a invenção podem fazer com que a produção de energia a partir do dejeto tratado de acordo com a invenção seja aumentada em comparação ao dejeto orgânico não tratado de acordo com a invenção (ou ao dejeto não tratado) em mais que cerca de 70%. Os tratamentos de acordo com a invenção podem fazer com que a produção de energia a partir do dejeto tratado de acordo com a invenção seja aumentada em comparação ao dejeto orgânico não tratado de acordo com a invenção (ou ao dejeto não tratado) em mais que cerca de 90%. Método para aprimorar a produção de VFAs e MCCAs durante a digestão anaeróbica de dejeto orgânico
[0119] Conforme observado acima, a invenção também fornece um método para aprimorar a produção de ácidos graxos voláteis (VFAs) e ácidos carboxílicos de cadeia média (MCCAs) durante a digestão anaeróbica (AD) de dejeto orgânico, o método compreendendo colocar em contato uma composição que tem capacidade para gerar uma espécie reativa com o dejeto orgânico.
[0120] Para evitar qualquer dúvida, a composição que tem capacidade para gerar uma espécie reativa descrita nesses métodos são as composições que têm capacidade para gerar espécie reativa que são descritas acima. Assim, a invenção inclui métodos para aprimorar a produção de VFAs e MCCAs descritos na presente invenção, usando composições descritas em outro lugar e para outros métodos. A invenção também inclui combinações de tais métodos, por exemplo,
métodos e usos para tratar o dejeto orgânico descrito na presente invenção podem ocorrer nos métodos relacionados à AD. Por exemplo, usos de composições para reduzir metanogênese descritos na presente invenção podem ocorrer nos métodos para aprimorar a produção de ácidos graxos voláteis (VFAs) e ácidos carboxílicos de cadeia média (MCCAs) durante a digestão anaeróbica (AD) de dejeto orgânico.
[0121] Em geral, AD compreende as etapas a seguir: (i) hidrólise, (ii) acidogênese, (iii) acetogênese e, então, (iv) metanogênese. A hidrólise envolve decompor polímeros grandes e complexos, como carboidratos, celulose, proteínas e gorduras por enzimas hidrolíticas em monômero simples, por exemplo, açúcares, aminoácidos e ácidos graxos. A acidogênese envolve decompor esses monômeros simples em VFAs e MCCAs. A acetogênese envolve decompor os produtos de acidogênese em ácido acético, liberando hidrogênio e dióxido de carbono. A metanogênese é definida acima, e é a bioprodução de gás metano, por exemplo, por micro-organismos, como metanogênios. Todas as etapas podem ser executadas em um reator. Alternativamente, mais de um reator pode ser usado. Por exemplo, a fermentação (hidrólise e acidogênese) pode ocorrer em um reator, seguida por acetogênese e metanogênese em um reator separado.
[0122] O método pode compreender fermentar o dejeto orgânico. A fermentação do dejeto orgânico pode incluir submeter o dejeto orgânico à hidrólise e/ou acidogênese. Além disso, a AD de dejeto orgânico pode compreender submeter o dejeto orgânico à metanogênese.
[0123] Conforme observado acima, a composição que tem capacidade para gerar uma espécie reativa é colocada em contato com o dejeto orgânico. “Colocado em contato” pode significar adicionar a composição que tem capacidade para gerar uma espécie reativa ao dejeto orgânico ou pode significar adicionar o dejeto orgânico à composição que tem capacidade para gerar uma espécie reativa. A composição que tem capacidade para gerar uma espécie reativa pode ser misturada no dejeto orgânico (ou vice-versa). A composição que tem capacidade para gerar uma espécie reativa pode ser misturada no dejeto orgânico com a finalidade de distribuir a composição substancialmente de modo uniforme no dejeto orgânico (ou vice-versa).
[0124] A composição que tem capacidade para gerar uma espécie reativa pode ser colocada em contato com o dejeto orgânico enquanto o dejeto orgânico está em um biorreator de digestão anaeróbica. A composição que tem capacidade para gerar uma espécie reativa pode ser colocada em contato com o dejeto orgânico antes do dejeto orgânico que entra em um biorreator de digestão anaeróbica, por exemplo, a composição pode ser colocada em contato com a matéria-prima de dejeto orgânico.
[0125] A composição que tem capacidade para gerar uma espécie reativa pode ser colocada em contato com o dejeto orgânico antes do estágio de metanogênese de AD. A composição que tem capacidade para gerar uma espécie reativa pode ser colocada em contato com o dejeto orgânico antes dos estágios de acetogênese e metanogênese de AD. Mais especificamente, a composição que tem capacidade para gerar uma espécie reativa pode ser colocada em contato com o dejeto orgânico antes do estágio de fermentação, isto é, antes de o dejeto orgânico ser fermentado.
[0126] Conforme observado acima, as composições descritas na presente invenção reduzem a metanogênese. Sem o desejo de estar limitado pela teoria, considera-se que as composições têm capacidade para gerar uma espécie reativa que podem inibir metanogênios. Assim, nesses métodos, a composição que tem capacidade para gerar uma espécie reativa pode inibir os metanogênios. A composição que tem capacidade para gerar uma espécie reativa pode reduzir metanogênese. A composição que tem capacidade para gerar uma espécie reativa pode, portanto, reduzir a biodegradação do dejeto orgânico em gás metano. Isso reduz a degradação de VFAs e MCCAs em metano.
[0127] O método pode compreender adicionalmente coletar os VFAs e os MCCAs. Mais especificamente, o método pode compreender adicionalmente coletar os VFAs e os MCCAs após a fermentação, isto é, separar, coletar e remover os VFAs e os MCCAs do dejeto orgânico fermentado. VFAs e MCCAs particulares que podem ser coletados incluem butirato, caproato e caprilato (ou suas formas ácidas equivalentes). O método pode compreender coletar os VFAs e os MCCAs após fermentar o dejeto orgânico. O método pode compreender coletar os VFAs e os MCCAs após fermentar o dejeto orgânico e antes de submeter o dejeto orgânico à metanogênese.
[0128] A AD pode ser um processo contínuo em que a matéria-prima de dejeto orgânico é adicionada continuamente a um biorreator de AD. Alternativamente, o dejeto orgânico no biorreator de AD pode ser “completado” periodicamente, isto é, a quantidade de dejeto orgânico no biorreator de AD pode ser aumentada periodicamente.
[0129] O uso da composição no método para digestão anaeróbica (AD) de dejeto orgânico permite que o método seja conduzido sem diminuir artificialmente o pH. Portanto, há um método mais eficaz para a produção de ácidos graxos voláteis (VFAs) e ácidos carboxílicos de cadeia média (MCCAs) durante a digestão anaeróbica (AD) de dejeto orgânico. Especificamente, as composições descritas na presente invenção inibem seletivamente metanogênese do dejeto orgânico, que inibe a perda de VFAs e MCCAs. Portanto, não há nenhuma necessidade de que o método de condução de AD seja executado em um pH abaixo de 5,5 a fim de inibir a metanogênese, conforme é exigido em alguns métodos de AD do estado da técnica.
[0130] Assim, os métodos da presente invenção podem ser executados sem diminuir artificialmente o pH do dejeto orgânico (por exemplo, pela adição de ácido). Mais especificamente, os métodos da presente invenção podem ser executados sem diminuir artificialmente o pH do dejeto orgânico para reduzir a metanogênese. Os métodos da presente invenção podem ser executados em um pH acima de pH 5,5. Os métodos da presente invenção podem ser executados entre pH 5,5 e pH 8. Os métodos da presente invenção podem ser executados entre pH 5,5 e pH 7,5. Os métodos da presente invenção podem ser executados entre pH 5,5 e pH 7. Os métodos da presente invenção podem ser executados entre pH 6 e pH 8. Os métodos da presente invenção podem ser executados entre pH 6 e pH 7,5. Os métodos da presente invenção podem ser executados entre pH 6 e pH 7. Os métodos da presente invenção podem ser executados entre pH 6,5 e pH 8. Os métodos da presente invenção podem ser executados entre pH 6,5 e pH 7. Os métodos da presente invenção podem ser executados em aproximadamente pH 7. Os métodos da presente invenção podem ser executados em pH 7.
[0131] O método pode aumentar o rendimento de VFAs e MCCAs coletados a partir do método em comparação a um método que não utiliza uma composição que tem capacidade para gerar uma espécie reativa ao dejeto orgânico. Especificamente, o rendimento de VFAs e MCCAs coletados pelos métodos da invenção pode ser aumentado em pelo menos 5% (em comparação a um método que não utiliza uma composição da invenção). Mais especificamente, o rendimento de VFAs e MCCAs coletados pelos métodos da invenção pode ser aumentado em pelo menos 10% (em comparação a um método que não utiliza uma composição da invenção). Mais especificamente, o rendimento de VFAs e MCCAs coletados pelos métodos da invenção pode ser aumentado em pelo menos 20% (em comparação a um método que não utiliza uma composição da invenção). O rendimento de VFAs e MCCAs coletados pelos métodos da invenção pode ser aumentado entre 5% e 50% (em comparação a um método que não utiliza uma composição da invenção). O rendimento de VFAs e MCCAs coletados pelos métodos da invenção pode ser aumentado entre 5% e 40% (em comparação a um método que não utiliza uma composição da invenção). O rendimento de VFAs e MCCAs coletados pelos métodos da invenção pode ser aumentado entre 5% e 30% (em comparação a um método que não utiliza uma composição da invenção). O rendimento de VFAs e MCCAs coletados pelos métodos da invenção pode ser aumentado entre 5% e 25% (em comparação a um método que não utiliza uma composição da invenção). O rendimento de VFAs e MCCAs coletados pelos métodos da invenção pode ser aumentado entre 10% e 50% (em comparação a um método que não utiliza uma composição da invenção). O rendimento de VFAs e MCCAs coletados pelos métodos da invenção pode ser aumentado entre 10% e 40% (em comparação a um método que não utiliza uma composição da invenção). O rendimento de VFAs e MCCAs coletados pelos métodos da invenção pode ser aumentado entre 10% e 30% (em comparação a um método que não utiliza uma composição da invenção). O rendimento de VFAs e MCCAs coletados pelos métodos da invenção pode ser aumentado entre 10% e 25% (em comparação a um método que não utiliza uma composição da invenção). O rendimento de VFAs e MCCAs coletados pelos métodos da invenção pode ser aumentado entre 15% e 25% (em comparação a um método que não utiliza uma composição da invenção). O rendimento de VFAs e MCCAs coletados pelos métodos da invenção pode ser aumentado entre cerca de 20% (em comparação a um método que não utiliza uma composição da invenção).
[0132] Conforme será conhecido na técnica, a taxa de carga de dejeto orgânico em um reator de AD é descrita comumente em termos de “gramas de sólidos voláteis de dejeto orgânico” ou “g de VS de dejeto orgânico”. Os “gramas de VS de dejeto orgânico” são medidos de acordo com APHA, Métodos Padrão para o Exame de Água e Esgoto de 2005.
[0133] O dejeto orgânico pode ser carregado em um reator de AD em uma taxa de carga entre cerca de 0,1 g e cerca de 15 g de VS de dejeto orgânico por l do reator de AD por dia. O dejeto orgânico pode ser carregado em um reator de AD em uma taxa de carga entre cerca de 0,1 g e cerca de 10 g de VS de dejeto orgânico por l do reator de AD por dia. O dejeto orgânico pode ser carregado em um reator de AD em uma taxa de carga entre cerca de 0,1 g e cerca de 7,5 g de VS de dejeto orgânico por l do reator de AD por dia. O dejeto orgânico pode ser carregado em um reator de AD em uma taxa de carga entre cerca de 0,1 g e cerca de 5 g de VS de dejeto orgânico por l do reator de AD por dia. O dejeto orgânico pode ser carregado em um reator de AD em uma taxa de carga entre cerca de 0,1 g e cerca de 3 g de VS de dejeto orgânico por l do reator de AD por dia. O dejeto orgânico pode ser carregado em um reator de AD em uma taxa de carga entre cerca de 0,1 g e cerca de 2 g de VS de dejeto orgânico por l do reator de AD por dia. O dejeto orgânico pode ser carregado em um reator de AD em uma taxa de carga entre cerca de 0,1 g e cerca de 1 g de VS de dejeto orgânico por l do reator de AD por dia. O dejeto orgânico pode ser carregado em um reator de AD em uma taxa de carga entre cerca de 0,2 g e cerca de 0,8 g de VS de dejeto orgânico por l do reator de AD por dia. O dejeto orgânico pode ser carregado em um reator de AD em uma taxa de carga entre cerca de 0,3 g e cerca de 0,75 g de VS de dejeto orgânico por l do reator de AD por dia. O dejeto orgânico pode ser carregado em um reator de AD em uma taxa de carga entre cerca de 0,3 g e cerca de 0,6 g de VS de dejeto orgânico por l do reator de AD por dia. O dejeto orgânico pode ser carregado em um reator de AD em uma taxa de carga de cerca de 0,5 g de VS de dejeto orgânico por l do reator de AD por dia. Conforme observado acima, a composição pode ser colocada em contato com a matéria-prima antes de ser carregada no reator de AD. Alternativa ou adicionalmente, a composição pode ser colocada em contato com a matéria-prima após o dejeto orgânico ser carregado no reator de AD.
[0134] Conforme observado acima, a composição pode compreender uma fonte de iodeto (I−) e o agente oxidante. Mais especificamente, a composição pode compreender uma fonte de iodeto (I−) e a fonte de peróxido (O22−). Uma composição particular para uso nesses métodos compreende ureia-peróxido. Adicional ou alternativamente, a composição para uso nesses métodos compreende iodeto de potássio. A composição para uso nesses métodos pode, portanto, compreender ureia-peróxido e iodeto de potássio.
[0135] Quando usado, a quantidade de agente oxidante (em particular, ureia-peróxido) usada pode ser entre cerca de 0,5 e cerca de 10 g por kg de dejeto orgânico. A quantidade de agente oxidante (em particular, ureia-peróxido) usada pode ser entre cerca de 0,5 e cerca de 7,5 g por kg de dejeto orgânico. A quantidade de agente oxidante (em particular, ureia-peróxido) usada pode ser entre cerca de 0,5 e cerca de 5 g por kg de dejeto orgânico. A quantidade de agente oxidante (em particular, ureia-peróxido) usada pode ser entre cerca de 0,5 e cerca de 4 g por kg de dejeto orgânico. A quantidade de agente oxidante (em particular, ureia-peróxido) usada pode ser entre cerca de 1 e cerca de 4 g por kg de dejeto orgânico. A quantidade de agente oxidante (em particular, ureia-peróxido) usada pode ser entre cerca de 1 e cerca de 3,5 g por kg de dejeto orgânico. A quantidade de agente oxidante (em particular, ureia-peróxido) usada pode ser entre cerca de 1,5 e cerca de 3,5 g por kg de dejeto orgânico. A quantidade de agente oxidante (em particular, ureia-peróxido) usada pode ser entre cerca de 2 e cerca de 3,5 g por kg de dejeto orgânico. A quantidade de agente oxidante (em particular, ureia-peróxido) usada pode ser entre cerca de 2 e cerca de 3 g por kg de dejeto orgânico. A quantidade de agente oxidante (em particular, ureia-peróxido) usada pode ser entre cerca de 2 e cerca de 2,5 g por kg de dejeto orgânico. A quantidade de agente oxidante (em particular, ureia-peróxido) usada pode ser cerca de 2,4 g por kg de dejeto orgânico.
[0136] Quando usada, a quantidade de uma fonte de iodeto (I−) (em particular, iodeto de potássio) usada pode ser entre cerca de 0,1 e 4 g por kg de dejeto orgânico. A quantidade de uma fonte de iodeto (I−) (em particular, iodeto de potássio) usada pode ser entre cerca de 0,1 e 3 g por kg de dejeto orgânico. A quantidade de uma fonte de iodeto (I−) (em particular, iodeto de potássio) usada pode ser entre cerca de 0,1 e 2 g por kg de dejeto orgânico. A quantidade de uma fonte de iodeto (I−) (em particular, iodeto de potássio) usada pode ser entre cerca de 0,1 e 1,5 g por kg de dejeto orgânico. A quantidade de uma fonte de iodeto (I−) (em particular, iodeto de potássio) usada pode ser entre cerca de 0,1 e 1,0 g por kg de dejeto orgânico. A quantidade de uma fonte de iodeto (I−) (em particular, iodeto de potássio) usada pode ser entre cerca de 0,1 e 0,75 g por kg de dejeto orgânico. A quantidade de uma fonte de iodeto (I−) (em particular, iodeto de potássio) usada pode ser entre cerca de 0,1 e 0,5 g por kg de dejeto orgânico. A quantidade de uma fonte de iodeto (I−) (em particular, iodeto de potássio) usada pode ser entre cerca de 0,2 e 0,5 g por kg de dejeto orgânico. A quantidade de uma fonte de iodeto (I−) (em particular, iodeto de potássio) usada pode ser entre cerca de 0,2 e 0,4 g por kg de dejeto orgânico. A quantidade de uma fonte de iodeto (I−) (em particular, iodeto de potássio) usada pode ser entre cerca de 0,2 e 0,3 g por kg de dejeto orgânico. A quantidade de uma fonte de iodeto (I−) (em particular, iodeto de potássio) usada pode ser cerca de 0,266 g por kg de dejeto orgânico.
[0137] Será entendido que a invenção foi descrita apenas a título de exemplo e modificações podem ser feitas enquanto permanecem dentro do escopo e espírito da invenção.
EXEMPLOS Exemplo 1 – Avaliação do efeito de tratamentos da invenção sobre a produção de biogás cumulativa
[0138] Seis tambores de 25 L contendo 16 kg de lama foram usados para avaliar os efeitos dos tratamentos da invenção. A lama usada era de vacas leiteiras Holstein Friesian alimentadas com grama.
[0139] Três tambores não receberam nenhum tratamento positivo. Em vez disso, esses foram tratados apenas com água e atuam como um controle. Três outros tambores receberam tratamento de acordo com a invenção com uma composição que tem capacidade para gerar uma espécie reativa.
[0140] A composição usada no tratamento é composta por um aduto de ureia e peróxido de hidrogênio e iodeto de potássio. A concentração de composição foi 2,66 g por kg de lama com base em 2,4 g de aduto de peróxido de hidrogênio-ureia e 0,265 g de iodeto de potássio. Isso corresponde a uma razão de 4,2:1 de peróxido de hidrogênio para íons de iodeto.
[0141] Todos os tambores foram vedados com tampas modificadas às quais as bolsas de gás foram fixadas permitindo, assim, a coleta de qualquer biogás produzido. O biogás é liberado à medida que a lama se degrada biologicamente.
[0142] O volume de biogás produzido foi medido através de deslocamento de água.
[0143] Os resultados desse exemplo são mostrados na Figura 1. A Figura 1 mostra que os tratamentos de acordo com a invenção reduzem drasticamente a quantidade cumulativa de biogás produzida pelo dejeto orgânico. Isso demonstra que os tratamentos da invenção reduzem drasticamente a degradação biológica de dejeto biológico.
[0144] A Figura 1 também mostra que a redução em degradação biológica é mantida por um longo período de tempo, que é melhorada ao tratar novamente o dejeto. A lama foi tratada novamente três vezes conforme mostrado na Figura 1. Cada ciclo de tratamento é denominado como uma “fase”, assim, a Figura 1 mostra quatro fases de tratamento.
[0145] Quando o volume de biogás foi medido, uma subamostra foi removida para determinar seu teor de metano usando cromatografia gasosa. A Figura 2 mostra esses resultados e confirma que a produção de metano é reduzida drasticamente ao longo de medidas de período de tempo. Consequentemente, o tratamento de acordo com a invenção é mostrado para reduzir metanogênese do dejeto orgânico. Exemplo 2 – Avaliação do efeito de tratamentos da invenção sobre a concentração de composto de amônio
[0146] Os dados nesse exemplo foram gerados a partir da mesma batelada de lama como no Exemplo 1. Consequentemente, a composição de tratamento, controle e condições de tratamento são os mesmos que para o Exemplo 1.
[0147] No final de cada fase de tratamento, logo antes do retratamento, a lama contida em tambores de 25 L foi bem misturada e subamostras foram removidas. A mesma foi misturada imediatamente com 4 volumes de um extrator (KCl a 2M) por uma hora antes de ser filtrada.
[0148] As concentrações de amônio contido no filtrado foram medidas usando o método colorimétrico de azul de indofenol, conforme implementado no Teste de Amônio da Merck. A Figura 3 mostra os resultados de concentração de amônio para as subamostras removidas no final do experimento, isto é, após a quarta fase de tratamento.
[0149] A Figura 3 mostra que o dejeto orgânico tratado de acordo com a invenção manteve níveis superiores de compostos de amônio em comparação ao dejeto não tratado. Compostos contendo amônio são exemplos de compostos fertilizantes contendo nitrogênio. Impedir a degradação de tais compostos aprimora a utilidade e o valor do dejeto orgânico em aplicações a jusante, por exemplo, como um fertilizante. Exemplo 3 – Avaliação da capacidade de fertilização do dejeto orgânico tratado de acordo com a invenção
[0150] Os dados nesse exemplo foram gerados a partir da mesma batelada de lama que no Exemplo 1. Consequentemente, a composição de tratamento, controle e condições de tratamento são os mesmos que para o Exemplo 1.
[0151] 1 kg de lama foi removido de cada tambor de 25 L no dia 48 (final da fase 3) a fim de avaliar os impactos dos tratamentos sobre a capacidade de fertilização do dejeto tratado em termos de crescimento de planta.
[0152] Três tratamentos foram testados: 1) Sem corretivo 2) Corretivo com lama não tratada 3) Corretivo com lama tratado
[0153] 10 potes replicados por tratamento foram preenchidos com 1 kg de solo superficial (+/- corretivo). A lama foi pré-misturada no solo, em que o volume usado se igualou à taxa de aplicação de diretriz de até 33 t de lama por ha em uma aplicação de lama. Isso significa que a quantidade de lama usada foi 45 g de lama por recipiente. (“Aplicação de diretriz” significa Teagasc – a agência irlandesa de Consultoria Agrícola que fornece diretrizes quanto às taxas de aplicação de lama para maximizar o valor de fertilizante e minimizar os danos ambientais, por exemplo, https://www.teagasc.ie/media/website/crops/grassland/Grazing-Guide-Book- 2011_0-21.pdf).
[0154] Todos os potes foram semeados com 53 mg de Lolium Perenne var Majestic e colocados em uma configuração aleatória dentro de uma estufa que recebe hidratação aérea regular. Os potes foram novamente aleatorizados semanalmente e, após 3 semanas, uma colheita de forragem foi feita ao cortar grama a 1 cm acima da linha de solo. A grama foi pesada e, então, seca por 48 horas a 80 °C antes de ser pesada novamente para determinar matéria seca. Os resultados de estágio anterior são mostrados abaixo. Tabela 1 – Rendimento médio em gramas de matéria seca por pote Corretivo Colheita Sem corretivo 0,05 ± 0,008 Lama não tratada 0,07 ± 0,008 Lama tratada 0,08 ± 0,009 Tabela 2. Rendimento médio em miligramas de matéria seca por pote Corretivo Colheita Sem corretivo 47,6 ± 8,00 Lama não tratada 70,0 ± 7,61 Lama tratada 79,0 ± 8,67
[0155] As Tabelas 1 e 2 mostram que, em média, há uma correlação entre usar tratamentos de acordo com a invenção e um aumento na produção na colheita, que é indicado por uma quantidade aumentada de matéria seca obtida. Esse exemplo indica que em testes de estágio inicial, os tratamentos de acordo com a invenção produzem dejeto orgânico que é um fertilizante superior em comparação ao dejeto não tratado. Exemplo 4 – Avaliação da capacidade de fertilização do dejeto orgânico tratado de acordo com a invenção
[0156] Com base na caracterização de digestão anaeróbica com base em fazendas irlandesas, três biorreatores de tanque continuamente agitado de 10 litros (CSTR; R1-R3) foram operados a 37°C.
[0157] O substrato não tratado usado foi lama de bovinos codigeridas com gorduras, óleos e graxa (FOG, de armadilhas de graxa) em uma razão de 2:1. A lama tratada usada foi essa tratada conforme apresentado no Exemplo 1.
[0158] A taxa de carga orgânica para cada reator foi 2 g de sólidos voláteis (VS) l d-1 com um volume de trabalho de 8 L alimentado de modo semicontínuo com um tempo de retenção de sólido de 21 dias.
[0159] Ao usar ensaios metanogênicos específicos (SMA), o inóculo foi desenvolvido para combinar uma mistura de lodo granular, digestato de um reator de tanque continuamente agitado (CSTR) em escala real que já processa o substrato escolhido (BEOFS, Camphill, Co. Kilkenny, Irlanda), com lama adicional para reforçar a hidrólise em uma razão de 2:1:1. O substrato e o digestato foram analisados em relação aos sólidos totais e voláteis, pH, DQO total e solúvel, amônia e bactérias indicadoras fecais (coliformes, E. coli, enterococos). O biogás foi coletado e analisado em relação ao teor e ao volume de metano. Os biorreatores foram operados até estarem estáveis antes de começar os testes.
[0160] Os resultados foram os seguintes: Tabela 3. Produção de substratos de digestão anaeróbica Tratamento Produção (volume médio de biogás produzido/dia) Não Tratado 3,146.1 ml Tratado de acordo com a 4,492.2 ml invenção
[0161] Esses dados mostram que o dejeto tratado de acordo com a invenção produz mais biogás quando submetido à digestão anaeróbica em comparação ao dejeto não tratado orgânico. Assim, esses dados confirmam que o dejeto orgânico tratado de acordo com a invenção é um substrato superior para digestão anaeróbica em comparação ao dejeto não tratado. Exemplo 5 – Tratamentos de acordo com a invenção
[0162] Quatro tambores de 12 L contendo 9 kg de lama fresca foram armazenados à temperatura externa ambiente (~10-15°C) em um galpão externo bem ventilado em pressão ambiente. Conforme supracitado, a lama usada era de vacas leiteiras Holstein Friesian alimentadas com grama. A lama em um dos quatro tambores foi deixado sem tratamento, enquanto a lama nos três outros tambores foi tratada com as composições a seguir.
1. Uma composição contendo 1,2 g de ureia-peróxido por kg de lama e 0,133 g de KI por kg de lama.
2. Uma composição contendo 2,4 g de ureia-peróxido por kg de lama e 0,266 g de KI por kg de lama.
3. Uma composição contendo 6 g de ureia-peróxido por kg de lama e 0,665 g de KI por kg de lama.
[0163] Os tratamentos foram aplicados no dia 0 e, então, reaplicados no dia
17.
[0164] Todos os tambores foram vedados com tampas modificadas às quais as bolsas de gás foram fixadas permitindo, assim, a coleta de qualquer biogás produzido. O biogás é liberado à medida que a lama se degrada biologicamente.
[0165] O volume de biogás produzido foi medido através de deslocamento de água, enquanto o teor de metano do biogás foi quantificado por cromatografia gasosa.
[0166] Os resultados desse exemplo são mostrados na Figura 4. A Figura 4 mostra que todos os tratamentos de acordo com a invenção reduzem a quantidade cumulativa de biogás produzida pelo dejeto orgânico. Isso demonstra que os tratamentos da invenção reduzem a degradação biológica de dejeto biológico. Exemplo 6 – Tratamentos com lama adicional
[0167] Dois tambores de 25 L contendo 12 kg de lama fresca foram armazenados à temperatura externa ambiente (~10-15°C) em um galpão externo bem ventilado em pressão ambiente. Conforme supracitado, a lama usada era de vacas leiteiras Holstein Friesian alimentadas com grama. A lama em um dos dois tambores foi deixado sem tratamento, enquanto a lama no outro tambor foi tratada com uma composição contendo 2,4 g de ureia-peróxido por kg de lama e 0,266 g de KI por kg de lama.
[0168] Aproximadamente a cada 3 dias, 250 g de lama fresca foram adicionados ao topo da lama já presente nos dois tambores. O tratamento com a composição foi repetido no dia 13.
[0169] Todos os tambores foram vedados com tampas modificadas às quais as bolsas de gás foram fixadas permitindo, assim, a coleta de qualquer biogás produzido. O biogás é liberado à medida que a lama se degrada biologicamente.
[0170] O volume de biogás produzido foi medido através de deslocamento de água, enquanto o teor de metano do biogás foi quantificado por cromatografia gasosa.
[0171] Os resultados desse exemplo são mostrados na Figura 5. A Figura 5 mostra que o tratamento de acordo com a invenção reduz a quantidade cumulativa de biogás produzida pelo dejeto orgânico. Isso demonstra que os tratamentos da invenção reduzem a degradação biológica de dejeto biológico mesmo quando a lama adicional é adicionada. O “+” na Figura 5 indica quando a lama fresca foi adicionada. Exemplo 7 – Tratamentos adicionais de acordo com a invenção
[0172] Cinco tambores de 25 L contendo 12 kg de lama fresca foram armazenados à temperatura externa ambiente (~10-15°C) em um galpão externo bem ventilado em pressão ambiente. Conforme supracitado, a lama usada era de vacas leiteiras Holstein Friesian alimentadas com grama. A lama em um dos tambores foi deixada sem tratamento, enquanto a lama nos outros quatro tambores foi tratada com as composições a seguir.
1. Uma composição contendo 2,4 g de ureia-peróxido por kg de lama e 0,266 g de KI por kg de lama.
2. Uma composição contendo 2,4 g de ureia-peróxido por kg de lama.
3. Uma composição contendo 1,53 g de ureia por kg de lama.
4. Uma composição contendo 0,86 g de H2O2 por kg de lama.
[0173] Os tratamentos foram aplicados nos dias 0, 13 e 49. Cada tratamento foi testado em triplicata.
[0174] Todos os tambores foram vedados com tampas modificadas às quais as bolsas de gás foram fixadas permitindo, assim, a coleta de qualquer biogás produzido. O biogás é liberado à medida que a lama se degrada biologicamente.
[0175] O volume de biogás produzido foi medido através de deslocamento de água, enquanto o teor de metano do biogás foi quantificado por cromatografia gasosa.
[0176] Os resultados desse exemplo são mostrados na Figura 6. A Figura 6 mostra que os tratamentos de acordo com a invenção reduzem a quantidade cumulativa de biogás produzida pelo dejeto orgânico. Exemplo 8 – Tratamentos adicionais de acordo com a invenção em lama de gado
[0177] Quatro frascos anaeróbicos de 110 ml foram usados para testar o efeito de tratamentos da invenção sobre a Atividade Metanogênica Específica. Esse método é descrito em Coates et al., Journal of Microbiological Methods, 26 (1996), 237 a 246.
[0178] Cada frasco continha 4,5 g de lama que foram incubados com um tampão de fosfato contendo extrato de levedura (conforme descrito em Goering Van Soest (U.S. GOVERNMENT PRINTING OFFICE: 1970 O 387 a 598) e, quando tratados, com uma das composições abaixo. A lama em um dos quatro frascos foi deixada sem tratamento, e a lama nos outros três frascos foi tratada com as composições a seguir.
1. Uma composição contendo 1,19 g de ureia-peróxido por kg de lama (peso fresco) e 0,133 g de KI por kg de lama (peso fresco).
2. Uma composição contendo 1,19 g de ureia-peróxido por kg de lama e 0,172 g de IKO3 por kg de lama.
3. Uma composição contendo apenas 0,172 g de IKO3 por kg de lama.
[0179] O espaço livre de frasco foi superpressurizado com uma mistura de H2/CO2 e os frascos colocados em agitação (100 rpm a 37°C). A metanogênese foi detectada por perda de pressão de espaço livre mediante o consumo de H2/CO2 para produzir CH4.
[0180] Os resultados desse exemplo são mostrados na Figura 7. A Figura 7 mostra que os tratamentos de acordo com a invenção reduzem a quantidade cumulativa de metano produzida pelo dejeto orgânico. Exemplo 9 – Tratamentos de acordo com a invenção em lama suína
[0181] Esse exemplo analisou o efeito de tratamentos da invenção sobre o estrume suíno.
[0182] Ensaios metanogênicos específicos (conforme descrito no Exemplo 8, exceto que 9 g de lama suína foram usados em vez de lama de gado) foram usados para avaliar o efeito de inibição de tratamento sobre o estrume suíno. Quatro frascos foram colocados. A lama em um frasco não foi tratada e a lama no outro frasco foi tratada com as composições a seguir.
1. Uma composição contendo 1,19 g de ureia-peróxido por kg de lama (peso fresco) e 0,133 g de KI por kg de lama (peso fresco).
2. Uma composição contendo 0,43 g de peróxido por kg de lama (peso fresco) e 0,133 g de KI por kg de lama (peso fresco).
3. Uma composição contendo 0,172 g de IKO3 por kg de lama (peso fresco).
[0183] Como para o Exemplo 8, a metanogênese foi detectada por perda de pressão de espaço livre mediante o consumo de H2/CO2 para produzir CH4.
[0184] Os resultados desse exemplo são mostrados na Figura 8. A Figura 8 mostra que os tratamentos de acordo com a invenção reduzem a quantidade cumulativa de metano produzida pelo dejeto orgânico. Exemplo 10 – Tratamentos adicionais de acordo com a invenção em lama suína
[0185] Três tambores de 12 L que continham 9 kg de lama fresca foram armazenados a temperatura ambiente interna (~15-20°C) em pressão ambiente. A lama em um dos tambores foi deixada sem tratamento, enquanto a lama nos outros dois tambores foi tratada com as composições a seguir.
1. Uma composição contendo 2,66 g de ureia-peróxido por kg de lama (peso fresco) e 0,265 g de KI por kg de lama (peso fresco).
2. Uma composição contendo 0,86 g de peróxido por kg de lama (peso fresco) e 0,265 g de KI por kg de lama (peso fresco).
[0186] Todos os tambores foram vedados com tampas modificadas às quais as bolsas de gás foram fixadas permitindo, assim, a coleta de qualquer biogás produzido. O biogás é liberado à medida que a lama se degrada biologicamente.
[0187] O volume de biogás produzido foi medido através de deslocamento de água, enquanto o teor de metano do biogás foi quantificado por cromatografia gasosa.
[0188] Os resultados desse exemplo são mostrados na Figura 9. A Figura 9 mostra que os tratamentos de acordo com a invenção reduzem a quantidade cumulativa de biogás produzida pelo dejeto orgânico. Exemplo 11 – Tratamentos adicionais de acordo com a invenção em lama suína
[0189] Três tambores de 12 l que continham 9 kg de lama fresca foram armazenados à temperatura ambiente interna (~20°C) em pressão ambiente. A lama em um dos tambores foi deixada sem tratamento, enquanto a lama nos outros dois tambores foi tratada com as composições a seguir.
1. Uma composição contendo 2,66 g de ureia-peróxido por kg de lama (peso fresco) e 0,265 g de KI por kg de lama (peso fresco).
2. Uma composição contendo 0,86 g de peróxido por kg de lama (peso fresco) e 0,344 g de IKO3 por kg de lama (peso fresco).
[0190] Os tratamentos foram aplicados nos dias 0 e 25.
[0191] Todos os tambores foram vedados com tampas modificadas às quais as bolsas de gás foram fixadas permitindo, assim, a coleta de qualquer biogás produzido. O biogás é liberado à medida que a lama se degrada biologicamente.
[0192] O volume de biogás produzido foi medido através de deslocamento de água, enquanto o teor de metano do biogás foi quantificado por cromatografia gasosa.
[0193] Os resultados desse exemplo são mostrados na Figura 10. A Figura 10 mostra que os tratamentos de acordo com a invenção reduzem a quantidade cumulativa de biogás produzida pelo dejeto orgânico. Exemplo 12 –Tratamentos de acordo com a invenção em digestato amostrado a partir de um digestor anaeróbico mesofílico
[0194] O digestato usado nesse exemplo foi amostrado a partir de um digestor anaeróbico mesofílico que codigere dejeto alimentares e lama bovina.
[0195] Cinco frascos de 250 ml contendo 100g de digestato foram submetidos à agitação (100 rpm) a 37°C. A lama em um dos frascos foi deixada sem tratamento. A lama nos outros quatro frascos foi tratada com as composições a seguir.
1. Umas composições contendo 2,4 g de ureia-peróxido por kg de digestato e (peso fresco) e 0,265 g de KI por kg de digestato (peso fresco)
2. Umas composições contendo 1,53 g de ureia por kg de lama.
3. Uma composição contendo 2,4 g de ureia-peróxido por kg de digestato (peso fresco).
4. Uma composição contendo 2,4 g de ureia-peróxido + 0,344 g de IKO3 por kg de lama (peso fresco).
[0196] Os frascos estavam em pressão ambiente e o biogás coletado por 9 dias.
[0197] Todos os frascos foram vedados com tampas modificadas às quais as bolsas de gás foram fixadas permitindo, assim, a coleta de qualquer biogás produzido. O biogás é liberado à medida que a lama se degrada biologicamente.
[0198] O volume de biogás produzido foi medido através de deslocamento de água, enquanto o teor de metano do biogás foi quantificado por cromatografia gasosa.
[0199] Os resultados desse exemplo são mostrados na Figura 11. A Figura 11 mostra que os tratamentos de acordo com a invenção reduzem a quantidade cumulativa de biogás produzida pelo dejeto orgânico. Exemplo 13 – Tratamentos de acordo com a invenção em um digestor anaeróbico
[0200] Uma comparação da eficiência do processo de fermentação é refletida em um experimento, que monitorou a produção de VFA a partir de uma mistura de dejeto alimentar e estrume animal durante um teste de biorreator anaeróbico contínuo de 150 dias.
[0201] Dois biorreatores do tipo CSTR de 10 L foram usados para fermentar lama bovina (40% dos sólidos voláteis na matéria-prima) e uma mistura de gorduras, óleos e graxa (60% dos sólidos voláteis na matéria-prima) em uma taxa de carga de 0,5 g de sólidos voláteis/L de reator/dia. A matéria-prima em um dos biorreatores foi deixada sem tratamento. A matéria-prima para o outro biorreator foi tratada com uma composição contendo 2,4 g de ureia-peróxido por kg e 0,266 g de KI por kg imediatamente antes de ser introduzida no digestor.
[0202] O rendimento de VFA médio em um biorreator de controle (não tratado) por 17 pontos de tempo semanalmente separados foi 26,72 +/- 0,85 g de VFA como Demanda Química de Oxigênio/L/Dia, conforme medido usando cromatografia gasosa (APHA, Métodos Padrão para o Exame de Água e Esgoto de 2005).
[0203] O rendimento de VFA médio em um biorreator tratado por 17 pontos de tempo semanalmente separados foi 32,21 +/- 1,37 g de VFA como Demanda Química de Oxigênio/L/Dia.
[0204] O “g de sólidos voláteis” também foi determinado conforme apresentado no APHA, Métodos Padrão para o Exame de Água e Esgoto de 2005.
[0205] Esses resultados demonstram que o tratamento de acordo com a invenção levou a um aumento de 20,1% em rendimento de VFA e MCCA em comparação ao biorreator não tratado. Esses resultados indicam que os tratamentos de acordo com a invenção poderiam ser um avanço principal no estado da técnica de produção de VFA/MCCA.
1. Um método para tratar dejeto orgânico compreendendo: colocar em contato o dejeto orgânico com uma composição que tem capacidade para gerar uma espécie reativa; em que a composição compreende um agente oxidante, e em que a espécie reativa é gerada a partir de uma fonte de iodeto (I−) e o agente oxidante.
2. Uso de uma composição que tem capacidade para gerar uma espécie reativa em um método de redução da degradação biológica de dejeto orgânico no tratamento de dejeto orgânico.
3. O uso de acordo com a modalidade enumerada 2, em que o método de redução da degradação biológica de dejeto orgânico é um método de redução de metanogênese.
4. O uso de acordo com a modalidade enumerada 2, em que o método de redução da degradação biológica de dejeto orgânico é um método de redução da perda de compostos fertilizantes do dejeto orgânico no tratamento de dejeto orgânico.
5. O uso de acordo com a modalidade enumerada 4, em que a composição reduz a perda de compostos fertilizantes contendo carbono, compostos fertilizantes contendo fósforo e/ou compostos fertilizantes contendo nitrogênio.
6. O uso de acordo com a modalidade enumerada 5, em que os compostos fertilizantes contendo nitrogênio são sais de amônio.
7. O uso de acordo com a modalidade enumerada 5, em que a composição reduz a perda de aminoácidos, sais de nitrato (NO3−) ou sais de nitreto (NO2−).
8. O uso de acordo com qualquer uma das modalidades enumeradas 2 a 7, em que a espécie reativa é gerada a partir de uma fonte de iodeto (I−) e de um agente oxidante.
9. O uso de acordo com a modalidade enumerada 8, em que a composição compreende o agente oxidante.
10. O método de acordo com a modalidade enumerada 1, ou o uso de acordo com qualquer uma das modalidades enumeradas 2 a 9, em que a composição é substancialmente livre de qualquer ácido que tem um pKa em água de menos de pKa 8.
11. O método de acordo com a modalidade enumerada 10, ou o uso de acordo com a modalidade enumerada 10, em que a composição compreende menos de 10 % em peso, menos de 5 % em peso, menos de 2 % em peso, menos de 1 % em peso, menos de 0,5 % em peso, ou menos de 0,1 % em peso de qualquer ácido que tem um pKa em água de menos de pKa 8.
12. O método de acordo com a modalidade enumerada 11, ou o uso de acordo com a modalidade enumerada 11, em que a composição não compreende um ácido que tem um pKa em água de menos de 8.
13. O método de acordo com qualquer uma das modalidades enumeradas 1 ou 10 a 12, ou o uso de acordo com qualquer uma das modalidades enumeradas 2 a 12, em que o pH de 1 g da composição em um litro de água é maior que pH 4.
14. O método de acordo com qualquer uma das modalidades enumeradas 1 ou 10 a 13, ou o uso de acordo com qualquer uma das modalidades enumeradas 2 a 13, em que a composição não acidifica o dejeto orgânico durante o tratamento.
15. O método de acordo com a modalidade enumerada 14, ou o uso de acordo com a modalidade enumerada 14, em que o nível de pH do dejeto orgânico é reduzido em menos de duas unidades de pH durante o tratamento do dejeto orgânico.
16. O método de acordo com a modalidade enumerada 15, ou o uso de acordo com a modalidade enumerada 15, em que o nível de pH do dejeto orgânico é reduzido em menos de uma unidade de pH durante o tratamento do dejeto orgânico.
17. O método de acordo com a modalidade enumerada 16, ou o uso de acordo com a modalidade enumerada 16, em que o nível de pH do dejeto orgânico é reduzido em menos de 0,5 unidades de pH durante o tratamento do dejeto orgânico.
18. O método de acordo com qualquer uma das modalidades enumeradas 1 ou 10 a 17, ou o uso de acordo com qualquer uma das modalidades enumeradas 8 a 17, em que o dejeto orgânico compreende a fonte de iodeto (I−).
19. O método de acordo com qualquer uma das modalidades enumeradas 1 ou 10 a 18, ou o uso de acordo com qualquer uma das modalidades enumeradas 8 a 18, em que a composição compreende a fonte de iodeto (I−).
20. O método de acordo com qualquer uma das modalidades enumeradas 1 ou 10 a 19, ou o uso de acordo com qualquer uma das modalidades enumeradas 8 a 19, em que a fonte de iodeto (I−) é selecionada a partir do grupo que consiste em: iodeto de sódio (NaI), iodeto de potássio (KI), iodeto de lítio (LiI), iodeto de césio (CsI), iodeto de hidrogênio (HI), iodeto de ródio (RhI3) e combinações dos mesmos.
21. O método de acordo com a modalidade enumerada 20, ou o uso, de acordo com a modalidade enumerada 20, em que a fonte de iodeto (I−) é iodeto de potássio (KI).
22. O método de acordo com qualquer uma das modalidades enumeradas 1 ou 10 a 21, ou o uso de acordo com qualquer uma das modalidades enumeradas 8 a 21, em que o agente oxidante é uma fonte de peróxido (O22−) ou um agente oxidante selecionado a partir do grupo que consiste em: uma fonte de iodato ([IO3]−) (por exemplo, iodato de sódio, iodato de potássio), uma fonte de permanganato ([MnO4]−) (por exemplo, permanganato de sódio, permanganato de potássio) e combinações dos mesmos.
23. O método de acordo com a modalidade enumerada 22, ou o uso de acordo com a modalidade enumerada 22, em que o agente oxidante é uma fonte de permanganato ([MnO4]−), preferencialmente, permanganato de potássio.
24. O método de acordo com a modalidade enumerada 22, ou o uso de acordo com a modalidade enumerada 22, em que o agente oxidante é uma fonte de iodato ([IO3]−) (por exemplo, iodato de sódio, iodato de potássio).
25. O método de acordo com a modalidade enumerada 22, ou o uso de acordo com a modalidade enumerada 22, em que o agente oxidante é uma fonte de peróxido (O22−).
26. O método de acordo com a modalidade enumerada 25, ou o uso de acordo com a modalidade enumerada 25, em que a fonte de peróxido (O22−) é selecionada a partir do grupo que consiste em: peróxido de hidrogênio, peróxido de sódio, peróxido de lítio, ácido cítrico que libera peróxido, Vitamina C que libera peróxido, sais de peróxido (por exemplo, óxido de bário), perborato de sódio, pseudoperóxidos que liberam oxigênio (por exemplo, superóxidos, dioxigênios, ozônios e ozonetos), peróxidos orgânicos (por exemplo, perácidos, haletos de acila e peróxidos alifáticos), um percarbonato que libera peróxido (por exemplo, percarbonato de sódio, percarbonato de potássio ou um forma de liberação lenta de um percarbonato que libera peróxido), um aduto de peróxido-ureia, e uma reação enzimática entre um açúcar e sua oxidorredutase apropriada; e combinações dos mesmos.
27. O método de acordo com qualquer uma das modalidades enumeradas 25 ou 26, ou o uso de acordo com qualquer uma das modalidades enumeradas 25 ou 26, em que a fonte de peróxido (O22−) é peróxido de hidrogênio (H2O2).
28. O método de acordo com a modalidade enumerada 27, ou o uso de acordo com a modalidade enumerada 26, em que a composição compreende peróxido de hidrogênio, e a razão de íons de iodeto para peróxido de hidrogênio é entre 1 (I−) : 0,1 (peróxido de hidrogênio) e 1 (I−) : 15 (peróxido de hidrogênio) durante o tratamento do dejeto orgânico.
29. O método de acordo com a modalidade enumerada 28, ou o uso de acordo com a modalidade enumerada 27, em que a razão de íons de iodeto para peróxido de hidrogênio é entre 1 (I−) : 0,1 (peróxido de hidrogênio) e 1 (I−) : 5 (peróxido de hidrogênio) durante o tratamento do dejeto orgânico, preferencialmente, entre 1 (I−) : 0,1 (peróxido de hidrogênio) e 1 (I−) : 3,5 (peróxido de hidrogênio).
30. O método de acordo com a modalidade enumerada 29, ou o uso de acordo com a modalidade enumerada 28, em que a razão de íons de iodeto para peróxido de hidrogênio é selecionada a partir do grupo que consiste em:
1 (I−) : 0,1 (peróxido de hidrogênio); 1 (I−) : 0,4 (peróxido de hidrogênio); 1 (I−) : 1,1 (peróxido de hidrogênio); 1 (I−) : 2,5 (peróxido de hidrogênio); e 1 (I−) : 3,2 (peróxido de hidrogênio).
31. O método de acordo com a modalidade enumerada 30, ou o uso de acordo com a modalidade enumerada 30, em que a razão de íons de iodeto para peróxido de hidrogênio na composição é 1 (I−) : 3,2 (peróxido de hidrogênio).
32. O método de acordo com qualquer uma das modalidades enumeradas 1 ou 10 a 31, ou o uso de acordo com qualquer uma das modalidades enumeradas 2 a 31, em que a composição compreende uma fonte de ureia.
33. O método de acordo com a modalidade enumerada 32, ou o uso de acordo com a modalidade enumerada 32, em que a fonte de ureia é selecionada a partir do grupo que consiste em: ureia, um aduto de peróxido-ureia, proteínas, aminoácidos, urina e combinações dos mesmos.
34. O método de acordo com qualquer uma das modalidades enumeradas 32 ou 33, ou o uso de acordo com qualquer uma das modalidades enumeradas 32 ou 33, em que a fonte de ureia é ureia.
35. O método de acordo com qualquer uma das modalidades enumeradas 22 ou 24 a 33, ou o uso de acordo com qualquer uma das modalidades enumeradas 22 ou 24 a 33, em que a composição compreende um aduto de peróxido de hidrogênio-ureia.
36. O método de acordo com qualquer uma das modalidades enumeradas 1 ou 10 a 35, ou o uso de acordo com qualquer uma das modalidades enumeradas 2 a 35, em que a composição compreende iodeto de potássio e peróxido de hidrogênio.
37. O método de acordo com qualquer uma das modalidades enumeradas
1 ou 10 a 36, ou o uso de acordo com qualquer uma das modalidades enumeradas 2 a 36, em que a composição compreende uma fonte de tiocianato ([SCN]−).
38. O método de acordo com a modalidade enumerada 37, ou o uso de acordo com a modalidade enumerada 37, em que a fonte de tiocianato ([SCN]−) é selecionada a partir do grupo que consiste em: tiocianato de sódio, tiocianato de potássio, tiocianato de lítio, tiocianato de césio, tiocianato de hidrogênio, tiocianato de ródio e isotiocianato de alila.
39. O método de acordo com qualquer uma das modalidades enumeradas 1 ou 10 a 38, ou o uso de acordo com qualquer uma das modalidades enumeradas 2 a 37, em que a composição compreende um composto de cianato, como cianato de potássio ou tiocianogênios.
40. O método de acordo com qualquer uma das modalidades enumeradas 1 ou 10 a 39, ou o uso de acordo com qualquer uma das modalidades enumeradas 2 a 38, em que a quantidade de composição usada no tratamento é entre cerca de 0,01 kg e cerca de 0,1 kg por tonelada de dejeto orgânico; ou entre cerca de 0,1 kg e 1 kg por tonelada de dejeto orgânico, ou entre cerca de 1 kg e cerca de 5 kg por tonelada de dejeto orgânico, ou entre cerca de 5 kg e cerca de 10 kg por tonelada de dejeto orgânico, ou entre cerca de 10 kg e cerca de 20 kg por tonelada de dejeto orgânico, ou entre cerca de 20 kg e cerca de 50 kg por tonelada de dejeto orgânico ou entre cerca de 50 kg e cerca de 100 kg por tonelada de dejeto orgânico.
41. O método de acordo com a modalidade enumerada 40, ou o uso de acordo com a modalidade enumerada 40, em que a quantidade de composição usada no tratamento é selecionada a partir do grupo que consiste em: cerca de 0,33 mg por grama de dejeto orgânico; cerca de 0,67 mg por grama de dejeto orgânico;
cerca de 1,33 mg por grama de dejeto orgânico.
42. O método de acordo com a modalidade enumerada 40, ou o uso de acordo com a modalidade enumerada 40, em que a quantidade de composição usada no tratamento é selecionada a partir do grupo que consiste em: cerca de 2,66 mg por grama de dejeto orgânico; e cerca de 3,39 mg por grama de dejeto orgânico.
43. O método de acordo com a modalidade enumerada 41, ou o uso de acordo com a modalidade enumerada 41, em que a quantidade de composição usada é cerca de 1,33 mg por grama de dejeto orgânico.
44. O método de acordo com a modalidade enumerada 42, ou o uso de acordo com a modalidade enumerada 42, em que a quantidade de composição usada é cerca de 3,39 mg por grama de dejeto orgânico.
45. O método de acordo com qualquer uma das modalidades enumeradas 1 ou 10 a 44, ou o uso de acordo com qualquer uma das modalidades enumeradas 2 a 44, em que o dejeto orgânico é dejeto humano, dejeto compostável, dejeto fúngico ou dejeto animal.
46. O método de acordo com a modalidade enumerada 45, ou o uso de acordo com a modalidade enumerada 45, em que o dejeto animal é de uma vaca, porco, cavalo, ovelha, galinha, frango, peru, pato, veado ou cabra.
47. O método de acordo com a modalidade enumerada 46, ou o uso de acordo com a modalidade enumerada 46, em que o dejeto animal é dejeto de uma vaca, por exemplo, estrume, urina ou lama.
48. O método de acordo com qualquer uma das modalidades enumeradas 1 ou 10 a 47, ou o uso de acordo com qualquer uma das modalidades enumeradas 2 a 47, em que a espécie reativa é um iodófor ou uma fonte de hipoiodeto (IO−).
49. O método de acordo com qualquer uma das modalidades enumeradas
1 ou 10 a 48, em que o método reduz a produção de metano a partir do dejeto orgânico por metanogênese.
50. O método de acordo com qualquer uma das modalidades enumeradas 1 ou 10 a 49, em que o método reduz a perda de compostos fertilizantes contendo nitrogênio do dejeto orgânico.
51. O dejeto orgânico tratado pelo método de qualquer uma das modalidades enumeradas 1 ou 10 a 50.
52. O dejeto orgânico de acordo com a modalidade enumerada 51, em que a concentração de compostos fertilizantes no dejeto orgânico é maior que a concentração de compostos fertilizantes no dejeto orgânico que foi armazenado pelo mesmo período que não foi tratado pelo método de qualquer uma das modalidades enumeradas 1 ou 10 a 51.
53. O dejeto orgânico de acordo com qualquer uma das modalidades enumeradas 51 a 52, em que a concentração de compostos fertilizantes no dejeto orgânico é mais de cerca de 100% maior que a quantidade de compostos fertilizantes no dejeto orgânico que foi armazenado pelo mesmo período que não foi tratado pelo método de qualquer uma das modalidades enumeradas 1 ou 10 a 51, preferencialmente, mais de cerca de 130%, mais preferencialmente, entre cerca de 200% a 400%, 400% a 600%, 400% a 800% ou 600% a 800%.
54. Uso do dejeto orgânico de acordo com qualquer uma das modalidades enumeradas 51 a 53, como um fertilizante; como um combustível de biomassa; como um condicionador de solo; como uma matéria-prima para digestão anaeróbica; como uma matéria-prima para biorrefino; como uma matéria-prima para produção de ração animal (por exemplo, alimento para peixe); como uma matéria-prima para produção de algas; como uma matéria-prima para produção de proteína animal (por exemplo, insetos/minhocas, etc); como uma matéria- prima/substrato para síntese química; como uma matéria-prima para produção de materiais de construção; como uma matéria-prima para produção de forragem animal; como uma matéria-prima para a produção de papel; ou como uma matéria-prima para processos de conversão térmica como pirólise ou gaseificação.
55. Uso do dejeto orgânico, de acordo com qualquer uma das modalidades enumeradas 51 a 53, como uma matéria-prima para a fabricação de fertilizantes, como estruvitas, carvões vegetais ou sais de fosfato.
56. Um método para aprimorar a produção de ácidos graxos voláteis (VFAs) e ácidos carboxílicos de cadeia média (MCCAs) durante a digestão anaeróbica (AD) de dejeto orgânico, o método compreendendo colocar em contato uma composição que tem capacidade para gerar uma espécie reativa com o dejeto orgânico.
57. O método de acordo com a modalidade enumerada 56, em que a composição gera uma espécie reativa que inibe metanogênese do dejeto orgânico.
58. O método de acordo com qualquer uma das modalidades enumeradas 56 ou 57, em que a composição é conforme definida em qualquer uma das modalidades enumeradas 8 a 14 ou 18 a 44.
59. O método, de acordo com qualquer uma das modalidades enumeradas 56 a 58, em que o método compreende fermentar o dejeto orgânico.
60. O método de acordo com a modalidade enumerada 59, em que a composição que tem capacidade para gerar uma espécie reativa é colocada em contato com o dejeto orgânico antes de o dejeto orgânico ser fermentado.
61. O método de acordo com qualquer uma das modalidades enumeradas 59 a 60, compreendendo adicionalmente coletar os VFAs e os MCCAs após fermentar o dejeto orgânico.
62. O método de acordo com qualquer uma das modalidades enumeradas
56 a 61, em que o rendimento de VFAs e MCCAs coletados a partir do método é aumentado em pelo menos 5%.
63. O método de acordo com qualquer uma das modalidades enumeradas 56 a 62, em que o rendimento de VFAs e MCCAs coletados a partir do método é aumentado entre 10% e 25%.
64. O método de acordo com qualquer uma das modalidades enumeradas 56 a 63, em que a composição compreende uma fonte de peróxido (O22−) e uma fonte de iodeto (I−).
65. O método de acordo com a modalidade enumerada 64, em que a composição compreende ureia-peróxido.
66. O método de acordo com qualquer uma das modalidades enumeradas 64 ou 65, em que a composição compreende iodeto de potássio.
67. O método de acordo com qualquer uma das modalidades enumeradas 64 a 66, em que a composição compreende iodeto de potássio.
Claims (26)
1. Método para tratar dejeto orgânico, caracterizado pelo fato de que compreende: colocar em contato dejeto orgânico com uma composição que é capaz de gerar uma espécie reativa; em que a composição compreende um agente oxidante, e em que a espécie reativa é gerada a partir de uma fonte de iodeto (I −) e o agente oxidante.
2. Uso de uma composição que é capaz de gerar uma espécie reativa, caracterizado pelo fato de ser em um método de redução da degradação biológica de dejeto orgânico, no tratamento de dejeto orgânico.
3. Uso de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o método de redução da degradação biológica de dejeto orgânico é um método de redução de metanogênese.
4. Uso de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o método de redução da degradação biológica de dejeto orgânico é um método de redução da perda de compostos fertilizantes do dejeto orgânico no tratamento de dejeto orgânico.
5. Uso de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 4, caracterizado pelo fato de que a espécie reativa é gerada a partir de uma fonte de iodeto (I−) e um agente oxidante.
6. Uso de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a composição compreende o agente oxidante.
7. Método de acordo com a reivindicação 1 ou uso de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 6, caracterizado pelo fato de que a composição é substancialmente livre de qualquer ácido que tem um pKa em água de menos que pKa 8.
8. Método de acordo com a reivindicação 1 ou 7 ou uso de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 7, caracterizado pelo fato de que a composição não acidifica o dejeto orgânico durante o tratamento.
9. Método de acordo com a reivindicação 1, 7 ou 8 ou uso de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 8, caracterizado pelo fato de que o dejeto orgânico compreende a fonte de iodeto (I−).
10. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 7 a 9 ou uso de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 9, caracterizado pelo fato de que a composição compreende a fonte de iodeto (I−).
11. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 7 a 10 ou uso de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 10, caracterizado pelo fato de que a fonte de iodeto (I−) é iodeto de potássio (KI).
12. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 7 a 11 ou uso de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 11, caracterizado pelo fato de que o agente oxidante é uma fonte de peróxido (O22−) ou um agente oxidante selecionado a partir do grupo que consiste em: uma fonte de iodato ([IO3]−) (por exemplo, iodato de sódio, iodato de potássio), uma fonte de permanganato ([MnO4]−) (por exemplo, permanganato de sódio, permanganato de potássio) e combinações dos mesmos.
13. Método ou uso de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o agente oxidante é uma fonte de peróxido (O22−).
14. Método ou uso de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a fonte de peróxido (O22−) é peróxido de hidrogênio (H2O2).
15. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 7 a 14 ou uso de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 14, caracterizado pelo fato de que a composição compreende uma fonte de ureia.
16. Método ou uso de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que a fonte de ureia é selecionada a partir do grupo que consiste em: ureia, um aduto de peróxido-ureia, proteínas, aminoácidos, urina e combinações dos mesmos.
17. Método ou uso de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 ou 13 a 16, caracterizado pelo fato de que a composição compreende um aduto de peróxido de hidrogênio-ureia.
18. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 7 a 17 ou uso de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 17, caracterizado pelo fato de que a composição compreende iodeto de potássio e peróxido de hidrogênio.
19. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 7 a 18 ou uso de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 18, caracterizado pelo fato de que o dejeto orgânico é dejeto humano, dejeto compostável, dejeto fúngico ou dejeto animal.
20. Dejeto orgânico, caracterizado pelo fato de ser tratado pelo método definido em qualquer uma das reivindicações 1 ou 7 a 19.
21. Uso do dejeto orgânico definido na reivindicação 20, caracterizado pelo fato de ser como um fertilizante; como um combustível de biomassa; como um condicionador de solo; como uma matéria-prima para digestão anaeróbica; como uma matéria-prima para biorrefino; como uma matéria-prima para produção de ração animal (por exemplo, alimento para peixe); como uma matéria-prima para produção de algas; como uma matéria-prima para produção de proteína animal (por exemplo, insetos/minhocas, etc); como uma matéria- prima/substrato para síntese química; como uma matéria-prima para produção de materiais de construção; como uma matéria-prima para produção de forragem animal; como uma matéria-prima para a produção de papel; ou como uma matéria-prima para processos de conversão térmica, tais como pirólise ou gaseificação.
22. Método para aprimorar a produção de ácidos graxos voláteis (VFAs) e ácidos carboxílicos de cadeia média (MCCAs) durante a digestão anaeróbica (AD) de dejeto orgânico, caracterizado pelo fato de que compreende colocar em contato uma composição que é capaz de gerar uma espécie reativa com o dejeto orgânico.
23. Método de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que a composição gera uma espécie reativa que inibe a metanogênese do dejeto orgânico.
24. Método de acordo com a reivindicação 22 ou 23, caracterizado pelo fato de que a composição compreende uma fonte de iodeto (I−) e uma fonte de peróxido (O22−).
25. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 22 a 24, caracterizado pelo fato de que a composição compreende uma fonte de iodeto (I−) e ureia-peróxido.
26. Invenção de produto, processo, sistema, kit ou uso, caracterizada pelo fato de que compreende um ou mais elementos descritos no presente pedido de patente.
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