WO2021052977A1 - Procédé de traitement de l'urine humaine ou animale et utilisations de l'urine transformée obtenue en particulier comme matière fertilisante - Google Patents

Procédé de traitement de l'urine humaine ou animale et utilisations de l'urine transformée obtenue en particulier comme matière fertilisante Download PDF

Info

Publication number
WO2021052977A1
WO2021052977A1 PCT/EP2020/075796 EP2020075796W WO2021052977A1 WO 2021052977 A1 WO2021052977 A1 WO 2021052977A1 EP 2020075796 W EP2020075796 W EP 2020075796W WO 2021052977 A1 WO2021052977 A1 WO 2021052977A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
urine
fermentation
acidified
bacteria
acid
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/075796
Other languages
English (en)
Inventor
Michaël ROES
Pierre HUGUIER
Original Assignee
Toopi Organics
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toopi Organics filed Critical Toopi Organics
Priority to AU2020350894A priority Critical patent/AU2020350894A1/en
Priority to CN202080068049.4A priority patent/CN114555541A/zh
Priority to EP20785444.9A priority patent/EP4031514A1/fr
Priority to US17/760,566 priority patent/US20220402834A1/en
Priority to BR112022004848A priority patent/BR112022004848A2/pt
Priority to CA3150889A priority patent/CA3150889A1/fr
Publication of WO2021052977A1 publication Critical patent/WO2021052977A1/fr
Priority to ZA2022/03217A priority patent/ZA202203217B/en

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05C—NITROGENOUS FERTILISERS
    • C05C9/00—Fertilisers containing urea or urea compounds
    • C05C9/005—Post-treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F3/00—Fertilisers from human or animal excrements, e.g. manure
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F17/00—Preparation of fertilisers characterised by biological or biochemical treatment steps, e.g. composting or fermentation
    • C05F17/20—Preparation of fertilisers characterised by biological or biochemical treatment steps, e.g. composting or fermentation using specific microorganisms or substances, e.g. enzymes, for activating or stimulating the treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F17/00—Preparation of fertilisers characterised by biological or biochemical treatment steps, e.g. composting or fermentation
    • C05F17/10—Addition or removal of substances other than water or air to or from the material during the treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F17/00—Preparation of fertilisers characterised by biological or biochemical treatment steps, e.g. composting or fermentation
    • C05F17/40—Treatment of liquids or slurries
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F3/00—Fertilisers from human or animal excrements, e.g. manure
    • C05F3/04—Fertilisers from human or animal excrements, e.g. manure from human faecal masses

Definitions

  • the invention relates to the treatment and recovery of human or animal urine.
  • the subject of the invention is a process for treating urine and the use of the transformed urine obtained, as well as by-products of the process, in particular as raw materials used for the manufacture of fertilizers.
  • Urine is considered a waste that must be eliminated. Its current method of disposal, mostly via sewerage, is problematic for wastewater treatment plants and more generally concerns the sustainable management of water resources. The nitrogen and micropollutants content of the urine in fact poses problems for the development of algae and the feminization of fish.
  • urine is not stable when collected. It rapidly loses its characteristics and its NPK content, in particular via the hydrolysis of urea to ammonia, which makes its industrial use unsuitable and currently impossible.
  • the fertilizer obtained by carrying out this process has a pH of less than 6, and a bacteria concentration of at least 10 6 CFU.mL 1 .
  • the subject of the invention is therefore a method for treating human or animal urine comprising:
  • the method comprises other steps and in particular an optional step before the acidification step, which consists in recovering from the urine at least one mineral in the form of a precipitate, in particular at least one mineral chosen from nitrogen and potassium. or phosphorus.
  • a subject of the invention is also the urine acidified and transformed by fermentation, capable of being obtained by carrying out the process, and which has at least the following characteristics: a pH less than 6, and a concentration of bacteria d. 'at least lC ⁇ UFC.mL 1 .
  • the pH of the urine would naturally rise between 8 and 9, and the transformed urine would not include bacteria because the urine would be loaded with ammonia, which would be at toxic concentrations. for bacteria.
  • the invention also relates to the use of such a urine acidified and transformed by fermentation, in particular as a fertilizing material based on bacterial inoculum, in particular for crops in open fields, market gardening and horticulture.
  • the invention also relates to the use of the co-products possibly obtained before the acidification step (in particular minerals in the form of precipitates) or during the urine fermentation step (in particular the biofilm formed during this step). step), in particular as a fertilizer, as a phytosanitary product or as a biocontrol product for agricultural use.
  • Figure 1 shows, in the form of a curve, the results obtained for the acidification of fresh urine with lactic acid.
  • Figure 2 shows, in the form of a curve, the results obtained for the acidification of the urine stored with lactic acid.
  • FIG. 3 represents, in the form of a histogram, the results obtained within 4 weeks in terms of the weight of fresh biomass of the aerial parts of corn treated with different volumes of urine according to the invention.
  • FIG. 4 represents, in the form of a histogram, the results obtained within 4 weeks in terms of the weight of fresh biomass of the corn roots treated with different volumes of urine according to the invention.
  • FIG. 5 represents, in the form of a histogram, the results obtained within 4 weeks in terms of weight of total fresh biomass of maize treated with different volumes of urine according to the invention.
  • FIG. 6 represents, in the form of a histogram, the results obtained within 4 weeks in terms of the weight of fresh aerial biomass of vines treated with different volumes of urine according to the invention.
  • FIG. 7 represents, in the form of a histogram, the results obtained within 4 weeks in terms of the weight of fresh root biomass from vines treated with different volumes of urine according to the invention.
  • FIG. 8 represents, in the form of a histogram, the results obtained within 4 weeks in terms of the weight of total fresh biomass of vines treated with different volumes of urine according to the invention.
  • acidified urine within the meaning of the invention, is meant urine whose pH value has been reduced relative to the pH value of the initial urine.
  • the pH of acidified urine is an acidic pH.
  • transformed urine within the meaning of the invention, is meant urine which has undergone a process which has transformed at least one characteristic of natural urine, so that it is no longer a natural product but of a processed product obtained from a natural product.
  • the transformed urine is urine transformed at least by fermentation, for example by lactic fermentation.
  • the subject of the invention is a method for treating human or animal urine comprising at least the implementation of the following steps:
  • Human or animal urine is collected by any method suitable for implementing the method according to the invention.
  • human urine it can in particular be collected from various sources such as toilet rental companies, festivals, medical analysis laboratories, and communities.
  • animal urine it can in particular be collected from various sources such as breeders and veterinary analysis laboratories.
  • Human or animal urine is collected in containers such as cans, barrels or tanks for example.
  • the containers may contain one or more acids for carrying out the acidification step.
  • the method according to the invention can optionally comprise a preliminary step before the acidification step, which consists in precipitating the co-products generated during the storage step before acidification.
  • These co-products are preferably minerals, in particular minerals chosen from nitrogen, potassium and phosphorus (struvite).
  • the process consists in adding magnesium salts in solution in order to precipitate the phosphorus present, preferably at a volumetric ratio of 1: 1 (Mg: P) .
  • This precipitate can be recovered by filtration through a mesh filter of between 10 and 30 ⁇ m.
  • the precipitate can subsequently undergo various treatments, such as an enema, dissolution, pressing and / or drying in the open air in order to obtain a material in liquid or solid form.
  • the urine acidification step is carried out so that the urine has a pH less than 6, preferably less than or equal to 5.5 and according to one embodiment less than or equal to 4.
  • the acidification urine at a pH below 6 is necessary because it helps to inhibit the growth of pathogens and prevents the spontaneous reaction of hydrolysis of urea to ammonia, so the urine retains its nitrogen concentration. Acidification also allows urine to have the pH required for fermentation, especially lactic acid fermentation.
  • the pH of the urine must also be adapted to the fermentation conditions of the microorganisms used for the fermentation. During fermentation, it may also be necessary to stabilize the pH of the urine, either by adding a base in the event of a decrease in pH, preferably chosen from among calcium hydroxide, potassium hydroxide, sodium hydroxide or mixtures thereof; either by adding an acid in the event of an increase in pH, preferably chosen from sulfuric acid, acetic acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, nitric acid, lactic acid or their mixtures.
  • a base in the event of a decrease in pH preferably chosen from among calcium hydroxide, potassium hydroxide, sodium hydroxide or mixtures thereof
  • an acid in the event of an increase in pH preferably chosen from sulfuric acid, acetic acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, nitric acid, lactic acid or their mixtures.
  • the urine is preferably acidified to 4 ⁇ pH ⁇ 5 when the bacteria used for the lacto-fermentation step are bacteria of the Lactobacillaceae family,
  • the urine is preferably acidified to 4.5 ⁇ pH ⁇ 5.5 when the bacteria used for the lacto-fermentation step are bacteria of the Streptococcaceae family,
  • the urine is preferably acidified to 4.5 ⁇ pH ⁇ 5.5 when the bacteria used for the lacto-fermentation step are bacteria of the Pseudomonadaceae family,
  • the urine is preferably acidified to 4 ⁇ pH ⁇ 5 when the bacteria used for the lacto-fermentation step are bacteria of the Enterococcaceae family,
  • the urine is preferably acidified to 3.5 ⁇ pH ⁇ 4.5 when the bacteria used for the lacto-fermentation step are bacteria of the Leuconostocaceae family,
  • the urine is preferably acidified to 5 ⁇ pH ⁇ 6 when the bacteria used for the lacto-fermentation step are bacteria of the Bifidiobacteriaceae family.
  • the acidification step can be carried out anywhere that makes it possible to obtain urine with the desired acidic pH.
  • the acidification step can be carried out by adding to the urine at least one acidic pH adjuster, preferably at least one acid, and even more preferably at least one acid chosen from sulfuric acid, acid acetic, hydrochloric acid, phosphoric acid, nitric acid and lactic acid.
  • the acid used to acidify the urine is added to the urine at a concentration of between 0.1 and 10% by weight of the total weight of the mixture consisting of the urine and acid, preferably between 0.5 and 2.5%.
  • the acidification step is carried out by adding at least lactic acid to the urine
  • the acidification step is preferably carried out by adding to the urine between 0.5 and 5% lactic acid in weight of the total weight of the urine and acid mixture, even more preferably between 1 and 2%.
  • the acidification step is carried out by adding at least bacteria in acidic medium
  • the acidification step is carried out by adding to the urine between 1 and 10% of the mixture of bacteria in acidic medium by weight by weight total of the urine and acidifying mixture, even more preferably between 3 and 5%.
  • the acidification step is preferably carried out at the time of collecting the urine to avoid the reaction of hydrolysis of urea to ammonia.
  • the acidification step is carried out by adding at least one acid to the container in which the urine is received or poured, upstream of the reception of the urine, preferably at the bottom. container before urine is poured into it.
  • the container, once filled, is preferably hermetically sealed for transport in order to limit gas exchange in the open air, and the container is preferably made of plastic or metal resistant to corrosion by acid.
  • the acid (s) can be replaced by a mixture of bacteria in an acidic medium, such that the acidification is associated with an inoculation of bacteria.
  • the acidification step of the method according to the invention is carried out by adding to the urine at least one mixture of bacteria in an acidic medium, such that the acidification is associated with an inoculation bacteria.
  • the end of the acidification step is carried out by adding to the urine at least one mixture of bacteria in an acidic medium, such that the acidification is associated with an inoculation bacteria.
  • the NEU / N-total ratio of urine is less than or equal to 30%, and / or
  • the N-urea / N-total ratio of the urine is greater than or equal to 50%, and / or
  • the acidification step lasts less than 12 days, even more preferably less than 7 days, and in particular between 12 hours and 7 days.
  • the method according to the invention can comprise an additional step of storing the urine after acidification.
  • the urine can be stored after the acidification step and before the filtration step, or after the filtration step and before the lactic fermentation transformation step.
  • the urine can be stored for an indefinite period, preferably for a period less than or equal to 6 months. Indeed, beyond 6 months urea degrades strongly into ammonia which makes the environment unfavorable to microbial growth.
  • Storage can be carried out in any suitable container. This can be the container in which the urine was collected or any other plastic or metal container resistant to acid corrosion. Preferably, storage is carried out protected from light in order to avoid the effect of UV on the composition of the urine and at room temperature (approximately 20 ° C). Extreme temperatures, either below 0 ° C or above 40 ° C, are unfavorable for storage because they can modify the composition of the urine.
  • the acidified urine before or after possible storage, preferably just before the stage of transformation by fermentation, comprises a stage of filtration.
  • This filtration step must make it possible to remove the undesirable particles contained in the urine, such as in particular hairs, hair, pollutants in chelated form, residual salts and any other particles that may be present (dead leaves, gravel, etc. ).
  • the filtration step is preferably carried out at least by filtration on a filter with a mesh size of between 0.1 and 80 ⁇ m. Particularly, the filtration is carried out at 25pm. This helps to remove unwanted particles, depending on the quality of the urine stored.
  • the filtration can be carried out on a filter absorbing organic compounds, such as an activated carbon filter, chabazite, zeolite, or any other filtration system.
  • a filter absorbing organic compounds such as an activated carbon filter, chabazite, zeolite, or any other filtration system.
  • the process according to the invention comprises a stage of fermentation, that is to say of transformation under the influence of microorganisms.
  • the microorganisms used for the fermentation step are bacteria. These bacteria can be lactic acid bacteria (in this case for fermentation we speak specifically of lactic fermentation or lacto-fermentation) or non-lactic bacteria.
  • the step of transforming the urine by fermentation consists in adding to the urine at least one carbon source and at least one inoculum of bacteria.
  • the carbon source is preferably added in an amount of 1 to 40 g. L 1 relative to the volume of acidified and filtered urine to be transformed.
  • the carbon source can be diverse. It is preferably chosen from fructose, glucose, lactose, maltose, sucrose and their mixtures.
  • the bacterial inoculum is preferably added at a rate of 0.1 to 10% by volume relative to the volume of the mixture of acidified and filtered urine and of the carbon source.
  • the inoculum can be obtained in particular from a stock solution consisting at least of:
  • the fermentation step can be carried out in particular at a temperature between 25 and 35 ° C. It is preferably carried out at a temperature corresponding to the optimum growth temperature of the microorganism (s) used for the fermentation.
  • the temperature can be for example:
  • the fermentation step is carried out for a period of at least 12 hours, preferably for a period of between 3 and 12 days. This duration varies depending on the microorganisms and the conditions used for the fermentation.
  • One or more bacteria can be used for fermentation. Fermentation can therefore be carried out with at least two different bacteria. It can be at least two different lactic acid bacteria in the case where the fermentation is a lactic acid fermentation. If the fermentation is carried out with one or more non-lactic bacteria, these are preferably chosen from bacteria belonging to at least one of the following orders: Rhizobiales (in particular the Bradyrhizobiaceae, Rhizobiaceae, and Phyllobacteriaceae families), Bacillales (in particular the families Bacillaceae and Paenibacillaceae), Rhodospirillales (in particular the family Rhodospirillaceae), Actinomycetales (in particular the family Frankiaceae), Burkholderiales (in particular the family Burkholderiaceae), Flavobacteriales (in particular the family Flavobactericeae), Pseudomonaceae family Pseudomonaceae (in particular) .
  • Rhizobiales in particular the Bradyrhizobiaceae,
  • the fermentation is carried out with one or more lactic acid bacteria
  • the fermentation is carried out with at least one bacterium chosen from bacteria of the order Lactobacillales, in particular at least one bacterium whose family is chosen from Lactobacillaceae, Streptococcaceae, Enterococcaceae , Leuconostocaceae, Bifidiobacteriaceae.
  • Different implementation variants of the fermentation step of the process according to the invention can be, for example:
  • the fermentation is carried out with at least Lactobacillus sp.
  • the fermentation step is carried out with at least one Lactobacillus sp. at a temperature between 30 and 35 ° C, for between 10 and 12 days, in urine acidified to pH between 3.5 and 5.0, with the addition of sugar, preferably sucrose, between 20 and 25g. L 1 .
  • the method according to the invention can also comprise one or more additional steps.
  • the method according to the invention may comprise one or more step (s) which consist (s) in adding additional constituents to the urine, such as in particular sources of nitrogen (in urea, nitrate / nitrite or ammonium), phosphorus and / or potassium, secondary elements (calcium and / or magnesium) or trace elements (cobalt, copper, iron, manganese and / or zinc).
  • additional constituents such as in particular sources of nitrogen (in urea, nitrate / nitrite or ammonium), phosphorus and / or potassium, secondary elements (calcium and / or magnesium) or trace elements (cobalt, copper, iron, manganese and / or zinc).
  • additional constituents such as in particular sources of nitrogen (in urea, nitrate / nitrite or ammonium), phosphorus and / or potassium, secondary elements (calcium and / or magnesium) or trace elements (cobalt, copper, iron, manganese and / or zinc).
  • additional constituents such as in
  • it can comprise an additional step of adding at least one base in the acidified urine, with the aim of obtaining an optimum pH for the growth of the bacteria used during the step. fermentation.
  • the method according to the invention can therefore comprise a step of adding at least one base to the acidified urine.
  • the addition of the base is carried out so that the urine has a higher pH than that obtained after the acidification step. Preferably, this pH is less than 6.
  • the pH is adjusted so that the urine has a pH suitable for the growth of the bacteria used for the fermentation of the urine. Adjusting the pH to the desired value is achieved by changing the concentration of the base in the urine depending on the pH of the acidified urine, the desired pH, and the base used.
  • the base used for the step of adding a base to the acidified urine can in particular be chosen from calcium hydroxide, potassium hydroxide, sodium hydroxide and their mixtures.
  • This variant of the process comprising a step of adding a base, instead of reaching the desired pH only by acidification of the urine, makes it possible to reach the desired pH in several steps (at least two steps): acidification then addition of at least one base.
  • the method according to the invention allows the pH of the urine before transformation by fermentation to have a pH suitable for the growth of the bacteria used for the fermentation of the urine. .
  • the step of adding a base to the acidified urine can be carried out at any time during the process after the acidification step and before the step of transforming the urine by fermentation.
  • it may also be necessary to stabilize the pH of the urine either by adding a base in the event of a decrease in the pH, preferably chosen from calcium hydroxide, potassium hydroxide, sodium hydroxide or mixtures thereof; either by adding an acid in the event of an increase in pH, preferably chosen from sulfuric acid, acetic acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, nitric acid, lactic acid or their mixtures.
  • the method according to the invention can comprise a step of stabilizing the pH, by adding at least one base or at least one acid during the step of transforming the urine by fermentation.
  • the method according to the invention can comprise the succession of at least the following steps: a step of acidifying the urine so that the urine has a pH of less than 6, a step addition of at least one base in the urine (the pH being higher but preferably always less than 6),
  • a step of transformation of the urine by fermentation optionally comprising a step of stabilizing the pH, by adding at least one base or an acid.
  • the method according to the invention can comprise the succession of at least the following steps: a step of acidifying the urine so that the urine has a pH of less than 6,
  • a urine filtration step a step of adding at least one base in the urine (the pH being higher but preferably always less than 6),
  • a step of transformation of the urine by fermentation optionally comprising a step of stabilizing the pH, by adding at least one base or an acid.
  • the process according to the invention can optionally comprise one or more additional stages before acidification, during the process or after fermentation.
  • the urine obtained after the fermentation step is in liquid form.
  • the method according to the invention can also comprise an additional step of concentrating microorganisms, in particular bacteria (by any suitable means, in particular centrifugation, dehydration and / or lyophilization) so as to obtain a product in solid form.
  • the process according to the invention can be implemented on an industrial scale, and makes it possible to obtain a product in a few days.
  • the process according to the invention advantageously makes it possible to recover a natural raw material currently considered as waste, which today requires significant, expensive and unsatisfactory treatments.
  • Acidified and transformed urine The subject of the invention is also an acidified and transformed urine, capable of being obtained by carrying out the method according to the invention.
  • the acidified and transformed urine also has at least one of the following characteristics, preferably at least two, even more preferably at least three or all:
  • the acidified and transformed urine according to the invention is a complex matrix which comprises in particular nitrogen, phosphorus and potassium. It also contains secondary elements, such as calcium and magnesium, as well as trace elements, such as cobalt, copper, manganese and zinc.
  • the urine acidified and transformed according to the invention can be in liquid form. It is then stored in any suitable container such as bottles, cans, drums or vats, preferably in opaque plastic or in metal resistant to corrosion from acid product.
  • Acidified and transformed urine can also be in solid form, especially in granular, peeled or powdered form.
  • the granules and / or the peels can be obtained from mineral substrates, such as zeolite and perlite, as well as from organic substrates, such as bat or bird guano.
  • the urine acidified and transformed according to the invention is preferably in compliance with the regulations in force concerning harmlessness, in particular on the content of trace metal elements and of pathogenic organisms.
  • the subject of the invention is also the use of the acidified and transformed urine according to the invention, in particular of the acidified and transformed urine obtained by carrying out the process. according to the invention, as a fertilizer.
  • the acidified and transformed urine according to the invention can be used as fertilizer for all types of plants, including in fields, and whatever the growing media (compost, potting soil, etc.). coconut fiber, etc.) in particular:
  • the use according to the invention is preferably carried out before semi or in the first weeks of plant growth.
  • fertilizer can also be used in combination with other fertilizers, such as mineral and / or organic fertilizers as well as amendments such as compost, in order to improve the absorption of minerals and / or to improve the final quality of the crop. fertilizer.
  • the acidified and transformed urine is used to stimulate the growth of plants, in particular by stimulating growth in the vegetative phase by means of growth factors (“Plant Growth Promoting Factors”). produced by microorganisms in acidified and transformed urine, especially bacteria.
  • Plant Growth Promoting Factors produced by microorganisms in acidified and transformed urine, especially bacteria.
  • the acidified and transformed urine is liquid, it is preferably diluted in water.
  • the use dose of liquid product is recommended between 5 to 50L / ha diluted in 100 to 500L of water.
  • the liquid product is used at the rate of 5 to 50mL per liter of water,
  • the transformed urine when the transformed urine is solid, it is preferably applied directly to the ground.
  • the use rate of solid product is recommended between 0.5 to 5 kg / ha.
  • the solid product is used at a rate of 0.5 to 5 g per plant.
  • the product according to the invention can be used in small quantities to obtain a significant effect on the growth of plants.
  • the fertilizing material according to the invention is obtained from a natural product. Its process does not involve any solvent. It is in no way dangerous for humans or for the environment.
  • the subject of the invention is also the use of co-products obtained during the implementation of a process according to the invention.
  • by-products are generated during the storage step before acidification and during the fermentation step, and in particular:
  • minerals in particular minerals chosen from nitrogen, potassium and phosphorus (struvite),
  • Bacterial surface biofilm is produced by bacteria during fermentation. It is composed of exopolysaccharides in particular. This surface film can be recovered using a scraper fitted with a mesh filter between 1 and 10 ⁇ m. The biofilm can subsequently undergo various treatments, such as enema, dissolving, pressing and / or drying in the open air in order to obtain a material in liquid or solid form.
  • Example 1 Process for transforming a urine according to the invention with lactic acid and Lactobacillus sp.
  • An example of a method according to the invention comprises the following steps:
  • the mixture has a pH equal to 4.0, it can be stored under these conditions for up to 6 months in an airtight plastic container, at room temperature and protected from light;
  • the inoculum used was obtained beforehand as follows:
  • the final concentration of bacteria obtained is of the order of 10 6 CFU.mL 1 .
  • Example 2 Process for transforming a urine according to the invention with lactic acid and Lactobacillus sp.
  • An example of a method according to the invention comprises the following steps:
  • the mixture has a pH equal to 4.0, it can be stored under these conditions for up to 6 months in an airtight plastic container, at room temperature and protected from light,
  • the inoculum used was obtained beforehand as follows:
  • the final concentration of bacteria obtained is of the order of 10 6 CFU.mL 1 .
  • Example 3 Process for transforming a urine according to the invention with nitric acid and Bifidiobacterium bifidum.
  • An example of a method according to the invention comprises the following steps: - place 0.5% by weight of nitric acid in the bottom of the plastic container (for 100L of urine, add 0.5kg of nitric acid, or about 0.36L);
  • the mixture has a pH equal to 4.0, it can be stored under these conditions for up to 6 months in an airtight plastic container, at room temperature and protected from light;
  • the inoculum used was obtained beforehand as follows:
  • the final concentration of bacteria obtained is of the order of 10 6 CFU.mL 1 .
  • Example 4 Process for transforming a urine according to the invention with recovery of struvite, lactic acid and Lactobacillus sp.
  • An example of a method according to the invention comprises the following steps:
  • MgSC magnesium sulphate
  • the mixture has a pH equal to 4.0, it can be stored under these conditions for up to 6 months in an airtight plastic container, at room temperature and protected from light;
  • the inoculum used was obtained beforehand as follows:
  • the final concentration of bacteria obtained is of the order of 10 6 CFU.mL 1 .
  • Example 5 Process for transforming a urine according to the invention with lactic acid, sodium hydroxide and Lactobacillus sp, with stabilization of the pH during fermentation.
  • An example of a method according to the invention comprises the following steps: - place 1% by weight of lactic acid in the bottom of the plastic container (for 100L of urine, add 1kg of lactic acid, ie approximately 0.83L);
  • the mixture has a pH equal to 3, because of variations linked to the origin of the urine;
  • - urine can be stored in an airtight plastic container at room temperature and protected from light
  • the inoculum used was obtained beforehand as follows:
  • the final concentration of bacteria obtained is of the order of 10 6 CFU.mL 1 .
  • the aim of this test is to evaluate the effect of lactic acid on the pH of fresh urine, in order to achieve optimal pH for bacterial growth.
  • the test was carried out on IL urine having less than 2 hours of storage.
  • a range of lactic acid concentrations was tested by weight relative to urine weight, and which is as follows: 0.1%; 0.25%; 0.5%; 0.75%; 1%; 2.5% and 5%.
  • Figure 1 represents the variation of the pH of the fresh urine according to the concentration of lactic acid. It is noted that the addition of 0.1% lactic acid makes it possible to acidify the urine, and that the addition of 0.25% makes it possible to obtain a pH below 6. A pH of 4 is obtained after adding 0.5% to 0.75% lactic acid.
  • the aim of this test is to evaluate the effect of lactic acid on the pH of stored urine, in order to achieve optimal pH for bacterial growth.
  • the test was carried out on IL of urine having stored for 15 days in an airtight container.
  • a range of lactic acid concentrations was tested by weight relative to urine weight, and which is as follows: 0.5%; 1%; 2%; 3%; 4%; 5%, 10% and 20%.
  • FIG. 2 represents the variation in the pH of the stored urine as a function of the concentration of lactic acid. It is observed that the stored urine has a higher pH than the fresh urine and that it is necessary to provide a greater concentration of lactic acid to obtain a pH below 6, namely between 1 and 2%. A pH of 4 is obtained after the addition of 4% lactic acid.
  • the acidified and transformed urine according to the invention makes it possible to improve the growth of the treated plants, and this to a greater extent than the positive control.
  • Demonstration of the Efficacy of the Invention on the Growth of Viqne Plants The aim of this test is to demonstrate the efficacy, as a fertilizer, of an acidified and transformed urine according to the invention.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Fertilizers (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

L'invention a pour objet un procédé de traitement de l'urine humaine ou animale comprenant la mise en œuvre des étapes suivantes: - une étape d'acidification de l'urine de façon à ce que l'urine présente un pH inférieur à 6, - une étape de filtration de l'urine, - une étape de transformation de l'urine par fermentation. L'invention concerne également l'urine obtenue et les coproduits de ce procédé, ainsi que leurs utilisations notamment comme matière fertilisante.

Description

DESCRIPTION
Procédé de traitement de l'urine humaine ou animale et utilisations de l'urine transformée obtenue en particulier comme matière fertilisante Domaine technique
L'invention concerne le traitement et la valorisation de l'urine humaine ou animale. En particulier l'invention a pour objet un procédé de traitement de l'urine et l'utilisation de l'urine transformée obtenue, ainsi que des coproduits du procédé, en particulier comme matières premières utilisées pour la fabrication de fertilisants.
Art antérieur
L'urine est considérée comme un déchet qu'il faut éliminer. Son mode d'élimination actuel, en majorité via le tout-à-l'égout, est problématique pour les stations d'épuration et concerne plus généralement la gestion durable de la ressource en eau. La teneur en azote et micro- polluants de l'urine pose en effet des problèmes de développement d'algues et de féminisation des poissons.
L'urine humaine est connue pour avoir un potentiel de fertilisation avéré en agriculture, au même titre que les urines animales qui sont déjà utilisées par les exploitants. En effet, l'urine est riche en azote (N), phosphore (P) et potassium(K), qui sont les éléments essentiels pour la fertilisation des sols et des cultures.
Toutefois, l'urine n'est pas stable lorsqu'elle est collectée. Elle perd rapidement ses caractéristiques et sa teneur en NPK, notamment via l'hydrolyse de l'urée en ammoniaque, ce qui rend son utilisation industrielle inadaptée et impossible actuellement.
Il existe donc un besoin en une urine stable, répondant aux critères d'innocuité des règlementations en vigueur, en particulier sur la teneur en éléments traces métalliques et en organismes pathogènes, et qui présente des caractéristiques lui permettant une utilisation comme matière fertilisante adaptée à un usage agricole.
Résumé de l'invention
En travaillant sur le traitement de l'urine, les inventeurs ont mis au point un procédé biologique qui permet de stabiliser, dépolluer et enrichir en micro-organismes l'urine humaine ou animale. Le fertilisant obtenu par la mise en oeuvre de ce procédé présente un pH inférieur à 6, et une concentration en bactéries d'au moins 106 UFC.mL 1. L'invention a donc pour objet un procédé de traitement de l'urine humaine ou animale comprenant :
- une étape d'acidification de l'urine de façon à ce que l'urine présente un pH inférieur à 6,
- une étape de filtration de l'urine,
- une étape de transformation de l'urine par fermentation.
Le procédé comprend d'autres étapes et notamment une étape optionnelle avant l'étape d'acidification, qui consiste à récupérer dans l'urine au moins un minéral sous forme de précipité, notamment au moins un minéral choisi parmi l'azote, le potassium ou le phosphore. L'invention a également pour objet l'urine acidifiée et transformée par fermentation, susceptible d'être obtenue par la mise en oeuvre du procédé, et qui présente au moins les caractéristiques suivantes : un pH inférieur à 6, et une concentration en bactéries d'au moins lC^ UFC.mL 1. Sans la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, le pH de l'urine monterait naturellement entre 8 et 9, et l'urine transformée ne comprendrait pas de bactérie car l'urine se chargerait en ammoniaque, qui serait à des concentrations toxiques pour les bactéries. L'invention concerne aussi l'utilisation d'une telle urine acidifiée et transformée par fermentation, en particulier comme matière fertilisante à base d'inoculum bactérien, notamment pour les cultures en plein champs, le maraîchage et l'horticulture.
L'invention vise aussi l'utilisation des coproduits obtenus éventuellement avant l'étape d'acidification (en particulier des minéraux sous forme de précipités) ou lors de l'étape de fermentation de l'urine (en particulier le biofilm formé lors de cette étape), notamment comme matière fertilisante, comme produit phytosanitaire ou comme produit de biocontrôle à usage agricole.
Brève description des Figures Figure 1 : la figure 1 représente, sous forme de courbe, les résultats obtenus pour l'acidification de l'urine fraîche avec de l'acide lactique.
Figure 2 : la figure 2 représente, sous forme de courbe, les résultats obtenus pour l'acidification de l'urine stockée avec de l'acide lactique.
Figure 3 : la figure 3 représente, sous forme d'histogramme, les résultats obtenus sous 4 semaines en termes de poids de biomasse fraîche des parties aériennes de maïs traités avec des volumes différents d'urine selon l'invention. Figure 4 : la figure 4 représente, sous forme d'histogramme, les résultats obtenus sous 4 semaines en termes de poids de biomasse fraîche des racines de maïs traités avec des volumes différents d'urine selon l'invention.
Figure 5 : la figure 5 représente, sous forme d'histogramme, les résultats obtenus sous 4 semaines en termes de poids de biomasse fraîche totale de maïs traités avec des volumes différents d'urine selon l'invention.
Figure 6 : la figure 6 représente, sous forme d'histogramme, les résultats obtenus sous 4 semaines en termes de poids de biomasse fraîche aérienne de vignes traitées avec des volumes différents d'urine selon l'invention.
Figure 7 : la figure 7 représente, sous forme d'histogramme, les résultats obtenus sous 4 semaines en termes de poids de biomasse fraîche racinaire de vignes traitées avec des volumes différents d'urine selon l'invention.
Figure 8 : la figure 8 représente, sous forme d'histogramme, les résultats obtenus sous 4 semaines en termes de poids de biomasse fraîche totale de vignes traitées avec des volumes différents d'urine selon l'invention.
Description détaillée de l'invention
Définitions
Par « urine acidifiée » au sens de l'invention, on entend une urine dont la valeur de pH a été diminuée par rapport à la valeur de pH de l'urine initiale. Le pH de l'urine acidifiée est un pH acide.
Par « urine transformée » au sens de l'invention, on entend une urine qui a subi un procédé qui a transformé au moins une caractéristique de l'urine naturelle, si bien qu'il ne s'agit plus d'un produit naturel mais d'un produit transformé obtenu à partir d'un produit naturel. Préférentiellement l'urine transformée est une urine transformée au moins par fermentation, par exemple par fermentation lactique.
Procédé de traitement de l'urine humaine ou animale
L'invention a pourobjet un procédé de traitement de l'urine humaine ou animale comprenant au moins la mise en oeuvre des étapes suivantes :
- une étape d'acidification de l'urine de façon à ce que l'urine présente un pH inférieur à 6,
- une étape de filtration de l'urine,
- une étape de transformation de l'urine par fermentation. L'urine humaine ou animale est collectée par tout procédé adapté pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention.
Pour l'urine humaine, elle peut en particulier être collectée auprès de différentes sources comme les loueurs de toilettes, les festivals, les laboratoires d'analyses médicales, et les collectivités.
Pour l'urine animale, elle peut en particulier être collectée auprès de différentes sources comme les éleveurs et les laboratoires d'analyses vétérinaires.
L'urine humaine ou animale est collectée dans des contenants comme des bidons, des fûts ou des cuves par exemple. Selon un mode de réalisation, les contenants peuvent contenir un ou plusieurs acides pour la mise en oeuvre de l'étape d'acidification.
De façon optionnelle, le procédé selon l'invention peut éventuellement comprendre une étape préliminaire avant l'étape d'acidification, qui consiste à précipiter des co-produits générés lors de l'étape de stockage avant acidification. Ces co-produits sont préférentiellement des minéraux, en particulier des minéraux choisis parmi l'azote, le potassium et le phosphore (struvite). Dans le cas particulier de la récupération de la struvite présente dans l'urine avant acidification, le procédé consiste à ajouter des sels de magnésium en solution afin de précipiter le phosphore présent, préférentiellement à un ratio volumétrique de 1 : 1 (Mg : P). Ce précipité peut être récupéré par filtration sur un filtre de maille comprise entre 10 et 30pm. Le précipité peut par la suite subir différents traitements, comme un lavement, une mise en solution, un pressage et/ou séchage à l'air libre afin d'obtenir un matériau sous forme liquide ou solide.
L'étape d'acidification de l'urine est réalisée de façon à ce que l'urine présente un pH inférieur à 6, préférentiellement inférieur ou égal à 5,5 et selon un mode de réalisation inférieur ou égal à 4. L'acidification de l'urine à un pH inférieur à 6 est nécessaire car elle permet d'inhiber la croissance des pathogènes et empêche la réaction spontanée d'hydrolyse de l'urée en ammoniaque, donc l'urine conserve sa concentration en azote. L'acidification permet également à l'urine de présenter le pH nécessaire à la fermentation, notamment à la fermentation lactique.
Le pH de l'urine est en outre à adapter aux conditions de fermentation des micro-organismes utilisés pour la fermentation. Lors de la fermentation, il peut également être nécessaire de stabiliser le pH de l'urine, soit par l'ajout d'une base en cas de diminution du pH, préférentiellement choisie parmi l'hydroxyde de calcium, l'hydroxyde de potassium, l'hydroxyde de sodium ou leurs mélanges ; soit par l'ajout d'un acide en cas d'élévation du pH, préférentiellement choisi parmi l'acide sulfurique, l'acide acétique, l'acide chlorhydrique, l'acide phosphorique, l'acide nitrique, l'acide lactique ou leurs mélanges.
Dans le cas d'une fermentation réalisée par des bactéries lactiques :
- l'urine est préférentiellement acidifiée à 4 < pH < 5 lorsque les bactéries utilisées pour l'étape de lacto-fermentation sont des bactéries de la famille des Lactobacillaceae,
- l'urine est préférentiellement acidifiée à 4,5 < pH < 5,5 lorsque les bactéries utilisées pour l'étape de lacto-fermentation sont des bactéries de la famille des Streptococcaceae,
- l'urine est préférentiellement acidifiée à 4,5 < pH < 5,5 lorsque les bactéries utilisées pour l'étape de lacto-fermentation sont des bactéries de la famille des Pseudomonadaceae,
- l'urine est préférentiellement acidifiée à 4 < pH < 5 lorsque les bactéries utilisées pour l'étape de lacto-fermentation sont des bactéries de la famille des Enterococcaceae,
- l'urine est préférentiellement acidifiée à 3,5 < pH < 4,5 lorsque les bactéries utilisées pour l'étape de lacto-fermentation sont des bactéries de la famille des Leuconostocaceae,
- l'urine est préférentiellement acidifiée à 5 < pH < 6 lorsque les bactéries utilisées pour l'étape de lacto-fermentation sont des bactéries de la famille des Bifidiobacteriaceae.
L'étape d'acidification peut être réalisée partout moyen permettant d'obtenir une urine avec le pH acide désiré. En particulier, l'étape d'acidification peut être réalisée en ajoutant à l'urine au moins un ajusteur de pH acide, préférentiellement au moins un acide, et encore plus préférentiellement au moins un acide choisi parmi l'acide sulfurique, l'acide acétique, l'acide chlorhydrique, l'acide phosphorique, l'acide nitrique et l'acide lactique.
Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, l'acide utilisé pour acidifier l'urine est ajouté à l'urine à une concentration comprise entre 0,1 et 10% en poids du poids total du mélange constitué par l'urine et l'acide, préférentiellement entre 0,5 et 2,5%.
Lorsque l'étape d'acidification est réalisée en ajoutant au moins de l'acide lactique à l'urine, préférentiellement l'étape d'acidification est réalisée en ajoutant à l'urine entre 0,5 et 5% d'acide lactique en poids du poids total du mélange urine et acide, encore plus préférentiellement entre 1 et 2%.
Lorsque l'étape d'acidification est réalisée en ajoutant au moins des bactéries en milieu acide, préférentiellement l'étape d'acidification est réalisée en ajoutant à l'urine entre 1 et 10% du mélange de bactéries en milieu acide en poids du poids total du mélange urine et acidifiant, encore plus préférentiellement entre 3 et 5%. L'étape d'acidification est préférentiellement réalisée au moment de la collecte de l'urine pour éviter la réaction d'hydrolyse de l'urée en ammoniaque. Afin de limiter au maximum la perte d'azote, l'étape d'acidification est réalisée par ajout d'au moins un acide dans le contenant dans lequel les urines sont réceptionnées ou versées, en amont de la réception des urines, préférentiellement en fond de contenant avant que les urines n'y soient versées. Le contenant une fois rempli est préférentiellement fermé hermétiquement pour le transport afin de limiter les échanges gazeux à l'air libre, et le contenant est préférentiellement en matière plastique ou métal résistant à la corrosion par l'acide.
Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, le ou les acides peuvent être remplacés par un mélange de bactéries en milieu acide, de telle sorte que l'acidification est associée à une inoculation de bactéries. Ainsi, dans ce mode de réalisation, l'étape d'acidification du procédé selon l'invention est réalisée en ajoutant à l'urine au moins un mélange de bactéries en milieu acide, de telle sorte que l'acidification est associée à une inoculation de bactéries. Préférentiellement, en fin d'étape d'acidification :
- le ratio NEU/N-total de l'urine est inférieur ou égal à 30%, et/ou
- le ratio N-uréique/N-total de l'urine est supérieur ou égal à 50%, et/ou
- le ratio C/N est supérieur ou égal à 2.
Dans un mode de réalisation de l'invention, l'étape d'acidification a une durée inférieure à 12 jours, encore plus préférentiellement inférieure à 7 jours, et en particulier entre 12 heures et 7 jours.
Après avoir été acidifiée, l'urine peut être stockée. Ainsi, le procédé selon l'invention peut comprendre une étape supplémentaire de stockage de l'urine après acidification.
L'urine peut être stockée après l'étape d'acidification et avant l'étape de filtration, ou après l'étape de filtration et avant l'étape de transformation par fermentation lactique.
L'urine peut être stockée pendant une durée indéterminée, préférentiellement pendant une durée inférieure ou égale à 6 mois. En effet, au-delà de 6 mois l'urée se dégrade fortement en ammoniaque ce qui rend le milieu défavorable à la croissance microbienne.
Le stockage peut être réalisé dans tout contenant adapté. Il peut s'agir du contenant dans lequel a été collecté l'urine ou de tout autre contenant en plastique ou en métal résistant à la corrosion par l'acide. Préférentiellement, le stockage est effectué à l'abri de la lumière afin d'éviter l'effet des UV sur la composition des urines et à température ambiante (environ 20°C). Les températures extrêmes, soit inférieures à 0°C ou soit supérieures à 40°C sont défavorables au stockage car pouvant modifier la composition de l'urine.
L'urine acidifiée, avant ou après stockage éventuel, préférentiellement juste avant l'étape de transformation par fermentation, comprend une étape de filtration.
Cette étape de filtration doit permettre d'enlever les particules indésirables contenues dans l'urine, telles que notamment des poils, des cheveux, des polluants sous forme chélatée, des sels résiduels et toutes autres particules pouvant être présentes (feuilles mortes, gravier, etc...).
L'étape de filtration est préférentiellement réalisée au moins par filtration sur un filtre de mailles comprises entre 0,1 et 80pm. Particulièrement, la filtration est effectuée à 25pm. Ceci permet d'éliminer les particules indésirables, en fonction de la qualité de l'urine stockée.
La filtration peut être effectuée sur un filtre absorbant des composés organiques, tel qu'un filtre à charbon actif, à chabazite, à zéolithe, ou tout autre système de filtration.
Après filtration, le procédé selon l'invention comprend une étape de fermentation, c'est-à- dire de transformation sous l'influence de micro-organismes. Préférentiellement les micro organismes utilisés pour l'étape de fermentation sont des bactéries. Ces bactéries peuvent des êtres des bactéries lactiques (dans ce cas pour la fermentation on parle spécifiquement de fermentation lactique ou lacto-fermentation) ou des bactéries non lactiques.
Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, l'étape de transformation de l'urine par fermentation consiste à ajouter dans l'urine au moins une source de carbone et au moins un inoculum de bactéries.
La source de carbone est préférentiellement ajoutée à raison de 1 à 40g. L 1 par rapport au volume d'urine acidifiée et filtrée à transformer. La source de carbone peut être diverse. Elle est préférentiellement choisie parmi le fructose, le glucose, le lactose, le maltose, le saccharose et leurs mélanges.
L'inoculum bactérien est préférentiellement ajouté à raison de 0,1 à 10% en volume par rapport au volume du mélange d'urine acidifiée et filtrée et de la source de carbone. L'inoculum peut être obtenu notamment à partir d'une solution mère constituée au moins par :
- de l'urine acidifiée présentant un pH inférieur à 6, préférentiellement un pH identique ou proche de celui de l'urine acidifiée que l'on veut transformer par fermentation,
- une source de carbone, - et au moins une bactérie.
L'étape de fermentation peut être réalisée en particulier à une température comprise entre 25 et 35°C. Elle est préférentiellement réalisée à une température correspondant à la température de croissance optimale du ou des micro-organismes utilisés pour la fermentation.
Notamment, dans le cas où la fermentation est une fermentation lactique, la température peut être par exemple de :
- 35°C pour les bactéries de la famille des Lactobacillaceae ;
- 25°C pour les bactéries de la famille des Streptococcaceae ;
- 30°C pour les bactéries de la famille des Enterococcaceae ;
- 25°C pour les bactéries de la famille des Leuconostocaceae ;
- 35°C pour les bactéries de la famille des Bifidiobacteriaceae.
Dans un mode de réalisation de l'invention, l'étape de fermentation est réalisée pendant une durée d'au moins 12 heures, préférentiellement pendant une durée comprise entre 3 et 12 jours. Cette durée varie en fonction des micro-organismes et des conditions mises en oeuvre pour la fermentation.
Une ou plusieurs bactéries peuvent être utilisées pour la fermentation. La fermentation peut donc être réalisée avec au moins deux bactéries différentes. Il peut s'agir d'au moins deux bactéries lactiques différentes dans le cas où la fermentation est une fermentation lactique. Si la fermentation est réalisée avec une ou plusieurs bactéries non lactiques, celles-ci sont préférentiellement choisies parmi les bactéries appartenant à au moins un des ordres suivants : Rhizobiales (en particulier les familles Bradyrhizobiaceae, Rhizobiaceae, et Phyllobacteriaceae), Bacillales (en particulier les familles Bacillaceae et Paenibacillaceae), Rhodospirillales (en particulier la famille Rhodospirillaceae), Actinomycetales (en particulier la famille Frankiaceae), Burkholderiales (en particulier la famille Burkholderiaceae), Flavobacteriales (en particulier la famille Flavobactericeae), Pseudomonadales (en particulier la famille Pseudomonaceae).
Si la fermentation est réalisée avec une ou plusieurs bactéries lactiques, la fermentation est réalisée avec au moins une bactérie choisie parmi les bactéries de l'ordre des Lactobacillales, en particulier au moins une bactérie dont la famille est choisie parmi les Lactobacillaceae, Streptococcaceae, Enterococcaceae, Leuconostocaceae, Bifidiobacteriaceae. Différentes variantes de mise en œuvre de l'étape de fermentation du procédé selon l'invention peuvent être par exemple :
- l'utilisation d'une ou plusieurs bactéries de la famille des Lactobacillaceae, à une température comprise entre 30 et 35°C, préférentiellement 35°C, pendant 2 à 5 jours, préférentiellement 3 jours, sur une urine à pH compris entre 4,5 et 5,5, préférentiellement 5,0, avec ajout de sucre, préférentiellement de lactose, entre 30 et 45g. L 1, préférentiellement à 40g. L 1,
- l'utilisation d'une ou plusieurs bactéries de la famille des Streptococcaceae, à une température comprise entre 20 et 30°C, préférentiellement 25°C, pendant entre 5 et 10 jours, préférentiellement 8 jours, sur une urine à pH compris entre 5,0 et 6,0, préférentiellement 5,5 avec ajout de sucre, préférentiellement de glucose, entre 15 et 30 g.L 1, préférentiellement à 20g. L 1,
- l'utilisation d'une ou plusieurs bactéries de la famille des Enterococcaceae, à une température comprise entre 25 et 35°C, préférentiellement à 30°C, pendant 3 à 8 jours, préférentiellement 5 jours, sur une urine à pH compris entre 5,0 et 6,0, préférentiellement 6,0, avec ajout de sucre, préférentiellement de fructose, entre 25 et 35 g.L 1, préférentiellement à 30g. L 1.
- l'utilisation d'une ou plusieurs bactéries de la famille des Leuconostocaceae, à une température comprise entre 20 et 30°C, préférentiellement à 25°C, pendant 8 à 12 jours, préférentiellement 10 jours, sur une urine à pH compris entre 3,5 et 5,0, préférentiellement 4,5, avec ajout de sucre, préférentiellement de maltose, entre 3 et 10g. L 1, préférentiellement à 5g. L 1,
- l'utilisation d'une ou plusieurs bactéries de la famille des Bifidiobacteriaceae, à une température comprise entre 30et40°C, préférentiellement à 35°C, pendant entre 2 et 6 jours, préférentiellement 4 jours, sur une urine à pH compris entre 5,0 et 6,0, préférentiellement 6,0, avec ajout de sucre, préférentiellement de saccharose, entre 5 et 15g. L 1, préférentiellement à 10g. L 1.
Selon un mode de réalisation, la fermentation est réalisée avec au moins Lactobacillus sp. Dans une variante adaptée, l'étape de fermentation est réalisée avec au moins une bactérie Lactobacillus sp. à une température comprise entre 30 et 35°C, pendant entre 10 et 12 jours, sur une urine acidifiée à pH compris entre 3,5 et 5,0, avec ajout de sucre, préférentiellement de saccharose, entre 20 et 25g. L 1. Le procédé selon l'invention peut comprendre également une ou plusieurs étapes supplémentaires.
En particulier, le procédé selon l'invention peut comprendre une ou plusieurs étape(s) qui consiste(nt) à ajouter à l'urine des constituants supplémentaires, tels que notamment des sources d'azote (sous forme uréique, nitrate/nitrite ou ammonium), de phosphore et/ou de potassium, d'éléments secondaires (calcium et/ou magnésium) ou d'oligo-éléments (cobalt, cuivre, fer, manganèse et/ou zinc). L'ajout de constituants supplémentaires peut être réalisé à tout moment de la mise en oeuvre du procédé. Préférentiellement il est réalisé avant l'étape de fermentation.
Selon une variante du procédé, celui-ci peut comprendre une étape supplémentaire d'ajout d'au moins une base dans l'urine acidifiée, dans l'objectif d'obtenir un pH optimal pour la croissance des bactéries utilisées lors de l'étape de fermentation.
Le procédé selon l'invention peut donc comprendre une étape d'ajout d'au moins une base dans l'urine acidifiée. L'ajout de la base est réalisé de façon à ce que l'urine présente un pH plus élevé que celui obtenu après l'étape d'acidification. Préférentiellement, ce pH est inférieur à 6. Le pH est ajusté de façon à ce que l'urine présente un pH adapté à la croissance des bactéries utilisées pour la fermentation de l'urine. L'ajustement du pH à la valeur désirée est réalisé en modifiant la concentration de la base dans l'urine en fonction du pH de l'urine acidifiée, du pH désiré, et de la base utilisée.
Préférentiellement, la base utilisée pour l'étape d'ajout d'une base dans l'urine acidifiée peut être notamment choisie parmi l'hydroxyde de calcium, l'hydroxyde de potassium, l'hydroxyde de sodium et leurs mélanges.
Cette variante du procédé comprenant une étape d'ajout d'une base, au lieu d'atteindre le pH désiré uniquement par acidification de l'urine, permet d'atteindre le pH désiré en plusieurs fois (au moins deux étapes) : acidification puis ajout d'au moins une base. Ainsi, quelle que soit la variante, avec ou sans ajout de base, le procédé selon l'invention permet que le pH de l'urine avant transformation par fermentation ait un pH adapté à la croissance des bactéries utilisées pour la fermentation de l'urine.
L'étape d'ajout d'une base dans l'urine acidifiée peut être réalisée à tout moment du procédé après l'étape d'acidification et avant l'étape de transformation de l'urine par fermentation. Lors de la fermentation, il peut également être nécessaire de stabiliser le pH de l'urine, soit par l'ajout d'une base en cas de diminution du pH, préférentiellement choisie parmi l'hydroxyde de calcium, l'hydroxyde de potassium, l'hydroxyde de sodium ou leurs mélanges ; soit par l'ajout d'un acide en cas d'élévation du pH, préférentiellement choisi parmi l'acide sulfurique, l'acide acétique, l'acide chlorhydrique, l'acide phosphorique, l'acide nitrique, l'acide lactique ou leurs mélanges. Ainsi le procédé selon l'invention peut comprendre une étape de stabilisation du pH, par ajout d'au moins une base ou d'au moins un acide lors de l'étape de transformation de l'urine par fermentation.
Selon un mode de réalisation, le procédé selon l'invention peut comprendre la succession d'au moins les étapes suivantes : une étape d'acidification de l'urine de façon à ce que l'urine présente un pH inférieur à 6, une étape d'ajout d'au moins une base dans l'urine (le pH étant plus élevé mais préférentiellement toujours inférieur à 6),
- une étape de filtration de l'urine,
- une étape de transformation de l'urine par fermentation, comprenant éventuellement une étape de stabilisation du pH, par ajout d'au moins une base ou d'un acide.
Selon un autre mode de réalisation, le procédé selon l'invention peut comprendre la succession d'au moins les étapes suivantes : une étape d'acidification de l'urine de façon à ce que l'urine présente un pH inférieur à 6,
- une étape de filtration de l'urine, une étape d'ajout d'au moins une base dans l'urine (le pH étant plus élevé mais préférentiellement toujours inférieur à 6),
- une étape de transformation de l'urine par fermentation, comprenant éventuellement une étape de stabilisation du pH, par ajout d'au moins une base ou d'un acide.
Enfin, le procédé selon l'invention, quel que soit le mode de réalisation, peut éventuellement comprendre une ou plusieurs étapes supplémentaires avant acidification, pendant le procédé ou après fermentation.
L'urine obtenue après l'étape de fermentation se présente sous forme liquide. Le procédé selon l'invention peut comprendre également une étape supplémentaire de concentration des micro-organismes, en particulier des bactéries (par tout moyen adapté notamment centrifugation, déshydratation et/ou lyophilisation) de façon à obtenir un produit sous forme solide.
Avantageusement, le procédé selon l'invention peut être mis en oeuvre à l'échelle industrielle, et permet d'obtenir un produit en quelques jours. Le procédé selon l'invention permet de façon avantageuse, de valoriser une matière première naturelle considérée actuellement comme un déchet, qui nécessite aujourd'hui des traitements importants, coûteux et non satisfaisants.
Urine acidifiée et transformée L'invention a également pour objet une urine acidifiée et transformée, susceptible d'être obtenue par la mise en oeuvre du procédé selon l'invention.
L'urine acidifiée et transformée selon l'invention présente au moins les caractéristiques suivantes :
- un pH inférieur à 6, et
- une concentration en micro-organismes, préférentiellement en bactéries, d'au moins 106 UFC.mL 1.
Dans un mode de réalisation de l'invention, l'urine acidifiée et transformée présente également au moins l'une des caractéristiques suivantes, préférentiellement au moins deux, encore plus préférentiellement au moins trois ou toutes :
- un taux de matière sèche supérieur ou égal à 1% ; ceci présente l'avantage d'avoir une quantité d'éléments nutritifs particulièrement adaptée ;
- un ratio NFU/N-total inférieur ou égal à 30% ; ceci permet d'avoir une source d'azote optimale assimilable par les bactéries ;
- un ratio N-uréique/N-total supérieur ou égal à 50% ; cette caractéristique permet d'avoir une source d'azote non assimilable par les bactéries mais libérant de l'azote pour les végétaux lorsque l'urine transformée est utilisée sur des végétaux ;
- un ratio C/N supérieur ou égal à 2 ; cette caractéristique permet d'avoir une pousse optimale des bactéries.
L'urine acidifiée et transformée selon l'invention est une matrice complexe qui comprend notamment de l'azote, du phosphore et du potassium. Elle contient également des éléments secondaires, comme du calcium et du magnésium, ainsi que des oligo-éléments, comme du cobalt, du cuivre, du manganèse et du zinc. L'urine acidifiée et transformée selon l'invention peut se présenter sous forme liquide. Elle est alors stockée dans tout contenant adapté tel que des bouteilles, des bidons, des fûts ou des cuves, préférentiellement en matière plastique opaque ou en métal résistant à la corrosion de produit acide.
L'urine acidifiée et transformée peut également se présenter sous forme solide, en particulier sous forme de granulé, de pelé ou de poudre. Les granulés et/ou les pelés peuvent être obtenus à partir de substrats minéraux, comme de la zéolithe et de la perlite, ainsi qu'à partir de substrats organiques, comme du guano de chauves-souris ou d'oiseaux.
En outre, l'urine acidifiée et transformée selon l'invention, est préférentiellement en conformité avec les réglementations en vigueur concernant l'innocuité, notamment sur la teneur en éléments traces métalliques et en organismes pathogènes.
Utilisation d'urine acidifiée et transformée selon l'invention L'invention a également pour objet l'utilisation de l'urine acidifiée et transformée selon l'invention, en particulier de l'urine acidifiée et transformée obtenue par la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, comme matière fertilisante.
En effet, du fait de ses caractéristiques avantageuses, l'urine acidifiée et transformée selon l'invention peut être utilisée comme matière fertilisante pour tout type de végétaux, y compris en champs, et quels que soient les supports de culture (compost, terreau, fibre de coco, etc.) en particulier :
- pour les cultures en plein champs, notamment céréales ou vignes,
- en maraîchage, que ce soit pour des fruits ou des légumes,
- en horticulture, pour tout type de plantes, notamment à la période des semis.
L'utilisation selon l'invention est préférentiellement réalisée avant semi ou dans les premières semaines de croissance des plantes.
Elle peut être utilisée également en combinaison avec d'autres matières fertilisantes, comme des engrais minéraux et/ou organiques ainsi que des amendements comme du compost, afin d'améliorer l'absorption des minéraux et/ou d'améliorer la qualité finale de la matière fertilisante.
Dans un mode de réalisation de l'invention, l'urine acidifiée et transformée est utilisée pour stimuler la croissance des végétaux, notamment en stimulant la croissance en phase végétative par l'intermédiaire de facteurs de croissance (« Plant Growth Promoting Factors ») produits par les micro-organismes présents dans l'urine acidifiée et transformée, en particulier par les bactéries.
Pour son utilisation :
- lorsque l'urine acidifiée et transformée est liquide, elle est préférentiellement diluée dans l'eau. Pour les apports au champ, la dose d'utilisation de produit liquide est préconisée entre 5 à 50L/ha dilué dans 100 à 500L d'eau. Pour les autres apports, comme pour des plantes en pots, le produit liquide est utilisé à raison de 5 à 50mL par litre d'eau,
- lorsque l'urine transformée est solide, elle est préférentiellement appliquée directement au sol. Pour les apports au champ, la dose d'utilisation de produit solide est préconisée entre 0,5 à 5kg/ha. Pour les autres apports, comme pour des plantes en pots, le produit solide est utilisé à raison de 0,5 à 5g par plante.
Ainsi, le produit selon l'invention peut être utilisé en faible quantité pour obtenir un effet sur la croissance des végétaux important.
Avantageusement, la matière fertilisante selon l'invention est issue d'un produit naturel. Son procédé n'implique aucun solvant. Il n'est aucunement dangereux ni pour l'Homme ni pour l'environnement.
Utilisation de co-produits du procédé de transformation de l'urine L'invention a également pour objet l'utilisation de co-produits obtenus au cours de la mise en oeuvre d'un procédé selon l'invention.
En effet, des co-produits sont générés lors de l'étape de stockage avant acidification et pendant l'étape de fermentation, et en particulier :
- avant acidification : des minéraux, en particulier des minéraux choisis parmi l'azote, le potassium et le phosphore (struvite),
- pendant l'étape de fermentation : le biofilm bactérien de surface. Le biofilm bactérien de surface est produit par les bactéries pendant la fermentation. Il est composé d'exopolysaccharides notamment. Ce film de surface peut être récupéré grâce à un racloir muni d'un filtre de maille comprise entre 1 et 10pm. Le biofilm peut par la suite subir différents traitements, comme un lavement, une mise en solution, un pressage et/ou un séchage à l'air libre afin d'obtenir un matériau sous forme liquide ou solide.
Ces co-produits présentent des caractéristiques qui permettent avantageusement leur utilisation comme matière fertilisante, produit phytosanitaire, de biocontrôle ou tout autre usage agricole. Exemples
L'invention est à présent illustrée par des exemples.
Exemple 1 : Procédé de transformation d'une urine selon l'invention avec de l'acide lactique et Lactobacillus sp.
Un exemple de procédé selon l'invention comprend les étapes suivantes :
- déposer 1% en poids d'acide lactique dans le fond du contenant en plastique (pour 100L d'urine, ajouter 1kg d'acide lactique, soit environ 0,83L) ;
- ajouter l'urine à pH initial (6,5 à 7) dans le contenant en plastique (pour 0,83L d'acide lactique, compléter à 100L) ;
- le mélange a un pH égal à 4,0, il peut être stocké dans ces conditions jusqu'à 6 mois dans un récipient en plastique hermétique, à température ambiante et à l'abri de la lumière ;
- filtrer l'urine acidifiée avec un filtre en nylon ou en matière plastique de maille 25pm ;
- ajouter à l'urine acidifiée et filtrée 1 % en volume d'un inoculum de Lactobacillus sp. (IL pour 100L d'urine acidifiée) et 25g. L 1 de saccharose (sucre blanc), à 34°C pendant 10 jours sous agitation continue (entre 50 et 100 tours par minute) ;
- récupérer l'urine acidifiée et transformée après récupération des coproduits et notamment du biofilm formé.
L'inoculum utilisé a été préalablement obtenu comme suit :
- acidifier 10 L d'urine pour atteindre un pH inférieur ou égal à 4, par ajout d'acide lactique à 1% en poids (100g d'acide pour 10L) ;
- filtrer l'urine acidifiée avec un filtre de maille 25pm ;
- ajouter lOOmg de la souche de Lactobacillus sp. conservée sous forme liquide concentrée ;
- ajouter 25g. L 1 de saccharose (sucre blanc) ;
- faire fermenter à 30°C pendant 5 jours ;
- la concentration finale en bactéries obtenue est de l'ordre de 106 UFC.mL 1.
L'urine acidifiée et transformée obtenue présente les caractéristiques suivantes :
- un pH inférieur ou égal à 4,
- une concentration en Lactobacillus sp. de 106 à 107 UFC.mL ,
- un ratio NFU/N-total égal à 10%,
- un ratio N-uréique/N-total égal à 60%,
- un ratio C/N égal à 3. Exemple 2 : Procédé de transformation d'une urine selon l'invention avec de l'acide lactique et Lactobacillus sp.
Un exemple de procédé selon l'invention comprend les étapes suivantes :
- déposer 1% en poids d'acide lactique dans le fond du contenant en plastique (pour 100L d'urine, ajouter 1kg d'acide lactique, soit environ 0,83L) ;
- ajouter l'urine à pH initial (6,5 à 7) dans le contenant en plastique (pour 0,83L d'acide lactique, compléter à 100L) ;
- le mélange a un pH égal à 4,0, il peut être stocké dans ces conditions jusqu'à 6 mois dans un récipient en plastique hermétique, à température ambiante et à l'abri de la lumière,
- filtrer l'urine acidifiée avec un filtre en nylon ou en matière plastique de maille 25pm ;
- ajouter à l'urine acidifiée filtrée 1 % en volume d'un inoculum de Lactobacillus sp. (IL pour 100L d'urine acidifiée) et 10g. L 1 de lactose, à 30°C pendant 15 jours sous agitation continue (50 à 100 tours par minute) ;
- récupérer l'urine acidifiée et transformée après récupération des coproduits et notamment du biofilm formé.
L'inoculum utilisé a été préalablement obtenu comme suit :
- acidifier 10 L d'urine pour atteindre un pH inférieur ou égal à 4, par ajout d'acide lactique à 1% en poids (100g d'acide pour 10L) ;
- filtrer l'urine acidifiée avec un filtre de maille 25pm ;
- ajouter lOOmg de la souche de Lactobacillus sp. conservée sous forme liquide concentrée ;
- ajouter 25g. L 1 de saccharose (sucre blanc) ;
- faire fermenter à 30°C pendant 5 jours ;
- la concentration finale en bactéries obtenue est de l'ordre de 106 UFC.mL 1.
L'urine acidifiée et transformée obtenue présente les caractéristiques suivantes :
- un pH inférieur ou égal à 4,
- une concentration en Lactobacillus sp. de 106 à 107 UFC.mL ,
- un ratio NFU/N-total égal à 10%,
- un ratio N-uréique/N-total égal à 60%,
- un ratio C/N égal à 3.
Exemple 3 : Procédé de transformation d'une urine selon l'invention avec de l'acide nitrique et Bifidiobacterium bifidum.
Un exemple de procédé selon l'invention comprend les étapes suivantes : - déposer 0,5% en poids d'acide nitrique dans le fond du contenant en plastique (pour 100L d'urine, ajouter 0,5kg d'acide nitrique, soit environ 0,36L) ;
- ajouter l'urine à pH initial (6,5 à 7) dans le contenant en plastique (pour 0,36L d'acide nitrique, compléter a 100L) ;
- le mélange a un pH égal à 4,0, il peut être stocké dans ces conditions jusqu'à 6 mois dans un récipient en plastique hermétique, à température ambiante et à l'abri de la lumière ;
- filtrer l'urine acidifiée avec un filtre en nylon ou en matière plastique de maille 25pm ;
- ajouter à l'urine acidifiée filtrée 1 % en volume d'un inoculum de Bifidiobacterium bifidum (IL pour 100L d'urine acidifiée) et 20g. L-l de glucose, à 34°C pendant 10 jours sous agitation continue (50 à 100 tours par minute) ;
- récupérer l'urine acidifiée et transformée après récupération des coproduits et notamment du biofilm formé.
L'inoculum utilisé a été préalablement obtenu comme suit :
- acidifier 10 L d'urine pour atteindre un pH inférieur ou égal à 4, par ajout d'acide nitrique à 0,5% en poids (50g d'acide pour 10L) ;
- filtrer l'urine acidifiée avec un filtre de maille 25pm ;
- ajouter lOOmg de la souche de Bifidiobacterium bifidum conservée sous forme liquide concentrée ;
- ajouter 20g. L 1 de glucose ;
- faire fermenter à 30°C pendant 5 jours ;
- la concentration finale en bactéries obtenue est de l'ordre de 106 UFC.mL 1.
L'urine acidifiée et transformée obtenue présente les caractéristiques suivantes :
- un pH inférieur ou égal à 4,
- une concentration en Bifidiobacterium bifidum de 106 à 107 UFC.mL ,
- un ratio NFU/N-total égal à 10%,
- un ratio N-uréique/N-total égal à 60%,
- un ratio C/N égal à 3.
Exemple 4 : Procédé de transformation d'une urine selon l'invention avec récupération de struvite, de l'acide lactique et Lactobacillus sp.
Un exemple de procédé selon l'invention comprend les étapes suivantes :
- récupérer les urines sans addition d'acide préalable dans un contenant hermétique en plastique, de façon à ce que les urines présentent un pH supérieur ou égal à 8 ; - préparer à part une solution de sulfate de magnésium (MgSC ) entre 100 et 150g. L 1 et l'ajouter à l'urine non acidifiée à raison de 1% en volume (IL pour 100L) ;
- agiter à 50-100 tours par minute pendant 30 minutes puis laisser reposer entre 12 et 24h ;
- filtrer les urines additionnées à travers un filtre de maille lOpm afin de séparer les urines de la struvite récupérée dans le filtre ;
- ajouter 5% en poids d'acide lactique à l'urine filtrée après récupération de la struvite, qui a un pH initial de 8 - 9 (pour 100L d'urine, ajouter 5kg d'acide lactique, soit environ 4, 15L) ;
- le mélange a un pH égal à 4,0, il peut être stocké dans ces conditions jusqu'à 6 mois dans un récipient en plastique hermétique, à température ambiante et à l'abri de la lumière ;
- filtrer l'urine acidifiée avec un filtre en nylon ou en matière plastique de maille 25pm ;
- ajouter à l'urine acidifiée filtrée 1 % en volume d'un inoculum de Lactobacillus sp. (IL pour 100L d'urine acidifiée) et 25g. L-l de saccharose (sucre blanc), à 34°C pendant 10 jours sous agitation continue (entre 50 et 100 tours par minute) ;
- récupérer l'urine acidifiée et transformée après récupération des coproduits et notamment du biofilm formé.
L'inoculum utilisé a été préalablement obtenu comme suit :
- acidifier 10 L d'urine pour atteindre un pH inférieur ou égal à 4, par ajout d'acide lactique à 1% en poids (100g d'acide pour 10L) ;
- filtrer l'urine acidifiée avec un filtre de maille 25pm ;
- ajouter lOOmg de la souche de Lactobacillus sp. conservée sous forme liquide concentrée ;
- ajouter 25g. L 1 de saccharose (sucre blanc) ;
- faire fermenter à 30°C pendant 5 jours ;
- la concentration finale en bactéries obtenue est de l'ordre de 106 UFC.mL 1.
L'urine acidifiée et transformée obtenue présente les caractéristiques suivantes :
- un pH inférieur ou égal à 4,
- une concentration en Lactobacillus sp. de 106 à 107 UFC.mL ,
- un ratio NFU/N-total égal à 10%,
- un ratio N-uréique/N-total égal à 60% ,
- un ratio C/N égal à 3.
Exemple 5 : Procédé de transformation d'une urine selon l'invention avec de l'acide lactique, de la soude et Lactobacillus sp, avec stabilisation du pH lors de la fermentation.
Un exemple de procédé selon l'invention comprend les étapes suivantes : - déposer 1% en poids d'acide lactique dans le fond du contenant en plastique (pour 100L d'urine, ajouter 1kg d'acide lactique, soit environ 0,83L) ;
- ajouter l'urine à pH initial (6,5 à 7) dans le contenant en plastique (pour 0,83L d'acide lactique, compléter à 100L) ;
- le mélange a un pH égal à 3, à cause de variations liées à la provenance des urines ;
- ajouter 0.5% en poids d'hydroxyde de sodium afin d'atteindre un pH égal à 4 (ajouter 0,25L d'hydroxyde de sodium liquide pour 100L d'urine acidifiée à pH 3) ;
- l'urine peut être stockée dans un récipient en plastique hermétique, à température ambiante et à l'abri de la lumière,
- filtrer l'urine acidifiée avec un filtre en nylon ou en matière plastique de maille 25pm ;
- ajouter à l'urine acidifiée filtrée 1 % en volume d'un inoculum de Lactobacillus sp. (IL pour 100L d'urine acidifiée) et 10g. L 1 de lactose, à 30°C pendant 15 jours sous agitation continue (50 à 100 tours par minute) ;
- mesurer et ajuster le pH avec l'hydroxyde de sodium afin de le stabiliser à 5,5 pendant toute la durée de la fermentation ;
- récupérer l'urine acidifiée et transformée après récupération des coproduits et notamment du biofilm formé.
L'inoculum utilisé a été préalablement obtenu comme suit :
- acidifier 10 L d'urine pour atteindre un pH inférieur ou égal à 4, par ajout d'acide lactique à 1% en poids (100g d'acide pour 10L) ;
- filtrer l'urine acidifiée avec un filtre de maille 25pm ;
- ajouter lOOmg de la souche de Lactobacillus sp. conservée sous forme liquide concentrée ;
- ajouter 25g. L 1 de saccharose (sucre blanc) ;
- faire fermenter à 30°C pendant 5 jours ;
- la concentration finale en bactéries obtenue est de l'ordre de 106 UFC.mL 1.
L'urine acidifiée et transformée obtenue présente les caractéristiques suivantes :
- un pH inférieur ou égal à 4,
- une concentration en Lactobacillus sp. de 106 à 107 UFC.mL ,
- un ratio NFU/N-total égal à 10%,
- un ratio N-uréique/N-total égal à 60%,
- un ratio C/N égal à 3.
Résultats d'essais Evaluation de la quantité d'acide lactique à ajouter sur des urines fraîches (pH = 7)
Le but de cet essai est d'évaluer l'effet de l'acide lactique sur le pH d'urines fraîches, afin d'atteindre des pH optimaux de croissance bactérienne.
L'essai a été réalisé sur IL d'urine ayant moins de 2 heures de stockage.
Une gamme de concentrations d'acide lactique a été testée en poids par rapport au poids d'urine, et qui est la suivante : 0,1% ; 0,25% ; 0,5% ; 0,75% ; 1% ; 2,5% et 5%.
Les résultats sont présentés sur la Figure 1 qui représente la variation du pH de l'urine fraîche en fonction de la concentration en acide lactique. On constate que l'ajout de 0,1% d'acide lactique permet d'acidifier l'urine, et que l'ajout de 0,25% permet d'obtenir un pH inférieur à 6. Un pH de 4 est obtenu après l'ajout de 0,5% à 0.75% d'acide lactique.
Evaluation de la quantité d'acide lactique à ajouter sur des urines stockées (pH = 9)
Le but de cet essai est d'évaluer l'effet de l'acide lactique sur le pH d'urines stockées, afin d'atteindre des pH optimaux de croissance bactérienne.
L'essai a été réalisé sur IL d'urine ayant 15 jours de stockage en récipient hermétique.
Une gamme de concentrations d'acide lactique a été testée en poids par rapport au poids d'urine, et qui est la suivante : 0,5% ; 1% ; 2% ; 3% ; 4% ; 5%, 10% et 20%.
Les résultats sont présentés en Figure 2 qui représente la variation du pH de l'urine stockée en fonction de la concentration en acide lactique. On constate que l'urine stockée a un pH plus élevé que l'urine fraîche et qu'il est nécessaire d'apporter une concentration plus importante en acide lactique pour obtenir un pH inférieur à 6, à savoir entre 1 et 2%. Un pH de 4 est obtenu après l'ajout de 4% d'acide lactique.
Démonstration de l'efficacité de l'invention sur la croissance de plants de maïs Le but de cet essai est de démontrer l'efficacité en tant que matière fertilisante, d'une urine acidifiée et transformée selon l'invention.
L'essai a été réalisé en conditions contrôlées avec le produit selon l'invention de l'exemple 1. Le plan expérimental de l'essai est décrit en suivant :
- Plantes de maïs à partir de graines
- Durée : 4 semaines
- Substrat : fibre de coco
- Pots de 6L ; 400g sec de substrat/pot
- Hydratation : 80% de la capacité de rétention d'eau (CRE = 700%)
- Modalités : témoin négatif (eau) noté T ; témoin positif (eau + engrais minéral NPK 10-40-20 à 0,5mL.L _1) noté TE ; produit selon l'invention de l'exemple 1 à lmL.L 1 ; 5mL.L 1 ; lOmL.L 1 ; 50m L.L 1
- 3 plantes/modalités
- Critères d'effets : biomasse fraîche aérienne, racinaire et totale.
Les résultats sont présentés sur les figures 3 (Evaluation de l'effet de l'urine, après transformation selon le procédé, sur la biomasse fraîche aérienne de maïs), 4 (Evaluation de l'effet de l'urine, après transformation selon le procédé, sur la biomasse fraîche racinaire de maïs) et 5 (Evaluation de l'effet de l'urine, après transformation selon le procédé, sur la biomasse fraîche totale de maïs).
On constate que l'urine acidifiée et transformée selon l'invention permet d'améliorer la croissance des plantes traitées, et ce de façon plus importante que le témoin positif. Démonstration de l'efficacité de l'invention sur la croissance de plants de viqne Le but de cet essai est de démontrer l'efficacité en tant que matière fertilisante, d'une urine acidifiée et transformée selon l'invention.
L'essai a été réalisé en conditions contrôlées avec le produit selon l'invention de l'exemple 1. Plan expérimental :
- Plantes de vignes à partir de greffon
- Durée : 4 semaines
- Substrat : compost
- Pots de 15L ; 5000g sec de substrat/pot (10L)
- Hydratation : 80% de la capacité de rétention d'eau (CRE = 35%)
- Modalités : témoin négatif (eau) ; 5mL.L 1 ; 50mL.L 1 et modalité stress hydrique (à SOmL.L1 ; hydratation/2 sur la durée de l'essai par rapport au témoin)
- 6 plantes/modalités
- Critères d'effets : biomasse fraîche aérienne, racinaire et totale à 4 semaines.
Les résultats sont présentés sur les figures 6 (Evaluation de l'effet de l'urine, après transformation selon le procédé, sur la biomasse fraîche aérienne de vignes (SH : stress hydrique)), 7 (Evaluation de l'effet de l'urine, après transformation selon le procédé, sur la biomasse fraîche racinaire de vignes (SH : stress hydrique)) et 8 (Evaluation de l'effet de l'urine, après transformation selon le procédé, sur la biomasse fraîche totale de vignes (SH : stress hydrique)). On constate que l'urine acidifiée et transformée selon l'invention permet d'améliorer la croissance des plantes traitées, et ce de façon plus importante que le témoin.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de traitement de l'urine humaine ou animale caractérisé en ce qu'il comprend : une étape d'acidification de l'urine de façon à ce que l'urine présente un pH inférieur à 6, - une étape de filtration de l'urine, et une étape de transformation de l'urine par fermentation.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape d'acidification est réalisée en ajoutant à l'urine au moins un acide choisi parmi l'acide sulfurique, l'acide acétique, l'acide chlorhydrique, l'acide phosphorique, l'acide nitrique et l'acide lactique.
3. Procédé selon la précédente revendication, caractérisé en ce que l'acide est ajouté à une concentration comprise entre 0,1 et 10% en poids du poids total du mélange urine et acide.
4. Procédé selon l'une des précédentes revendications, caractérisé en ce que l'étape d'acidification est réalisée en ajoutant à l'urine entre 0,5 et 5% d'acide lactique, en poids du poids total du mélange urine et acide lactique.
5. Procédé selon l'une des précédentes revendications, caractérisé en ce que l'étape d'acidification est réalisée par ajout d'au moins un acide dans le contenant dans lequel les urines sont réceptionnées, en amont de la réception des urines.
6. Procédé selon l'une des précédentes revendications, caractérisé en ce que l'étape d'acidification est réalisée en ajoutant à l'urine au moins un mélange de bactéries en milieu acide, de telle sorte que l'acidification est associée à une inoculation de bactéries.
7. Procédé selon l'une des précédentes revendications, caractérisé en ce que, après l'étape d'acidification et avant l'étape de transformation de l'urine par fermentation, il comprend une étape d'ajout d'au moins une base dans l'urine acidifiée de façon à ce qu'elle présente un pH plus élevé que celui obtenu après l'étape d'acidification mais toujours inférieur à 6.
8. Procédé selon la précédente revendication, caractérisé en ce que la base est choisie parmi l'hydroxyde de calcium, l'hydroxyde de potassium, l'hydroxyde de sodium et leurs mélanges.
9. Procédé selon l'une des précédentes revendications, caractérisé en ce que le pH de l'urine avant transformation par fermentation est un pH adapté à la croissance des bactéries utilisées pour la fermentation de l'urine.
10. Procédé selon l'une des précédentes revendications, caractérisé en ce que l'urine est stockée après l'étape d'acidification et avant l'étape de filtration, ou après l'étape de filtration et avant l'étape de transformation par fermentation.
11. Procédé selon l'une des précédentes revendications, caractérisé en ce que l'urine, après l'étape d'acidification, est stockée pendant une durée inférieure ou égale à 6 mois.
12. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé par une filtration sur un filtre de mailles comprises entre 0,1 et 80pm.
13. Procédé selon l'une des précédentes revendications, caractérisé en ce que la filtration peut être effectuée sur un filtre absorbant des composés organiques, tel qu'un filtre à charbon actif, à chabazite, à zéolithe.
14. Procédé selon l'une des précédentes revendications, caractérisé en ce que l'étape de transformation de l'urine par fermentation consiste à ajouter dans l'urine au moins une source de carbone et au moins un inoculum de bactéries.
15. Procédé selon la précédente revendication, caractérisé en ce que la source de carbone est ajoutée à raison de 1 à 40g. L 1 par rapport au volume d'urine à transformer.
16. Procédé selon l'une des revendications 13 ou 14, caractérisé en ce que la source de carbone est choisie parmi le fructose, le glucose, le lactose, le maltose, le saccharose et leurs mélanges.
17. Procédé selon l'une des revendications 13 à 15, caractérisé en ce que l'inoculum bactérien est ajouté à raison de 0,1 à 10% en volume par rapport au volume du mélange d'urine et de la source de carbone.
18. Procédé selon la précédente revendication, caractérisé en ce que l'inoculum bactérien est obtenu à partir d'une solution mère constituée au moins par une urine acidifiée présentant un pH inférieur à 6, une source de carbone et au moins une bactérie.
19. Procédé selon l'une des précédentes revendications, caractérisé en ce que l'étape de transformation par fermentation est réalisée entre 25 et 35°C.
20. Procédé selon l'une des précédentes revendications, caractérisé en ce que l'étape de transformation par fermentation est réalisée pendant une durée comprise entre 3 et 12 jours.
21. Procédé selon l'une des précédentes revendications, caractérisé en ce que la fermentation est une fermentation lactique.
22. Procédé selon l'une des précédentes revendications, caractérisé en ce que la fermentation est réalisée avec au moins une bactérie choisie parmi les bactéries de l'ordre des Lactobacillales.
23. Procédé selon l'une des précédentes revendications, caractérisé en ce que la fermentation est réalisée avec au moins une bactérie choisie parmi les Lactobacillaceae, Streptococcoceoe, Enterococcaceae, Leuconostocaceae, Pseudomonadales, Bifidiobacteriaceae.
24. Procédé selon l'une des précédentes revendications, caractérisé en ce que la fermentation est réalisée avec au moins Lactobacillus sp.
25. Procédé selon l'une des précédentes revendications, caractérisé en ce que la fermentation est réalisée avec au moins deux bactéries différentes.
26. Procédé selon l'une des précédentes revendications, caractérisé en ce que l'étape de fermentation comprend une étape de stabilisation du pH, par ajout d'au moins une base ou d'un acide.
27. Urine acidifiée et transformée, susceptible d'être obtenue par la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 26, caractérisée en ce qu'elle présente au moins les caractéristiques suivantes :
- un pH inférieur à 6, et
- une concentration en micro-organismes d'au moins 106 UFC.mL 1.
28. Urine acidifiée et transformée selon la précédente revendication, caractérisée en ce qu'elle présente une concentration en bactéries d'au moins 106 UFC.mL 1.
29. Urine acidifiée et transformée selon l'une des revendications 27 ou 28, caractérisée en ce qu'elle présente également au moins l'une des caractéristiques suivantes :
- un taux de matière sèche supérieur ou égal à 1%,
- un ratio NFU/N-total inférieur ou égal à 30%,
- un ratio N-uréique/N-total supérieur ou égal à 50%,
- un ratio C/N supérieur ou égal à 2.
30. Urine acidifiée et transformée selon l'une des revendications 27 à 29, caractérisée en ce qu'elle se présente sous forme liquide ou sous forme solide.
31. Utilisation d'une urine acidifiée et transformée selon l'une des revendications
25 à 28, comme matière fertilisante.
32. Utilisation d'une urine acidifiée et transformée selon l'une des revendications
25 à 28, pour la stimulation de la croissance des plantes.
33. Utilisation selon l'une des revendications 31 à 32, caractérisée en ce que l'urine acidifiée et transformée est diluée dans l'eau à raison de 1 à 50mL d'urine acidifiée et transformée liquide par litre d'eau.
34. Utilisation de co-produits obtenus au cours de l'étape de fermentation lors de la mise en oeuvre d'un procédé selon l'une des revendications 1 à 26, comme matière fertilisante, produit phytosanitaire, produit de biocontrôle.
PCT/EP2020/075796 2019-09-16 2020-09-16 Procédé de traitement de l'urine humaine ou animale et utilisations de l'urine transformée obtenue en particulier comme matière fertilisante WO2021052977A1 (fr)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AU2020350894A AU2020350894A1 (en) 2019-09-16 2020-09-16 Method for treating human or animal urine and uses of the transformed urine obtained in particular as fertiliser
CN202080068049.4A CN114555541A (zh) 2019-09-16 2020-09-16 用于处理人或动物尿液的方法和所获得的经转化尿液具体地作为肥料的用途
EP20785444.9A EP4031514A1 (fr) 2019-09-16 2020-09-16 Procédé de traitement de l'urine humaine ou animale et utilisations de l'urine transformée obtenue en particulier comme matière fertilisante
US17/760,566 US20220402834A1 (en) 2019-09-16 2020-09-16 Method for treating human or animal urine and uses of the transformed urine obtained in particular as fertiliser
BR112022004848A BR112022004848A2 (pt) 2019-09-16 2020-09-16 Método para tratar urina humana ou animal e usos da urina transformada obtida em particular como fertilizante
CA3150889A CA3150889A1 (fr) 2019-09-16 2020-09-16 Procede de traitement de l'urine humaine ou animale et utilisations de l'urine transformee obtenue en particulier comme matiere fertilisante
ZA2022/03217A ZA202203217B (en) 2019-09-16 2022-03-17 Method for treating human or animal urine and uses of the transformed urine obtained in particular as fertiliser

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FRFR1910186 2019-09-16
FR1910186A FR3100808B1 (fr) 2019-09-16 2019-09-16 Procédé de traitement de l’urine humaine ou animale et utilisations de l’urine transformée obtenue en particulier comme matière fertilisante

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021052977A1 true WO2021052977A1 (fr) 2021-03-25

Family

ID=68425140

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2020/075796 WO2021052977A1 (fr) 2019-09-16 2020-09-16 Procédé de traitement de l'urine humaine ou animale et utilisations de l'urine transformée obtenue en particulier comme matière fertilisante

Country Status (9)

Country Link
US (1) US20220402834A1 (fr)
EP (1) EP4031514A1 (fr)
CN (1) CN114555541A (fr)
AU (1) AU2020350894A1 (fr)
BR (1) BR112022004848A2 (fr)
CA (1) CA3150889A1 (fr)
FR (1) FR3100808B1 (fr)
WO (1) WO2021052977A1 (fr)
ZA (1) ZA202203217B (fr)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6379546B1 (en) * 1997-06-04 2002-04-30 Ulrich Braun Method and device for sewage treatment
KR20110134598A (ko) * 2010-06-09 2011-12-15 박명수 유기질 비료 및 그 제조방법
CN109354350A (zh) * 2018-09-29 2019-02-19 颍上县南照镇卜林村志明养殖有限公司 一种猪粪便处理方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB506751A (en) * 1937-12-02 1939-06-02 Arthur Carpmael Improvements in or relating to the preservation of manure and manure water
CA1099943A (fr) * 1977-11-28 1981-04-28 Richard R. Davidson Traitement de dechets animaux de facon a produire des materiaux que l'on peut utiliser comme fourrage ou engrais
CN1765841A (zh) * 2004-10-26 2006-05-03 黄海智 畜禽粪尿无害化处理和资源化利用的方法
CN101081748A (zh) * 2006-05-29 2007-12-05 天津市汉沽区福祥肥料加工厂 畜禽粪尿处理方法
CN104843938A (zh) * 2015-04-29 2015-08-19 绵阳市勇辉生态农业股份有限公司 一种利用猪粪尿生产沼气的方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6379546B1 (en) * 1997-06-04 2002-04-30 Ulrich Braun Method and device for sewage treatment
KR20110134598A (ko) * 2010-06-09 2011-12-15 박명수 유기질 비료 및 그 제조방법
CN109354350A (zh) * 2018-09-29 2019-02-19 颍上县南照镇卜林村志明养殖有限公司 一种猪粪便处理方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN114555541A (zh) 2022-05-27
FR3100808A1 (fr) 2021-03-19
CA3150889A1 (fr) 2021-03-25
FR3100808B1 (fr) 2022-05-13
BR112022004848A2 (pt) 2022-06-07
EP4031514A1 (fr) 2022-07-27
ZA202203217B (en) 2022-11-30
US20220402834A1 (en) 2022-12-22
AU2020350894A1 (en) 2022-03-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101669599B1 (ko) 유용 미생물 배양액을 유효성분으로 함유하는 악취 및 중금속 제거용 조성물
CN101717301B (zh) 一种胶囊型微生物肥料及制备方法
CN106187441B (zh) 有机液肥及其制备方法
EP2920133B1 (fr) Composition pour pralinage de racines de plantes
KR101670651B1 (ko) 유용 미생물을 이용한 악취 및 중금속 함량이 감소된 가축 분뇨 발효 액비의 제조방법
CN104744182A (zh) 一种烟草保水生物有机肥及其制备方法
FR2500990A1 (fr) Procede d&#39;utilisation des produits du metabolisme des animaux, installation pour sa mise en oeuvre et produits obtenus par ledit procede
JP2013017449A (ja) 混合菌体及び水質改良用資材
EP4031514A1 (fr) Procédé de traitement de l&#39;urine humaine ou animale et utilisations de l&#39;urine transformée obtenue en particulier comme matière fertilisante
KR20030020233A (ko) 고농도 유기성폐기물의 액비 제조방법
CA1200390A (fr) Methode de traitement des sols
FR3120863A1 (fr) Procédé de traitement de l’urine humaine ou animale par basification et utilisations de l’urine obtenue en particulier comme matière fertilisante
FR3120864A1 (fr) Procédé de traitement de l’urine humaine ou animale par dilution et fermentation et utilisations de l’urine obtenue en particulier comme matière fertilisante
EP4037848B1 (fr) Utilisation d&#39;une composition phytoextractrice dans l&#39;extraction d&#39;au moins un metal lourd present dans le sol et procédé de phytoextraction d&#39;un sol contaminé par au moins un métal lourd en utilisant une composition phytoextractrice.
CN208732963U (zh) 生物性肥料产生装置
Neto et al. A medium for non-commercial sowing of orchid seed
JP2005532390A (ja) 消臭機能と、多剤耐性菌に対する滅菌力を有する自然機能水及びその製造方法
OA20809A (en) Method for treating human or animal urine and uses of the transformed urine obtained in particular as fertilizer.
FR3097544A1 (fr) Composition et méthode pour améliorer la croissance de plantes
Ouhssine et al. L’application des déchets traités de l’algue Gelidium sesquipédale dans la culture du Maïs
CN106267266B (zh) 一种刨去果园根病死树后土壤消毒的方法
BE1006766A3 (fr) Procede de traitement des lisiers de porcherie.
OA21360A (fr) Granulés d&#39;engrais organique à base de déjections de porcs et de résidus d&#39;Azolla et son procédé de fabrication.
FR3090689A1 (fr) Souche Bactérienne Biofertilisante
CA3123466A1 (fr) Souche bacterienne biofertilisante

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20785444

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 3150889

Country of ref document: CA

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

REG Reference to national code

Ref country code: BR

Ref legal event code: B01A

Ref document number: 112022004848

Country of ref document: BR

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2020350894

Country of ref document: AU

Date of ref document: 20200916

Kind code of ref document: A

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2020785444

Country of ref document: EP

Effective date: 20220419

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 112022004848

Country of ref document: BR

Kind code of ref document: A2

Effective date: 20220316

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 11202306925P

Country of ref document: SG