DE102017008700A1 - Aufbereitungsmittel für versalzte, verkalkte, verlaugte und/oder versauerte Böden - Google Patents

Aufbereitungsmittel für versalzte, verkalkte, verlaugte und/oder versauerte Böden Download PDF

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Abstract

Wasserhaltiges oder wasserfreies Aufbereitungsmittel zum Entsalzung, Entkalkung, Entsäuerung und Dealkalisierung sowie zur Regeneration versalzter, verkalkter, versauerter oder verlaugter Böden mit einem Festkörpergehalt von 0,01 bis 100 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge des Aufbereitungsmittels, wobei der Festkörper, jeweils bezogen auf die Gesamtmenge des Festkörpers, 10 Gew.-% bis 100 Gew.-%
(A) mindestens einen Typ von Kohlepartikeln,
(B) mindestens einen Typ von Schichtsilikat-Partikeln,
(C) mindestens einen Typ von vernetzten Superabsorber-Partikeln und/oder den nicht vernetzten Copolymerisaten, aus denen sie aufgebaut sind, und/oder Weißtorf-, Brauntorf-, Bunttorf-, Schwarztorf- und/oder Pechtorf-Partikel und
(D) Nanocellulose-, Mikrocellulose-, Hemicellulose-, Cellulose- und/oder Lignin-Partikel. enthält oder hieraus besteht, Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Aufbereitungsmittel für versalzte verkalkte, verlaugte und/oder versauerte Böden.
  • Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung des Aufbereitungsmittels für versalzte verkalkte, verlaugte und/oder versauerte Böden.
  • Dies Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung der Aufbereitungsmittel für die Entsalzung, Entkalkung, Entsäuerung und Dealkalisierung sowie zur Regeneration versalzter, verkalkter, versauerter oder verlaugter Böden, zur Prophylaxe gegen die Versalzung, Verkalkung, Versauerung und/oder Alkalisierung von Böden, als Mittel zur Wasserverbesserung, zur Bindung von Laugen und Schwermetallen in Böden, als Mittel gegen die Eutrophierung von Oberflächengewässern, zur Schmutzwasseraufbereitung, in Kompostiertoiletten, in Klärkanälen und Kläranlagen, in Irrigationsanlagen, für die Bodenherstellung und Bodenverbesserung, für den nachhaltigen Einsatz in Landnutzungs-und Siedlungssystemen, für die Kreislaufwirtschaft, für Bewässerungsflächen, für Soleflächen für die Energiegewinnung, für die Begrünung von Steppen, Wüsten, Küstenlandschaften, Marschböden, Bewässerungsflächen, Irrigationsanlagen, Terrassenarealen, Trockenfeldbauarealen, trockengelegten Meeresböden und Seenböden, trocken gefallenen Flussbetten und Küstenbebauungen wie Polder, Dämme und Deiche , für Aquakulturen, Hydrokulturen und die Hydroponik, die Schmutzwasserreinigung oder -Aufbereitung zur Änderung des Salzgehaltes zugunsten des bakteriellen Wachstums sowie für den Schutz vor Hochwasser bei gleichzeitigem Erhalt der Bodenfruchtbarkeit.
  • Nicht zuletzt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Entsalzung, Entkalkung, Entlaugung und Entsäuerung versalzter, verkalkter, verlaugter und/oder versauerter Böden.
  • Stand der Technik
  • Salzböden, sind Böden mit einem hohen Gehalt an Natriumsalzen (Salinität), die auf der Bodenoberfläche oder im Boden eine Salzkruste bilden. Diese Böden kommen in Gebieten mit hoher Verdunstung vor. Weltweit verbreitet findet man Salzböden an Meeresküsten (Küstenvegetation, Marschböden, Mangroven). Deren Salzgehalt (bis 3,5%, hauptsächlich Natriumchlorid) variiert je nach Meerwassereinfluss (Meer). In ariden, semiariden oder semihumiden Klimagebieten (Klima) können sich Salze unterschiedlicher Zusammensetzung (Chloride, Sulfate und Carbonate von Natrium [Na], Kalium [K], Calcium [Ca] und Magnesium [Mg]) bis zum Ausblühen der Salzkristalle anreichern: sie gelangen mit aufsteigendem Grundwasser aus dem Untergrund an die Bodenoberfläche, sammeln sich mit dem Oberflächenwasser (Bodenwasser) in abflusslosen Senken (Salzpfannen) oder werden als Gischt bzw. in Form feiner Kristalle angeweht. Neben der Versalzung gibt es eine Alkalisierung der Böden. Diese wird meist durch Natriumhydrogencarbonat und/oder Natriumbicarbonat hervorgerufen.
  • Böden können beispielsweise durch das Aufbringen von salzarmem Bewässerungswasser entsalzt werden. Dadurch kann es aber zu unerwünscht starkem Abtragen der Böden und Ausschwemmen von Makro- und Mikronährstoffen kommen.
  • Ein weiteres Problem bildet der Anstieg der Konzentration von Arsen im Boden. Durch die Mobilität des Arsens im Boden gelangt es in das Grundwasser und von da aus in Brunnen und landwirtschaftliche Bewässerungssysteme. Dies gilt auch für andere giftige Schwermetalle.
  • Aus dem europäischen Patent 0 222 882 B1 ist ein Verfahren zur Entsalzung und Regenerierung von bewässerten Böden bekannt, bei dem nährstoffreiche, wässrige Lösungen, die anionische Polymaleinanhydridverbindungen enthalten, direkt auf die Böden aufgebracht werden.
  • Aus der amerikanischen Patentanmeldung US 2011/0044761 A1 ist eine Zusammensetzung bekannt, die Ackerbodenpartikel und Partikel von Aktivkohle, Ruß, Kolloide, kationische kolloidale Partikel, Metalloxide, Nanopartikel von Oxiden, Tone, Zeolithe und/oder Molekularsiebe enthält. Die Verwendung der Zusammensetzung für die Entsalzung und Regeneration versalzter und/oder verkalkter Böden wird nicht beschrieben.
  • Aus dem amerikanischen Patent US 8,361,185 B2 ist eine Zusammensetzung zur kontrollierten Freisetzung von Makronährstoffen bekannt, die auf der Oberfläche von Hydroxylapatit-Nanopartikeln adsorbiert sind, wobei diese Partikel wiederum in Nanoclay interkaliert sind. Die Verwendung der Zusammensetzung für die Entsalzung und Regeneration versalzter und/oder verkalkter Böden wird nicht beschrieben.
  • Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2015 010 041 A1 ist eine Terra Preta Humanidade bekannt, die neben zahlreichen anderen Bestandteilen wie Mikroorganismen und Biomasse Biokohle, Nanoclays und Superabsorber enthält. Die Entsalzung und/oder Entkalkung von versalzten und/oder verkalkten Böden wird nicht beschrieben.
  • Aus der amerikanischen Patentanmeldung US 2017/0027168 A1 gehen Apparate, Produkte und/oder Systeme hervor, die sich auf die Herstellung oder die Verwendung von nanokristallinen Celluloseprodukten richten. Diese Produkte enthalten eine Kombination von nanokristalliner Cellulose, nanokristallinen Polymeren, nanokristallinen Kunststoffen oder anderen Nanokristallen von Cellulose-Kompositen oder Strukturen, die als Festkörper, Flocken, Partikel oder anderen Formen durch Gasphasenverfahren, Feststoffverfahren, Flüssigverfahren und andere Verfahren erhalten werden und mit anderen Materialien für die unterschiedlichsten nanokristallinen Anwendungen kombiniert werden können. Die amerikanische Patentanmeldung erwähnt eine große Anzahl von denkbaren Anwendungen und Kombinationen ohne auf spezifische Einzelheiten einzugehen. So offenbart sie eine Methode für die Pflanzen-, Saat- und Nahrungsmittelproduktion, die die folgenden Verfahrensschritte umfasst:
    1. (a) Zurverfügungstellung mindestens eines nanokristallinen Produktes und
    2. (b) Verwendung des mindestens einen Produktes um die Pflanzenkeimung oder Pflanzensamenkeimung, das Wachstum, den Anbauertrag, die Pflanzenproduktqualität, die Wachstumsgeschwindigkeit, die Wasseraufnahme, die Düngemittelaufnahme, die Herbizidtoleranz, die Insektentoleranz, die Dürretoleranz und die Gemüseproduktion günstig zu beeinflussen sowie zur Verwendung in Agrarprodukten, Futter, Tierfutter, landwirtschaftlichen Massenartikeln, Früchten, Nahrungsmitteladditiven, Nahrungsmittelverpackungen, Nahrungsmitteln, organischen Nahrungsmitteladditiven, organischen Produkten, Sojabohnen, Proteinen, Sojaprodukten, Milchproduktion und Milchprodukten.
  • Die Verwendung von Nanocellulose zur Entsalzung und/oder Entkalkung versalzter und/oder verkalkter Böden geht aus der amerikanischen Patentanmeldung nicht hervor.
  • In dem Artikel von Gourav Kumar Jatav, Raj Mukhopadhay und Nirmal De, „Characterization of Swelling Behaviour of Nanoclay Composite", in International Journal of Innovative Research in Science, Engineering and Technology, Band 2, Heft 5, Seiten 1560-1563, wird die Wasseraufnahme von Nanoclay-Kompositen(NCC)-Superabsorbern beschrieben, die durch die Polymerisation von Acrylsäure, Acrylamid und N,N'-Methylenbisacrylat in der Gegenwart von Bentonit, der mit Zinkionen beschichtet ist, hergestellt werden. Diese Komposit-Superabsorber haben eine Wasseraufnahme von 165,7 g/g Leitungswasser, 183 g/g destilliertes Wasser und 74,3 g/g einprozentige Natriumchloridlösung. In der Einleitung des Artikels wird darauf hingewiesen, dass Superabsorber bekannt sind, die 400-1500 g/g Wasser aufnehmen können. Die Entsalzung und/oder Entkalkung von versalzten und/oder verkalkten Böden wird nicht beschrieben.
  • Aus der österreichischen Patentschrift 381 487 B ist ein Mittel zur Düngung und Bindung von Säuren, Aluminium und Schwermetallen auf insbesondere durch saure Niederschläge geschädigten Böden, wobei das Mittel alkalisch reagierende Calcium- und/oder Magnesium- und/oder Kalium- oder Natriumverbindungen, wasserlösliche Pyrophosphate enthält, und ein Verfahren zur Düngung und Bindung von Säuren, Aluminium und Schwermetallen auf Böden unter Verwendung dieses Mittels bekannt. Nachteilig ist, dass durch das Verfahren durch Überdüngung wieder zuviel Salze in den Boden eingebracht werden.
  • In dem Artikel von J. Höpfner und M. Wilhelm, „A novel Approach to Seawater Desalination using Polymeric Hydrogels", in Macromolecular Rapid Communication, 2010, 31, 1337, werden für die Entsalzung von Meerwasser eine Vorrichtung und ein Verfahren beschrieben, bei dem Superabsorber in einen Überschuss von salzhaltigem Wasser gelegt werden. Der Superabsorber nimmt dabei Wasser auf, das einen geringeren Salzgehalt als das ursprüngliche salzhaltige Wasser hat. Das resultierende geschwollene Gel wird zwischen zwei Filtern gepresst. Dabei wird das salzarme Wasser aus dem Gel herausgedrückt und abgeleitet.
  • Die bekannten Verfahren und Zusammensetzungen bieten jedoch keine einfache, wirksame und dauerhafte Lösung zur Entsalzung, Entkalkung, Entsäuerung und Dealkalisierung sowie zur Regeneration versalzter, verkalkter, versauerter oder verlaugter Böden.
  • Aufgabe der Erfindung
  • Es stellt sich daher die Aufgabe, Zusammensetzungen und Verfahren zu entwickeln, die eine einfache, wirksame und dauerhafte Entsalzung und Regeneration versalzter und/verkalkter Böden bietet. Dadurch sollen die Nutzungs- und Anwendungsmöglichkeiten der entsalzten und/oder entkalkten Böden wieder erweitert werden, insbesondere was Bodenstabilität, Erosionsstabilität und Fruchtbarkeit betrifft. Weitere Aufgaben ergeben sich aus der Beschreibung.
  • Erfindungsgemäße Lösung
  • Demgemäß wurde das wasserhaltige oder wasserfreie Aufbereitungsmittel zum Entsalzung, Entkalkung, Entsäuerung und Dealkalisierung sowie zur Regeneration versalzter, verkalkter, versauerter oder verlaugter Böden mit einem Festkörpergehalt von 0,01 bis 100 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge des Aufbereitungsmittels, gefunden, wobei der Festkörper, jeweils bezogen auf die Gesamtmenge des Festkörpers, 10 Gew.-% bis 100 Gew.-%
    1. (A) mindestens einen Typ von Kohlepartikeln,
    2. (B) mindestens einen Typ von Schichtsilikat-Partikeln,
    3. (C) mindestens einen Typ von vernetzten Superabsorber-Partikeln und/oder den nicht vernetzten Copolymerisaten, aus denen sie aufgebaut sind, und/oder Weißtorf-, Brauntorf-, Bunttorf-, Schwarztorf- und/oder Pechtorf-Partikeln und
    4. (D) Nanocellulose-, Mikrocellulose-, Hemicellulose-, Cellulose- und/oder Lignin-Partikel
    enthält oder hieraus besteht.
  • Im Folgenden wird das wasserhaltige oder wasserfreie Aufbereitungsmittel als »erfindungsgemäßes Aufbereitungsmittel« bezeichnet.
  • Außerdem wurde das Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Aufbereitungsmittels gefunden, umfassend die Verfahrensschritte
    1. (a) Sumpfen oder Mauken mit Wasser (E)
      • - von jeweils einer Art von Partikeln (A), (B), (C) und (D) getrennt voneinander,
      • - von jeweils zwei Arten von Partikeln (A) und (B), (A) und (C), (A) und (D), (B) und (C), (C) und (D) sowie (B) und (D) gemeinsam,
      • - von jeweils drei Arten von Partikeln (A), (B) und (C), (A), (B) und (D), (A), (C) und (D) sowie (B), (C) und (D) gemeinsam und
      • - von jeweils vier Arten von Partikeln (A), (B), (C) und (D) gemeinsam
    2. (b) Vermischen der im Verfahrensschritt (a) gesumpften oder gemaukten Partikel (A), (B), (C) und (D) und Homogenisieren der resultierenden Mischung.
  • Im Folgenden wird das Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Aufbereitungsmittels als »erfindungsgemäßes Herstellverfahren« bezeichnet.
  • Des Weiteren wurde die Verwendung des erfindungsgemäßen Aufbereitungsmittels und des nach dem erfindungsgemäßen Herstellverfahren hergestellten Aufbereitungsmittels für die Entsalzung, Entkalkung, Entsäuerung und Dealkalisierung sowie zur Regeneration versalzter, verkalkter, versauerter oder verlaugter Böden, zur Prophylaxe gegen die Versalzung, Verkalkung, Versauerung und/oder Alkalisierung von Böden, als Mittel zur Wasserverbesserung, zur Bindung von Laugen und Schwermetallen in Böden, als Mittel gegen die Eutrophierung von Oberflächengewässern, zur Schmutzwasseraufbereitung, in Kompostiertoiletten, in Klärkanälen und Kläranlagen zur Reduktion der Schwefelwasserstoffbildung, in Irrigationsanlagen, für die Bodenherstellung und Bodenverbesserung, für den nachhaltigen Einsatz in Landnutzungs- und Siedlungssystemen, für die Kreislaufwirtschaft, für Bewässerungsflächen, für Soleflächen für die Energiegewinnung, für die Begrünung von Steppen, Wüsten, Küstenlandschaften, Marschböden, Bewässerungsflächen, Irrigationsanlagen, Terrassenarealen, Trockenfeldbauarealen, trockengelegten Meeresböden und Seenböden, trocken gefallenen Flussbetten und Küstenbebauungen wie Polder, Dämme und Deiche , für Aquakulturen, Hydrokulturen und die Hydroponik, die Schmutzwasserreinigung oder -Aufbereitung zur Änderung des Salzgehaltes zugunsten des bakteriellen Wachstums sowie für den Schutz vor Hochwasser bei gleichzeitigem Erhalt der Bodenfruchtbarkeit.
  • Im Folgenden wird die Verwendung des erfindungsgemäßen Aufbereitungsmittels als »erfindungsgemäße Verwendung« bezeichnet.
  • Ferner wurde das Verfahren für die Entsalzung, Entkalkung, Entsäuerung und Dealkalisierung sowie zur Regeneration versalzter, verkalkter, versauerter oder verlaugter Böden gefunden, bei dem feuchtes und/oder getrocknetes erfindungsgemäßes Aufbereitungsmittel und/oder ein nach dem erfindungsgemäßen Herstellverfahren hergestelltes feuchtes und/oder getrocknetes Aufbereitungsmittel in wirksamer Menge mechanisch auf und/oder in die versalzten und/oder verkalkten Böden ein- und/oder aufgebracht und/oder als Aufschlämmung oder Dispersion aufgegossen wird oder werden und einwirken gelassen, wonach ausgeblühtes Salz und/oder ausgeblühter Kalk mechanisch und/oder durch Abspülen mit salzarmem Wasser, Brackwasser sowie Salzwasser geringer bis mittlerer Salinität von der Oberfläche der Böden entfernt wird.
  • Im Folgenden wird das Verfahren für die Entsalzung und/oder Entkalkung versalzter und/oder verkalkter Böden als »erfindungsgemäßes Verwendungsverfahren« bezeichnet.
  • Nicht zuletzt wurde ein Lagerbares und transportierbares Handelsprodukt, umfassend mindestens eine vorzugsweise recyclingfähige und/oder kompostierbare Verpackung sowie ein erfindungsgemäßes Aufbereitungsmittel oder ein gemäß dem erfindungsgemäßen Herstellverfahren hergestelltes Aufbereitungsmittel in der Form frei fließender Pulver, Körnchen, Granulaten, Tabletten oder Pellets sowie Gelen und Pasten gefunden.
  • Im Folgenden wird das Handelsprodukt als »erfindungsgemäßes Handelsprodukts« bezeichnet.
  • Vorteile der Erfindung
  • Im Hinblick auf den Stand der Technik war es überraschend und für den Fachmann nicht vorhersehbar, dass die Aufgabe, die der vorliegenden Erfindung zu Grunde lag, mithilfe des erfindungsgemäßen Aufbereitungsmittels, des erfindungsgemäßen Herstellverfahrens, der erfindungsgemäßen Verwendung, des erfindungsgemäßen Verwendungsverfahrens und des erfindungsgemäßen Handelsprodukts gelöst werden konnte.
  • Insbesondere überraschten die breiten Nutzungs- und Anwendungsmöglichkeiten, die zu vorteilhaft nachhaltigen Landnutzungs- und/oder Anwendungssystemen führten.
  • Des Weiteren überraschte, dass bereits stark versalzte und/oder stark alkalische Böden durch das erfindungsgemäße Aufbereitungsmittel, die erfindungsgemäße Verwendung und das erfindungsgemäße Verwendungsverfahren in besonders vorteilhafter Weise entsalzt und/oder entkalkt werden konnten, sodass die betreffenden Böden wieder fruchtbar und nutzbar wurden. Außerdem konnte durch das erfindungsgemäße Aufbereitungsmittel eine erneute Versalzung zumindest verlangsamt und/oder zurückgedrängt, wenn nicht gar vollständig verhindert werden.
  • Dabei konnte das erfindungsgemäße Aufbereitungsmittel in einfacher Weise nach dem erfindungsgemäßen Herstellverfahren hergestellt werden. Das erfindungsgemäße Herstellverfahren konnte sehr breit variiert werden und so den Erfordernissen des Einzelfalls hervorragend angepasst werden. Es konnte außerdem in Pulverform, als Körnchen, als Granulat, als Tabletten oder als Pellets als Handelsprodukt zur Verfügung gestellt werden.
  • Des Weiteren überraschte, dass das Salz und/oder der Kalk stärker gebunden wurden und das Wasser danach gespeichert wurde und den Pflanzen wieder zur Verfügung stand, sodass diese auch in versalzten und/oder verkalkten Böden wachsen konnten. Hierbei überraschte, dass die Bindung des Salzes und/oder des Kalks nicht permanent war, sondern durch die Kapillarität des Bodens das Salz und/oder der Kalk an die Oberfläche transportiert wurden und durch die Verdunstung dort auskristallisieren und mechanisch oder durch Abspülen mit Süßwasser entfernt werden konnten.
  • Des Weiteren überraschte, dass das erfindungsgemäße Aufbereitungsmittel giftige Schwermetalle, insbesondere Arsen, in den Böden band und so verhinderte, dass die giftigen Schwermetalle in das Grundwasser und von da aus in Brunnen und landwirtschaftliche Bewässerungssysteme gelangen konnten.
  • Durch die gemeinsame Verwendung des erfindungsgemäßen Aufbereitungsmittels mit anderen Bodenformen wie zum Beispiel Terra Preta Humanidade bei dem erfindungsgemäßen Verwendungsverfahren wurde eine nachhaltig hohe Bodenfruchtbarkeit erzielt, sodass für eine wirtschaftliche Nutzung der Bodenfläche nur noch sehr wenige oder gar keine Mineraldünger mehr erforderlich waren. Somit eignet es sich das erfindungsgemäße Aufbereitungsmittel auch zur Herstellung von Bodensubstraten, als Bodenersatz, als Bodenergänzungsmittel, zur Begrünung von Siedlungen, zur Erosionshemmung, zur Verbesserung von regionalen Wasserhaushalten, zur Hochwasserprävention, zur Verminderung des Kohlendioxidgehaltes in der Atmosphäre zu Zwecken des Klimaschutzes, zur Schmutzwasserreinigung und Schmutzwasseraufbereitung, zur Abluftreinigung und zur Gebäudeluftreinigung.
  • Ausführliche Beschreibung der Erfindung
  • Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden unter Salz insbesondere Ammonium-, Alkali-, Erdalkali-, Eisen-, Aluminium- und Schwermetallsalze, speziell Gallium-, Indium-, Tallium-, Germanium-, Zinn-, Blei-, Arsen-, Antimon-, Bismut-, Titan-, Zirkonium-, Hafnium-, Vanadium-, Niob-, Tantal-, Chrom-, Molybdän-, Wolfram-, Mangan-, Ruthenium-, Osmium-, Kobalt-, Rhodium-, Iridium-, Nickel-, Palladium-, Platin-, Kupfer-, Silber-, Gold-, Zink-, Cadmium-, Quecksilber-, Scandium-, Yttrium-, Lanthan-, Lanthanid- und Actinidsalze, insbesondere die Nitrate, die Nitrite, die Fluoride, die Chloride, die Bromide, die lodide, die Carbonate, die Sulfate, die Phosphate, die Chromate, die Manganate, die Wolframate und die Molybdate, insbesondere aber Natriumchlorid, verstanden. Unter Kalk werden insbesondere die Alkali- und Erdalkalicarbonate verstanden.
  • Das erfindungsgemäße Aufbereitungsmittel weist, bezogen auf seine Gesamtmenge, einen Festkörpergehalt von 0,01 bis 100 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 99 Gew.-% und insbesondere 1 bis 98 Gew.-% auf.
  • Der Festkörper weist, bezogen auf seine Gesamtmenge, 10 Gew.-% bis 100 Gew.-%, vorzugsweise 20 Gew.-% bis 100 Gew.-%, bevorzugt 30 Gew.-% bis 100 Gew.-% und insbesondere 40 Gew.-% bis 100 Gew.-% von Partikeln, bestehend aus mindestens einem Typ von Kohlepartikeln, mindestens einem Typ von Schichtsilikat-Partikeln, mindestens einem Typ von Superabsorber-Partikeln und Nanocellulose- und/oder Mikrocellulose-Partikeln, auf.
  • Vorzugsweise sind diese Partikel Nanopartikel einer mittlerer Teilchengröße d50 von 1 nm bis < 1000 nm und/oder Mikropartikel einer mittlerer Teilchengröße d50 von > 1000 nm bis < 1000 µm.
  • Vorzugsweise enthält der Festkörper 2,5 bis 60 Gew.-%, bevorzugt 10 bis 50 Gew.-% und insbesondere 15 bis 40 Gew.-% mindestens eines, insbesondere eines, Typs von Kohlepartikeln, 2,5 bis 60 Gew.-%, bevorzugt 10 bis 50 Gew.-% und insbesondere 15 bis 40 Gew.-% mindestens eines, insbesondere eines, Typs von Schichtsilikat-Partikeln, 2,5 bis 60 Gew.-%, bevorzugt 10 bis 50 Gew.-% und insbesondere 15 bis 40 Gew.-% mindestens eines, insbesondere eines, Typs von Superabsorber-Partikeln und/oder die entsprechenden Copolymerisate, aus denen sie aufgebaut sind, und/oder Weißtorf-, Brauntorf-, Bunttorf-, Schwarztorf- und/oder Pechtorf-Partikeln und 2,5 bis 60 Gew.-%, bevorzugt 10 bis 50 Gew.-% und insbesondere 15 bis 40 Gew.-% mindestens eines, insbesondere eines, Typs von Nanocellulose-, Mikrocellulose-, Hemicellulose-, Cellulose- und/oder Lignin- Partikel.
  • Das erfindungsgemäße Aufbereitungsmittel kann des Weiteren, bezogen auf seine Gesamtmenge, 1 bis 99 Gew.-%, bevorzugt 2 bis 98 Gew.-% und insbesondere 3 bis 97 Gew.-% Wasser enthalten. Als Wasser kommt Flusswasser, Süßwasser aus Seen und Teichen, Wasser aus natürlichen Quellen, Leitungswasser, deionisiertes Wasser oder destilliertes Wasser in Betracht.
  • Vorzugsweise werden die Kohlepartikel aus der Gruppe, bestehend aus Biokohlen, pyrogenem Kohlenstoff, Pflanzenkohlen, Holzkohlen, Siebrückständen von Holzkohlen, Holzaschen, Aktivkohlen, Steinkohlen, Tierkohlen, Tierabfallkohlen, pyrogenem Kohlenstoff unterschiedlichen Pyrolysegrades, funktionalisierten Kohlen, vorbehandelten Kohlen, gewaschenen Kohlen und extrahierten Kohlen, ausgewählt. Insbesondere wird Biokohle und/oder pyrogener Kohlenstoff verwendet. Diese Materialien sind üblich und bekannt und gehen beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2015 010 041 A1 , Absätze [0055] bis [0064], hervor.
  • Die elementare Zusammensetzung und die Struktur der Schichtsilikat-Partikel können sehr breit variieren.
  • Bekannt ist beispielsweise die Einteilung der Silikate in die folgenden Strukturen:
    • - Inselsilikate
    • - Gruppensilikate
    • - Ringsilikate
    • - Ketten- und Bandsilikate
    • - Übergangsstrukturen zwischen Ketten- und Schichtsilikaten
    • - Schichtsilikate
    • - Gerüstsilikate
  • Die erfindungsgemäß zu verwendenden Schichtsilikate sind Silikate, deren Silikationen aus Schichten eckenverknüpfter (SiO4-)-Tetraeder bestehen. Diese Schichten und/oder Doppelschichten sind untereinander nicht weiter verknüpft. Die technisch wichtigen und in Sedimentgestein verbreiteten Tonminerale sind ebenfalls Schichtsilikate. Der schichtartige Aufbau dieser Minerale bestimmt die Form und die Eigenschaften der Kristalle. Sie sind meist tafelig bis blättrig mit guter bis perfekter Spaltbarkeit parallel zu den Schichten. Die Zähligkeit der Ringe, aus denen sich die Silikatschichten zusammensetzen, bestimmt oft die Symmetrie und Form der Kristalle. Zwischen den Schichten können sich Wassermoleküle, große Kationen und/oder Lipide einlagern. Schichtsilikate sind oft quellfähig und mit ihrer Kationenaustauschkapazität wichtig für die Fruchtbarkeit von Böden.
  • In der nachstehenden Tabelle 1 sind Schichtsilikate beispielhaft und nicht abschließend aufgelistet. Der Fachmann kann die für den jeweiligen Einzelfall besonders gut geeigneten Schichtsilikate ohne Weiteres auswählen und ohne erfinderisches Zutun weitere benennen. Tabelle 1: Summenformeln von geeigneten Schichtsilikaten a)
    Nr. Typ Summenformel
    1 Martinit (Na,Ca)11Ca4(Si,S,B)14B2O40F2·4(H2O)
    2 Apophyllit-(NaF) NaCa4Si8O20F·8H2O
    3 Apophyllit-(KF) (K,Na)Ca4Si8O20(F,OH)·8H2O
    4 Apophyllit-(KOH) KCa4Si8O20(OH,F)·8H2O
    5 Cuprorivait CaCuSi4O10
    6 Wesselsit (Sr,Ba)Cu[Si4O10]
    7 Effenbergerit BaCu[Si4O10]
    8 Gillespit BaFe2+Si4O10
    9 Sanbornit BaSi2O5
    10 Bigcreekit BaSi2O5·4H2O
    11 Davanit K2TiSi6O15
    12 Dalyit K2ZrSi6O15
    13 Fenaksit KNaFe2+Si4O10
    14 Manaksit KNaMn2+[Si4O10]
    15 Ershovit K3Na4(Fe,Mn,Ti)2[Si8O20(OH)4]·4H2O
    16 Paraershovit Na3K3Fe3+ 2Si8O20(OH)4·4H2O
    17 Natrosilit Na2Si2O5
    18 Kanemit NaSi2O5·3H2O
    19 Revdit Na16Si16O27(OH)26·28H2O
    20 Latiumit (Ca,K)4(Si,Al)5O11(SO4,CO3)
    21 Tuscanit K(Ca,Na)6(Si,Al)10O22(SO4,CO3,(OH)2)·H2O
    22 Carletonit KNa4Ca4Si8O18(CO3)4(OH,F)·H2O
    23 Pyrophyllit Al2Si4O10(OH)2
    24 Ferripyrophyllit Fe3+Si2O5(OH)
    25 Macaulayit (Fe3+,Al)24Si4O43(OH)2
    26 Talk Mg3Si4O10(OH)2
    27 Minnesotait Fe2+ 3Si4O10(OH)2
    28 Willemseit (Ni,Mg)3Si4O10(OH)2
    29 Pimelit Ni3Si4O10(OH)2·4H2O
    30 Kegelit Pb4Al2Si4O10(SO4)(CO3)2(OH)4
    31 Aluminoseladonit K(Mg,Fe2+)Al[(OH)2|Si4O10]
    32 Ferroaluminoseladonit K(Fe2+,Mg)(Al,Fe3+)[(OH)2|Si4O10]
    33 Seladonit K(Mg,Fe2+)(Fe3+,Al)Si4O10(OH)2
    34 Chromseladonit KMgCr[(OH)2|Si4O10]
    35 Ferroseladonit K(Fe2+,Mg)(Fe3+,Al)[(OH)2|Si4O10]
    36 Paragonit NaAl2(Si3Al)O10(OH)2
    37 Boromuskovit KAl2(Si3B)O10(OH,F)2
    38 Muskovit KAl2(Si3Al)O10(OH,F)2
    39 Chrom phyllit K(Cr,Al)2[(OH,F)2|AlSi3O10]
    40 Roscoelith K(V,Al,Mg)2AlSi3O10(OH)2
    41 Ganterit (Ba,Na,K)(Al,Mg)2[(OH,F)2|(Al,Si)Si2O10]
    42 Tobelith (NH4,K)Al2(Si3Al)O10(OH)2
    43 Nanpingit CsAl2(Si,Al)4O10(OH,F)2
    44 Polylithionit KLi2AlSi4O10(F,OH)2
    45 Tainiolith KLiMg2Si4O10F2
    46 Norrishit KLiMn3+ 2Si4O12
    47 Shirokshinit KNaMg2[F2|Si4O10]
    48 Montdorit KMn0.5 2+Fe1.5 2+Mg0.5[F2|Si4O10]
    49 Trilithionit KLi1.5Al1.5[F2|AlSi3O10]
    50 Masutomilith K(Li,Al,Mn2+)3(Si,Al)4O10(F,OH)2
    51 Aspidolith-1M NaMg3(AlSi3)O10(OH)2
    52 Fluorophlogopit KMg3(AlSi3)O10F2
    53 Phlogopit KMg3(Si3Al)O10(F,OH)2
    54 Tetraferriphlogopit KMg3[(F,OH)2|(Al,Fe3+)Si3O10]
    55 Hendricksit K(Zn,Mn)3Si3AlO10(OH)2
    56 Shirozulith K(Mn2+,Mg)3[(OH)2|AlSi3O10]
    57 Fluorannit KFe3 2+[(F,OH)2|AlSi3O10]
    58 Annit KFe2+ 3(Si3Al)O10(OH,F)2
    59 Tetraferriannit KFe2+ 3(Si3Fe3+)O10(OH)2
    60 Ephesit NaLiAl2(Al2Si2)O10(OH)2
    61 Preiswerkit NaMg2Al3Si2O10(OH)2
    62 Eastonit KMg2Al[(OH)2|Al2Si2O10]
    63 Siderophyllit KFe2 2+Al(Al2Si2)O10(F,OH)2
    64 Anandit (Ba,K)(Fe2+,Mg)3(Si,Al,Fe)4O10(S,OH)2
    65 Bityit CaLiAl2(AlBeSi2)O10(OH)2
    66 Oxykinoshitalith (Ba,K)(Mg,Fe2+Ti4+)3(Si,Al)4O10O2
    67 Kinoshitalith (Ba,K)(Mg,Mn,Al)3Si2Al2O10(OH)2
    68 Ferrokinoshitalith Ba(Fe2+,Mg)3[(OH,F)2|Al2Si2O10]
    69 Margarit CaAl2(Al2Si2)O10(OH)2
    70 Chernykhit BaV2(Si2Al2)O10(OH)2
    71 Clintonit Ca(Mg,Al)3(Al3Si)O10(OH)2
    72 Wonesit (Na,K,)(Mg,Fe,Al)6(Si,Al)6O20(OH,F)4
    73 Brammallit (Na,H3O)(Al,Mg,Fe)2(Si,Al)4O10[(OH)2,H2O]
    74 Illit (K,H3O)Al2(Si3Al)O10(H2O,OH)2
    75 Glaukonit (K,Na)(Fe3+,Al,Mg)2(Si,Al)4O10(OH)2
    76 Agrellit NaCa2Si4O10F
    77 Glagolevit NaMg6[(OH,O)8|AlSi3O10]·H2O
    78 Erlianit Fe2+ 4Fe3+ 2Si6O15(OH)8
    79 Bannisterit (Ca,K,Na)(Mn2+,Fe2+,Mg,Zn)10(Si,Al)16O38(OH)8·nH2O
    80 Bariumbannisterit (K,H3O)(Ba,Ca)(Mn2+,Fe2+,Mg)21(Si,Al)32O80(O,OH)16·4-12 H2O
    81 Lennilenapeit K6-7(Mg,Mn,Fe2+,Fe3+,Zn)48(Si,Al)72(O,OH)216·16H2O
    82 Stilpnomelan K(Fe2+,Mg,Fe3+,Al)8(Si,Al)12(O,OH)27·2H2O
    83 Franklinphilit (K,Na)1-x(Mn2+,Mg,Zn,Fe3+)8(Si,Al)12(O,OH)36·nH2O
    84 Parsettensit (K,Na,Ca)7.5(Mn,Mg)49Si72O168(OH)50·nH2O
    85 Middendorfit K3Na2Mn5Si12(O,OH)36·2H2O
    86 Eggletonit (Na,K,Ca)2(Mn,Fe)8(Si,Al)12O29(OH)7·11H2O
    87 Ganophyllit (K,Na)xMn2+ 6(Si,Al)10O24(OH)4·nH2O {x = 1-2}{n = 7-11}
    88 Tamait (Ca,K,Ba,Na)3-4Mn2+ 24[(OH)12|{(Si,Al)4(O,OH)10}10]·21H2O
    89 Ekmanit (Fe2+,Mg,Mn,Fe3+)3(Si,Al)4O10(OH)2·2H2O
    90 Lunijianlait Li0.7Al6.2(Si7AlO20)(OH,O)10
    91 Saliotit Na0.5Li0.5Al3[(OH)5|AlSi3O10]
    92 Kulkeit Na0.35Mg8Al(AlSi7)O20(OH)10
    93 Aliettit Ca0.2Mg6(Si,Al)8O20(OH)4·4H2O
    94 Rectorit (Na,Ca)Al4(Si,Al)8O20(OH)4·2H2O
    95 Tarasovit (Na,K,H3O,Ca)2Al4[(OH)2|(Si,Al)4O10]2·H2O
    96 Tosudit Na0.5(Al,Mg)6(Si,Al)8O18(OH)12·5H2O
    97 Corrensit (Ca,Na,K)(Mg,Fe,Al)9(Si,Al)8O20(OH)10·nH2O
    98 Brinrobertsit (Na,K,Ca)0.3(Al,Fe,Mg)4(Si,Al)8O20(OH)4·3.5H2O
    99 Montmorillonit (Na,Ca)0.3(Al,Mg)2Si4O10(OH)2·nH2O
    100 Beidellit (Na,Ca0.5)0.3Al2(Si,Al)4O10(OH)2·4H2O
    101 Nontronit Na0.3Fe2 3+(Si,Al)4O10(OH)2·4H2O
    102 Volkonskoit Ca0.3(Cr3+,Mg,Fe3+)2(Si,Al)4O10(OH)2·4H2O
    103 Swinefordit (Ca,Na)0.3(Al,Li,Mg)2(Si,Al)4O10(OH,F)2·2H2O
    104 Yakhontovit (Ca,Na,K)0.3(CuFe2+Mg)2Si4O10(OH)2·3H2O
    105 Hectorit Na0.3(Mg,Li)3Si4O10(F,OH)2
    106 Saponit (Ca|2,Na)0.3(Mg,Fe2+)3(Si,Al)4O10(OH)2·4H2O
    107 Ferrosaponit Ca0.3(Fe2+,Mg,Fe3+)3[(OH)2|(Si,Al)Si3O10]·4H2O
    108 Spadait MgSiO2(OH)2·H2O
    109 Stevensit (Ca|2)0.3Mg3Si4O10(OH)2
    110 Sauconit Na0.3Zn3(Si,Al)4O10(OH)2·4H2O
    111 Zinksilit Zn3Si4O10(OH)2·4H2O
    112 Vermiculit Mg0.7(Mg,Fe,Al)6(Si,Al)8O20(OH)4·8H2O
    113 Rilandit (Cr3+,Al)6SiO11·5H2O
    114 Donbassit Al2.3[(OH)8|AlSi3O10]
    115 Sudoit Mg2Al3(Si3Al)O10(OH)8
    116 Klinochlor (Mg,Fe2+)5Al(Si3Al)O10(OH)8
    117 Chamosit (Fe2+,Mg,Fe3+)5Al(Si3Al)O10(OH,O)8
    118 Orthochamosit (Fe2+,Mg,Fe3+)5Al(Si3Al)O10(OH,O)8
    119 Baileychlor (Zn,Fe2+,Al,Mg)6(Si,Al)4O10(OH)8
    120 Pennantit Mn2+ 5Al(Si3Al)O10(OH)8
    121 Nimit (Ni,Mg,Fe2+)5Al(Si3Al)O10(OH)8
    122 Gonyerit Mn2+ 5Fe3+(Si3Fe3+O10)(OH)8
    123 Cookeit LiAl4(Si3Al)O10(OH)8
    124 Borocookeit Li1-1.5Al4-3.5[(OH,F)8|(B,Al)Si3O10]
    125 Manandonit Li2Al4[(Si2AlB)O10](OH)8
    126 Franklinfurnaceit Ca2(Fe3+Al)Mn3+Mn3 2+Zn2Si2O10(OH)8
    127 Kämmererit(Var.v. Klinochlor) Mg5(Al,Cr)2Si3O10(OH)8
    128 Niksergievit (Ba,Ca)2Al3[(OH)6|CO3|(Si,Al)4O10]·0.2 H2O
    129 Surit Pb2Ca(Al,Mg)2(Si,Al)4O10(OH)2(CO3,OH)3·0.5 H2O
    130 Ferrisurit (Pb,Ca)2-3(Fe3+,Al)2[(OH,F)2.5-3|(CO3)1.5-2|Si4O10]·0.5 H2O
    131 Kaolinit Al2Si2O5(OH)4
    132 Dickit Al2Si2O5(OH)4
    133 Halloysit-7Å Al2Si2O5(OH)4
    134 Sturtit Fe3+(Mn2+,Ca,Mg)Si4O10(OH)3·10 H2O
    135 Allophan Al2O3·(SiO2)1.3-2·(H2O)2.5-3
    136 Imogolith Al2SiO3(OH)4
    137 Odinit (Fe3+,Mg,Al,Fe2+,Ti,Mn)2.4(Si1.8Al0.2)O5(OH)4
    138 Hisingerit Fe2 3+Si2O5(OH)4·2H2O
    139 Neotokit (Mn,Fe2+)SiO3·H2O
    140 Chrysotil Mg3Si2O5(OH)4
    141 Klinochrysotil Mg3Si2O5(OH)4
    142 Maufit (Mg,Ni)Al4Si3O13·4H2O
    143 Orthochrysotil Mg3Si2O5(OH)4
    144 Parachrysotil Mg3Si2O5(OH)4
    145 Antigorit (Mg,Fe2+)3Si2O5(OH)4
    146 Lizardit Mg3Si2O5(OH)4
    147 Karyopilit Mn2+ 3Si2O5(OH)4
    148 Greenalith (Fe2+,Fe3+)2-3Si2O5(OH)4
    149 Berthierin (Fe2+,Fe3+,Al)3(Si,Al)2O5(OH)4
    150 Fraipontit (Zn,Al)3(Si,Al)2O5(OH)4
    151 Zinalsit Zn7Al4(SiO4)6(OH)2·9H2O
    152 Dozyit Mg7(Al,Fe3+,Cr)2[(OH)12|Al2Si4O15]
    153 Amesit Mg2Al(SiAl)O5(OH)4
    154 Kellyit (Mn2+,Mg,Al)3(Si,Al)2O5(OH)4
    155 Cronstedtit Fe2 2+Fe3+(SiFe3+)O5(OH)4
    156 Karpinskit (Mg,Ni)2Si2O5(OH)2
    157 Nepouit (Ni,Mg)3Si2O5(OH)4
    158 Pecorait Ni3Si2O5(OH)4
    159 Brindleyit (Ni,Mg,Fe2+)2Al(SiAl)O5(OH)4
    160 Carlosturanit (Mg,Fe2+,Ti)21(Si,Al)12O28(OH)34·H2O
    161 Pyrosmalith-(Fe) (Fe2+,Mn)8Si6O15(Cl,OH)10
    162 Pyrosmalith-(Mn) (Mn,Fe2+)8Si6O15(OH,Cl)10
    163 Brokenhillit (Mn,Fe)8Si6O15(OH,Cl)10
    164 Nelenit (Mn,Fe2+)16Si12As3+ 3O36(OH)17
    165 Schallerit (Mn2+,Fe2+)16Si12As3+ 3O36(OH)17
    166 Friedelit Mn2+ 8Si6O15(OH,Cl)10
    167 Mcgillit Mn2+ 8Si6O15(OH)8Cl2
    168 Bementit Mn7Si6O15(OH)8
    169 Varennesit Na8(Mn,Fe3+,Ti)2[(OH,Cl)2|(Si2O5)5]·12H2O
    170 Naujakasit Na6(Fe2+,Mn)Al4Si8O26
    171 Manganonaujakasit Na6(Mn2+,Fe2+)Al4[Si8O26]
    172 Spodiophyllit (Na,K)4(Mg,Fe2+)3(Fe3+,Al)2(Si8O24)
    173 Sazhinit-(Ce) Na2CeSi6O14(OH)·nH2O
    174 Sazhinit-(La) Na3La[Si6O15]·2H2O
    175 Burckhardtit Pb2(Fe3+Te6+)[AlSi3O8]O6
    176 Tuperssuatsiait Na2(Fe3+,Mn2+)3Si8O20(OH)2·4H2O
    177 Palygorskit (Mg,Al)2Si4O10(OH)·4H2O
    178 Yofortierit Mn2+ 5Si8O20(OH)2·7H2O
    179 Sepiolith Mg4Si6O15(OH)2·6H2O
    180 Falcondoit (Ni,Mg)4Si6O15(OH)2·6H2O
    181 Loughlinit Na2Mg3Si6O16·8H2O
    182 Kalifersit (K,Na)5Fe7 3+[(OH)3|Si10O25]2·12H2O
    183 Minehillit (K,Na)2-3Ca28(Zn4Al4Si40)O112(OH)16
    184 Truscottit (Ca,Mn)14Si24O58(OH)8·2H2O
    185 Orlymanit Ca4Mn3 2+Si8O20(OH)6·2H2O
    186 Fedorit (Na,K)2-3(Ca,Na)7[Si4O8(F,Cl,OH)2|(Si4O10)3]·3.5H2O
    187 Reyerit (Na,K)4Ca14Si22Al2O58(OH)8·6H2O
    188 Gyrolith NaCa16Si23AlO60(OH)8·14H2O
    189 Tungusit Ca14Fe9 2+[(OH)22|(Si4O10)6]
    190 Zeophyllit Ca4Si3O8(OH,F)4·2H2O
    191 Armstrongit CaZr(Si6O15)·3H2O
    192 Jagoit Pb18Fe3+ 4[Si4(Si,Fe3+)6][Pb4Si16(Si,Fe)4]O82Cl6
    193 Hyttsjöit Pb18Ba2Ca5Mn2 2+Fe2 3+[Cl|(Si15O45)2]·6H2O
    194 Maricopait Ca2Pb7(Si36,Al12)(O,OH)99·n(H2O,OH)
    195 Cavansit Ca(VO)Si4O10·4H2O
    196 Pentagonit Ca(VO)Si4O104H2O
    197 Weeksit (K,Ba)2[(UO2)2|Si5O13]·4H2O
    198 Coutinhoit Th0.5(UO2)2Si5O13·3H2O
    199 Haiweeit Ca[(UO2)2|Si5O12(OH)2]6H2O
    200 Metahaiweeit Ca(UO2)2Si6O15·nH2O
    201 Monteregianit-(Y) KNa2YSi8O19·5H2O
    202 Mountainit KNa2Ca2[Si8O19(OH)]·6H2O
    203 Rhodesit KHCa2Si8O19·5H2O
    204 Delhayelith K7Na3Ca5Al2Si14O38F4Cl2
    205 Hydrodelhayelith KCa2AlSi7O17(OH)2·6H2O
    206 Macdonaldit BaCa4Si16O36(OH)2·10H2O
    207 Cymrit Ba(Si,Al)4(O,OH)8·H2O
    208 Kampfit Ba12(Si11Al5)O31(CO3)8Cl5
    209 Lourenswalsit (K,Ba)2(Ti,Mg,Ca,Fe)4(Si,Al,Fe)6O14(OH)12
    210 Tienshanit (Na,K)9-10(Ca,Y)2Ba6(Mn2+,Fe2+,Ti4+,Zn)6(Ti,Nb) [(O,F,OH)11|B2O4|Si6O15]6
    211 Wickenburgit Pb3CaAl[Si10O27]·3H2O
    212 Silhydrit Si3O6·H2O
    213 Magadiit Na2Si14O29·11H2O
    214 Strätlingit Ca2Al[(OH)6AlSiO2(OH)4]·2.5 H2O
    215 Vertumnit Ca4Al4Si4O6(OH)24·3H2O
    216 Zussmanit K(Fe2+,Mg,Mn)13(Si,Al)18O42(OH)14
    217 Coombsit K(Mn2+,Fe2+,Mg)13[(OH)7|(Si,Al)3O3|Si6O18]2
    a) vgl. Mineralienatlas, Mineralklasse VIII/H - Schichtsilikate (Phyllosilikate), Strunz, 8 Systematik
  • Ganz besonders bevorzugt wird Bentonit aus der Gruppe der Montmorillonite ((Na,Ca)0.3(Al,Mg)2Si4O10(OH)2·nH2O) verwendet. Montmorillonit ist eine Mischung aus verschiedenen Tonmineralien und enthält als wichtigsten Bestandteil Bentonit. Natrium-Bentonit kann um eine Vielzahl seines eigenen Trockengewichtes an Wasser aufnehmen. Des Weiteren kann Kalzium-Bentonit Fette und/oder Öle aufnehmen. In der Natur kommt ebenfalls eine Art von Bentonit vor, welche von Natur aus Erdöl enthält. Die Verwendung solcher Bentonite kann für besondere Anwendungen des erfindungsgemäßen Aufbereitungsmittels von besonderem Vorteil sein.
  • Bevorzugt wird der Superabsorber aus der Gruppe, bestehend aus
    • - vernetzten Copolymerisaten der Acrylsäure und/oder Methacrylsäure mit Alkaliacrylat und/oder Alkalimethacrylat,
    • - vernetzten Copolymerisaten auf der Basis von Stärke und Acrylaten und/oder Methacrylaten und
    • - vernetzten Copolymerisaten auf der Basis von Polyacrylamiden und Alkaliacrylaten und/oder Alkalimethacrylaten und
    • - den entsprechenden unvernetzten Copolymerisaten,
    ausgewählt.
  • Superabsorber und die Copolymerisate, aus denen sie aufgebaut sind, sind allgemein bekannte Stoffe und werden jährlich im 100.000- Tonnenmaßstab hergestellt. In der Hauptsache werden Superabsorber als saugfähiges Material in Windeln verwendet. Bekannte Superabsorber werden zum Beispiel unter den Marken Favor®, Stokosorb®, HySorb®, Saviva® und/oder Luquasorb®vertrieben.
  • Alternativ oder zusätzlich zu den Superabsorber-Partikeln und/oder den entsprechenden unvernetzten Copolymerisaten werden Weißtorf-, Brauntorf-, Bunttorf-, Schwarztorf- und/oder Pechtorf-Partikel verwendet.
  • Vorzugsweise werden die Nanocellulose-Partikel aus der Gruppe, bestehend aus Cellulosenanofasern (CNF), mikrofibrilläre Cellulose (MFC), nanokristalline Cellulose (CNC) und bakterielle Nanocellulose (BNC), ausgewählt. Die Mikrocellulose-Partikel sind vorzugsweise die mikrokristallinen Cellulosen (MCC), wie sie beispielsweise von der Firma DFE Pharma unter der Marke Pharmacel® angeboten werden.
  • Das Wasser kann geringe Mengen an Zusatzstoffen molekulardispers gelöst enthalten. Beispiele geeigneter Zusatzstoffe sind biologisch abbaubare Farbstoffe, die der Kennzeichnung des erfindungsgemäßen Aufbereitungsmittels dienen, organische und anorganische, von Carbonaten und Natriumchlorid verschiedene Salze wie zum Beispiel Phosphate und Sulfate, die eine Düngemittelwirkung aufweisen, und Komplexierungsmittel, die Schwermetalle maskieren können.
  • Falls die erfindungsgemäßen Aufbereitungsmittel in Gebieten mit geringer industrieller Infrastruktur hergestellt und verarbeitet werden sollen, können auch Brackwasser oder Salzwasser geringer bis mittlerer Salinität im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden
  • Der Festkörper des erfindungsgemäßen Aufbereitungsmittels kann bis zu 50 Gewichtsprozent funktionale Zusatzstoffe enthalten. Vorzugsweise werden die Zusatzstoffe der Gruppe, bestehend aus von Nanocellulose, Mikrocellulose, Hemicellulose, Cellulose und/oder Lignin verschiedenen Struktur- und Speicherpolysacchariden, Glutinleimen, Kaseinleimen, Melasse, biologisch abbaubaren Polymeren, Phytaten, Humus, Samen, Keimlinge, Saatgut, Coating-Saatgut, Samenbomben, teil-, minimal- und anderweitig pilliertem Saatgut, Kaff, Reishülsen, Papier, Kaolinit, Mullit, Humus, Blumenerden, Kalk, Hornhobel, Haaren, Torf, Tonscherben, Schlachtabfällen, Vulkanaschen, Stallmist, Jauche, Gülle, Silageflüssigkeit, flüssigem Biogasanlagenrückstand, Urin, Kot, Fäkalien, zerkleinerten Windeln, Pilzen wie schwarzer Schimmel, Zeolithe, Blähtonen, Fischmehl, Fischabfall, Kleien, Mineralien, Porzellan, Keramik, Steingut, Siliziumdioxid haltiges Hartsedimentgestein in gemahlener Form aus 11 bis 12 Gew.-% Quarz, 21 bis 22 Gew.-% Calcit, 21 bis 22 Gew.-% Dolomit, 12 bis 14 Gew.-% Albit und 41 bis 44 Gew.-% röntgenamorphe Fraktion, Sand, Steine, Lehm, Löss, Kunstdünger, Geopolymeren und Schaumstoffpartikel auf der Basis von Polystyrol, Polyethylen und/oder Polypropylen, ausgewählt.
  • Dabei zeigt sich ein weiterer wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Aufbereitungsmittels, dass nämlich schädliche und geruchsintensive Abfallstoffe wie Stallmist, Jauche, Gülle, Silageflüssigkeit, flüssigem Biogasanlagenrückstand, Urin, Kot, Fäkalien, zerkleinerte Windeln, Pilze wie schwarzer Schimmel, Fischmehl oder Fischabfall einer nützlichen Verwendung - der erfindungsgemäßen Verwendung - zugeführt und in dieser Form an der Schöpfung von Mehrwert beteiligt sind.
  • In dem erfindungsgemäßen Aufbereitungsmittel können der mindestens einen Typ von Kohlepartikeln, der mindestens einen Typ von Schichtsilikat-Partikeln, der mindestens einen Typ von Superabsorber-Partikel und/oder den entsprechenden unvernetzten Copolymerisaten und/oder Weißtorf-, Brauntorf-, Bunttorf-, Schwarztorf- und/oder Pechtorf-Partikeln und die Nanocellulose- und/oder Mikrocellulose-Partikel als solche separat, d.h. nicht agglomeriert, vorliegen. Indes können die Partikel in unterschiedlicher Weise miteinander teilweise oder vollständig agglomeriert sein.
  • Dabei kann der Festkörper mindestens zwei Arten von Partikeln (A), (B), (C) und/oder (D), die teilweise oder vollständig agglomeriert sind, wobei der Festkörper
    1. (I) nur Agglomerate der stofflichen Zusammensetzung (AB), (AC), (AD), (BC), (BD) und/oder (CD) oder Agglomerate (AB), (AC), (AD), (BC), (BD) und/oder (CD) sowie die jeweils nicht agglomerierten Partikel (A), (B), (C) und/oder (D) oder keine hiervon enthält, wobei
      • (I.1) in den Agglomeraten jeweils mindestens ein Partikel der einen Art an mindestens ein Partikel der anderen Art angelagert ist und/oder diese Agglomerate wiederum zu größeren Agglomeraten aneinandergelagert sind, wobei die Agglomerate für sich selbst vorliegen und/oder miteinander und/oder mit den Agglomeraten (I.2), (II.1), (11.2), (III.1) und/oder (III.2) und/oder mit den jeweiligen nicht agglomerierten Partikeln (A), (B), (C) und/oder (D) vorliegen und/oder aneinandergelagert sind,
      • (I.2) die Agglomerate eine Kern-Schale-Struktur mit mindestens zwei Schichten aufweisen und jeder Kern-Schale-Partikel für sich selbst vorliegt und/oder die Kern-Schale-Partikel miteinander und/oder mit den Agglomeraten (I.1), (II.1), (11.2), (III.1) und/oder (III.2) und/oder mit den jeweiligen nicht agglomerierten Partikeln (A), (B), (C) und/oder (D) vorliegen und/oder aneinandergelagert sind,
    2. (II) nur Agglomerate der stofflichen Zusammensetzung (ABC), (ABD), (ACD) und/oder (BCD) oder Agglomerate (ABC), (ABD), (ACD) und/oder (BCD) sowie die jeweils nicht agglomerierten Partikel (A), (B), (C) und/oder (D) oder keine hiervon enthält, wobei
      • (II.1) in den Agglomeraten jeweils mindestens ein Partikel aus drei unterschiedlichen Arten aneinandergelagert sind und/oder diese Agglomerate wiederum zu größeren Agglomeraten aneinandergelagert sind und/oder
      • (II.2) die Agglomerate eine Kern-Schale-Struktur mit mindestens drei Schichten aufweisen und jeder Kern-Schale-Partikel für sich selbst vorliegt und/oder die Kern-Schale-Partikel miteinander und/oder mit den Agglomeraten (I.1), (I.2), (II.1), (III.1) und/oder (III.2) und/oder den jeweiligen nicht agglomerierten Partikeln (A), (B), (C) und/oder (D) vorliegen und/oder aneinandergelagert sind, und/oder
    3. (III) nur Agglomerate der stofflichen Zusammensetzung (ABCD), wobei
      • (III.1) in den Agglomeraten jeweils mindestens ein Partikel aus vier unterschiedlichen Arten aneinandergelagert sind und/oder diese Agglomerate wiederum zu größeren Agglomeraten aneinandergelagert sind und/oder jedes Agglomerat für sich selbst vorliegt und/oder die Agglomerate miteinander und/oder mit den Agglomeraten (I.1), (I.2), (II.1), (II.2) und/oder (III.2) und/oder den jeweiligen nicht agglomerierten Partikeln (A), (B), (C) und/oder (D) vorliegen und/oder aneinandergelagert sind, und/oder
      • (III.2) die Agglomerate eine Kern-Schale-Struktur mit mindestens vier Schichten aufweisen und jedes Agglomerat mit Kern-Schale-Struktur für sich selbst vorliegt und/oder die Agglomerate mit Kern-Schale-Strukturen miteinander und/oder mit den Agglomeraten (I.1), (I.2), (II.1), (II.2) und/oder (III.1) und/oder den jeweiligen nicht agglomerierten Partikeln (A), (B), (C) und/oder (D) vorliegen und/oder aneinandergelagert sind,
      enthalten.
  • In den Agglomeraten und/oder in den größeren Agglomeraten können die Kohlepartikel, die Schichtsilikat-Partikel, die Superabsorber-Partikel und/oder die entsprechenden unvernetzten Copolymerisaten und/oder die Weißtorf-, Brauntorf-, Bunttorf-, Schwarztorf- und/oder Pechtorf-Partikel sowie die Nanocellulose-, Mikrocellulose-, Hemicellulose-, Cellulose- und/oder Lignin-Partikel in beliebiger Reihenfolge und/oder in Wiederholungen mindestens einer Art von Schicht angeordnet sein.
  • Dabei kann sich zwischen mindestens zwei Schichten der Agglomerate und/oder der größeren Agglomerate jeweils mindestens eine weitere Schicht aus Kohlepartikeln, Schichtsilikat-Partikeln, Superabsorber-Partikeln und/oder die entsprechenden unvernetzten Copolymerisaten und/oder Weißtorf-, Brauntorf-, Bunttorf-, Schwarztorf- und/oder Pechtorf-Partikeln und/oder Nanocellulose-, Mikrocellulose-, Hemicellulose-, Cellulose- und/oder Lignin-Partikeln, die sich von den beiden jeweils angrenzenden Schichten stofflich unterscheidet, und/oder mindestens eine Schicht aus mindestens einem Zusatzstoff, eingelagert sein.
  • Das erfindungsgemäße Aufbereitungsmittel kann ein Gel, eine Paste, eine Dispersion in Wasser oder ein Festkörper in der Form von freifließenden Pulvern, Körnchen, Granulaten, Kügelchen, Tabletten oder Pellets sein, die noch einen gewissen Wassergehalt aufweisen können, der aber nicht zum Verkleben der besagten Partikel führt.
  • Das erfindungsgemäße Aufbereitungsmittel kann mithilfe üblicher und bekannter Verfahren hergestellt werden. Vorzugsweise wird es aber nach dem erfindungsgemäßen Herstellverfahren hergestellt.
  • Das erfindungsgemäße Herstellverfahren umfasst die Verfahrensschritte
    1. (a) Sumpfen oder Mauken mit Wasser
      • - von jeweils einer Art von Kohlepartikeln, Schichtsilikat-Partikeln Superabsorber-Partikeln und Nanocellulose- und/oder Mikrocellulose-Partikeln getrennt voneinander, wobei die Superabsorber-Partikel teilweise oder ganz durch die entsprechenden unvernetzten Copolymerisate ersetzt werden können,
      • - von jeweils zwei Arten von Partikeln, nämlich (Kohlepartikel/Schichtsilikat-Partikel), (Kohlepartikel/Superabsorber-Partikel und/oder die entsprechenden unvernetzten Copolymerisaten und/oder die Weißtorf-, Brauntorf-, Bunttorf-, Schwarztorf- und/oder Pechtorf-Partikel), (Kohlepartikel/Nanocellulose-, Mikrocellulose-, Hemicellulose-, Cellulose- und/oder Lignin-Partikel), (Schichtsilikat-Partikel/Superabsorber-Partikel und/oder die entsprechenden unvernetzten Copolymerisaten und/oder die Weißtorf-, Brauntorf-, Bunttorf-, Schwarztorf- und/oder Pechtorf-Partikel), (Schichtsilikat-Partikel/Nanocellulose-, Mikrocellulose-, Hemicellulose-, Cellulose- und/oder Lignin-Partikel) sowie (Superabsorber-Partikel und/oder die entsprechenden unvernetzten Copolymerisaten und/oder die Weißtorf-, Brauntorf-, Bunttorf-, Schwarztorf- und/oder Pechtorf-Partikel/Nanocellulose- und/oder Mikrocellulose Partikel) gemeinsam, wobei die Superabsorber-Partikel teilweise oder ganz durch die entsprechenden unvernetzten Copolymerisate ersetzt werden können,
      • - von jeweils drei Arten von Partikeln (Kohlepartikel/Schichtsilikat-Partikel/Superabsorber-Partikel und/oder die entsprechenden unvernetzten Copolymerisate und/oder die Weißtorf-, Brauntorf-, Bunttorf-, Schwarztorf- und/oder Pechtorf-Partikel), (Kohlepartikel/Schichtsilikat-Partikel/Nanocellulose-, Mikrocellulose-, Hemicellulose-, Cellulose- und/oder Lignin-Partikel), (Kohlepartikel/Superabsorber-Partikel und/oder die entsprechenden unvernetzten Copolymerisate und/oder die Weißtorf-, Brauntorf-, Bunttorf-, Schwarztorf- und/oder Pechtorf-Partikel/Nanocellulose-, Mikrocellulose-, Hemicellulose-, Cellulose- und/oder Lignin-Partikel) sowie (Schichtsilikat-Partikel/Superabsorber-Partikel und/oder die entsprechenden unvernetzten Copolymerisate und/oder die Weißtorf-, Brauntorf-, Bunttorf-, Schwarztorf- und/oder Pechtorf-Partikel /Nanocellulose-, Mikrocellulose-, Hemicellulose-, Cellulose- und/oder Lignin-Partikell) gemeinsam, wobei die Superabsorber-Partikel teilweise oder ganz durch die entsprechenden unvernetzten Copolymerisate ersetzt werden können, und
      • - von jeweils vier Arten von Partikeln (Kohlepartikel/Schichtsilikat-Partikel/Superabsorber-Partikel und/oder die entsprechenden unvernetzten Copolymerisate und/oder die Weißtorf-, Brauntorf-, Bunttorf-, Schwarztorf- und/oder Pechtorf-Partikel /Nanocellulose-, Mikrocellulose-, Hemicellulose-, Cellulose- und/oder Lignin-Partikel) gemeinsam wobei die Superabsorber-Partikel teilweise oder ganz durch die entsprechenden unvernetzten Copolymerisate ersetzt werden können,
    2. (b) Vermischen der im Verfahrensschritt (a) gesumpften oder gemaukten Partikel und gegebenfalls Homogenisieren der resultierenden Mischung.
  • Bei einer besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Herstellverfahrens wird oder werden
    • (c) die Kohlepartikel, Schichtsilikat-Partikel, Superabsorber-Partikel und/oder die entsprechenden unvernetzten Copolymerisate und/oder die Weißtorf-, Brauntorf-, Bunttorf-, Schwarztorf- und/oder Pechtorf-Partikel und/oder Nanocellulose-, Mikrocellulose-, Hemicellulose-, Cellulose- und/oder Lignin-Partikel und/oder das Wasser vor, während und/oder nach dem Vermischen und/oder Homogenisieren (b) unter Druck gesetzt, wodurch ein unter Umständen unerwünschter Verlust von Wasser vermieden wird,

    wodurch das erfindungsgemäße feuchte Aufbereitungsmittel resultiert.
  • Das Vermischen und/oder das Homogenisieren (c) können durch langsam laufende Rührer, Planetmischer, Ringtrogmischer, schnell laufende Rührer, Inline-Dissolver, Einwellen- und Zweiwellen-Extruder, Ultraturrax, Mikrofluidizer, Ringteller-Intensivmischer und Gegenstrommischer sowie durch Druck, Pressen, Kneten, Verrühren, Verquetschen mittels Schneckenfördern und Quetschen, Pelletierdisks und Pelletierer, Abstreifer und Wurstpresser erfolgen.
  • Danach kann das resultierende feuchte Aufbereitungsmittel vorzugsweise während 24 Stunden bis 4 Wochen noch gereift werden.
  • Des Weiteren kann das resultierende feuchte Aufbereitungsmittel
    • (d) zu einem Gel oder einer Paste verarbeitet werden,
    • (e) nach Zugabe von weiterem Wasser dispergiert werden, sodass eine Dispersion resultiert,
    • (f) zumindest teilweise getrocknet werden, sodass das Aufbereitungsmittel als frei fließendes Pulver oder freifließende Körnchen resultiert,
    • (g) das resultierende feuchte Aufbereitungsmittel mittels Pelletierdisks zu Pellets geformt werden,
    • (h) das resultierende feuchte Aufbereitungsmittel mittels Pressen zu Tabletten, Granulaten, Körnchen und/oder Kügelchen geformt werden und/oder
    • (i) mit Samen, Saatgut, Coating-Saatgut, Samenbomben und/oder teil-, minimal- und anderweitig pilliertem Saatgut verbunden und/oder zu Saatbändern geformt und/oder in Saatbänder, Blumentöpfe, Pflanzgefäße eingebracht wird, mit Keimlingen als Ummantelung, Hüllmasse und/oder Zusatz verbunden und/oder bei Setzlingen als Masse verwendet und/oder in die Ballen eingebracht werden.
  • Das Sumpfen oder Mauken sind übliche und bekannte Verfahren und werden beispielsweise in Salman, Scholze, Keramik, 7. Auflage, Springer, 2006, Seite 539 ff., Fritz Ullmann, Enzyklopädie der technischen Chemie, Band 17, Urban & Schwarzenberg, Wilhelm Foerst, Seite 468, oder H. G. Hirschberg, Handbuch Verfahrenstechnik und Anlagenbau Chemie, Technik, Wirtschaftlichkeit, Springer, 2013, Seite 623, beschrieben.
  • Da beim Sumpfen oder Mauken die Superabsorber-Partikel aufquellen und ein Gel bilden können, wird dieses vor dem Vermischen und Homogenisieren zerkleinert. Hierzu können die vorstehend beschriebenen Mischaggregate oder die in dem europäischen Patent EP 1 304 200 B1 beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren verwendet werden.
  • Für die Trocknung können die üblichen und bekannten Trocknungsanlagen und Trocknungsverfahren, wie zum Beispiel die Trocknung des ausgebreiteten feuchten Aufbereitungsmittels an der Luft, in Trommeltrocknern, in Rohrbündeltrocknern, in Stromrohrtrocknern oder in Bandtrocknern, verwendet werden.
  • Nach der Trocknung kann das Aufbereitungsmittel noch schonend vermahlen werden. Auch hierfür kommen übliche und bekannte Mahlverfahren und Vorrichtungen in Betracht wie beispielsweise Luftwirbelmühlen.
  • Das erfindungsgemäße Aufbereitungsmittel kann hervorragend als erfindungsgemäßes lagerbares und transportierbares Handelsprodukt vermarktet werden. Das erfindungsgemäße Handelsprodukt umfasst mindestens eine, insbesondere eine, vorzugsweise recyclungsfähige und/oder kompostierbare Verpackung. Vorzugsweise ist diese Verpackung aus Holz, Papier, Karton, Pappe, biologisch abbaubaren Folien, wie Folien aus Polymilchsäure, Polylactaten, Polyhydroxybuttersäure, Polyhydroxyfettsäuren und/oder Polyestern (Polymere dieser Art sind üblich und bekannt und im Handel erhältlich, wie beispielsweise ecovio® und ecoflex® von BASF), und/oder aus Geweben aus natürlichen Fasern wie
  • Samenfasern:
  • wie Baumwolle (CO), Kapok (KP), Pappelflaum, Akon, Bambusfaser, Brennnesselfaser, Hanffaser (HA), Jute (JU), Kenaf, Leinen (LI), Hopfen, Ramie (RA), Hanf,
  • Hartfasern:
  • wie Ananas, Caroá, Curauá, Henequen, Neuseeländer Flachs, Sisal (SI), Kokos (CC),
  • Wolle und feine Tierhaare:
  • wie Wolle von Schafen (WO), Alpaka, Lama, Vikunja, Guanako, Angora (WA), Kanin, Kamelhaar (WK), Kaschmir (WS), Mohair (WM),
  • grobe Tierhaare:
  • wie Rinderhaar, Rosshaar, Ziegenhaar,
  • Seiden:
  • wie zum Beispiel Maulbeerseide (SE), Tussahseide (ST), Muschelseide,
  • Fasern aus natürlichen Polymeren:
  • wie cellulosische Fasern, wie beispielsweise Viskose (CV), Modal (CMD), Lyocell (CLY), Cupro (CUP), Acetat (CA), Triacetat (CTA),
  • Gummifasern:
  • wie zum Beispiel Gummi,
  • Pflanzeneiweißfasern:
  • wie zum Beispiel Sojaproteinfaser, Zein und andere Prolamine,
  • Eiweißfasern:
  • wie Fasern auf der Basis von Casein, Albuminen, Kollagen, Glykoproteinen, Globuline, Elastin, Nucloproteinen, Histonen, Keratin, Chromoproteine, Protaminen, Fibrinogen, Phosphoproteinen, Prolaminen, Myosin, Lipoproteinen und Hydrophobin,
  • Fasern auf Basis Stärke bzw. Glukose:
  • wie zum Beispiel Alginatfasern (ALG) oder Chitosanfasern und
  • Fasern aus synthetischen biologisch abbaubaren Polymeren:
  • Polylactidfasern (PLA) und Polyester (vgl. Biologisch abbaubare Polyester - Neue Wege mit Bismutkatalysatoren, DISSERTATION zur Erlangung des Grades eines Doktors der Naturwissenschaften des Fachbereichs Chemie der Universität Hamburg, vorgelegt von Gesa Behnken, aus Hamburg, Hamburg 2008).
  • Die Gewebe können auch aus mehreren unterschiedlichen Fasern bestehen, also Mischgewebe sein.
  • Die Verpackungen können des Weiteren die Form von und Töpfen, Pflanzgefäßen, Linern, Beuteln, Kunststoffsäcken, Kunststoffschläuchen, Kartuschen, Flaschen, Dosen oder Fässern haben. Diese können aus zerbrechlichen Materialien bestehen, bei deren Auseinanderbrechen das erfindungsgemäße aus Aufbereitungsmittel freigesetzt wird.
  • Für die erfindungsgemäßen Gele und Pasten können Tuben, Spender und Schraubdeckelgefäße als Verpackung verwendet werden.
  • Die Verpackungen können luftdurchlässig und/oder wasserdurchlässig oder luftundurchlässig und/oder wasserundurchlässig sein.
  • Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Aufbereitungsmittel für die erfindungsgemäße Verwendung eingesetzt. Insbesondere wird es für die die Entsalzung, Entkalkung, Entsäuerung und Dealkalisierung sowie zur Regeneration versalzter, verkalkter, versauerter oder verlaugter Böden, zur Prophylaxe gegen die Versalzung, Verkalkung, Versauerung und/oder Alkalisierung von Böden, als Mittel zur Wasserverbesserung, zur Bindung von Laugen und Schwermetallen in Böden, als Mittel gegen die Eutrophierung von Oberflächengewässern, zur Schmutzwasseraufbereitung, in Kompostiertoiletten, in Klärkanälen und Kläranlagen zur Reduktion der Schwefelwasserstoffbildung, in Irrigationsanlagen, für die Bodenherstellung und Bodenverbesserung, für den nachhaltigen Einsatz in Landnutzungs- und Siedlungssystemen, für die Kreislaufwirtschaft, für Bewässerungsflächen, für Soleflächen für die Energiegewinnung, für die Begrünung von Steppe Spiel macht und das war es kein Problem n, Wüsten, Küstenlandschaften, Marschböden, Bewässerungsflächen, Irrigationsanlagen, Terrassenarealen, Trockenfeldbauarealen, trockengelegten Meeresböden und Seenböden, trocken gefallenen Flussbetten und Küstenbebauungen wie Polder, Dämme und Deiche , für Aquakulturen, Hydrokulturen und die Hydroponik, die Schmutzwasserreinigung oder -Aufbereitung zur Änderung des Salzgehaltes zugunsten des bakteriellen Wachstums sowie für den Schutz vor Hochwasser bei gleichzeitigem Erhalt der Bodenfruchtbarkeitwendet.
  • Für die erfindungsgemäße Verwendung wird das erfindungsgemäße Aufbereitungsmittel vorzugsweise im Rahmen des erfindungsgemäßen Verwendungsverfahrens angewandt. Dabei wird das erfindungsgemäße Aufbereitungsmittel wirksamen Mengen mechanisch auf und/oder in die versalzten, verkalkten, versauerten und/oder verlaugten Böden ein- und/oder aufgebracht und/oder als Aufschlämmung oder Dispersion aufgegossen und einwirken gelassen, wonach ausgeblühtes Salz und/oder ausgeblühter Kalk mechanisch und/oder durch Abspülen mit salzarmem Wasser, Brackwasser oder Salzwasser von geringer bis mittlerer Salinität von der Oberfläche der Böden entfernt wird.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verwendungsverfahrens kann das erfindungsgemäße Aufbereitungsmittel vor und/oder nach dem Aufbringen und/oder während des Aufbringens auf den versalzten und/oder verkalkten Böden mit anderen Bodenformen wie handelsüblicher Pflanzenerde, Gartenerde oder Terra Preta Humanidade, wie sie beispielsweise in der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2015 010 041 A1 beschrieben wird, vermischt werden. Außerdem kann das erfindungsgemäße Aufbereitungsmittel mit Keim-, Anzucht-, Vorzieh- und/oder Aussaaterden und/oder mit mindestens einem der vorstehend beschriebenen Zusatzstoffe vermischt werden.
  • Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Aufbereitungsmittel mit und ohne Düngung, durch Mulchen, Eggen, Grubbern, Fräsen, Pflügen, Ritzen, Injektionen in den Boden, Impfen, Verteilung mit der Bewässerung, Ausstreuen, Pflanzen, Setzen, und Aussaat und/oder Strip-till und/oder in Saatbändern, in Saatbändern, die aus dem Aufbereitungsmittel gebildet sind, Samenbomben und/oder in Ballen von Keimlingen und/oder Setzlingen, aufgebracht.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand der die Erfindung nicht einschränkenden Beispiele näher erläutert.
  • In den Beispielen wurden die Biokohle und der Superabsorber in der Form von Mikropartikeln einer mittleren Teilchengröße dso = 500 µm verwendet.
  • Der Bentonit wurde in der Form von Nanoclay verwendet.
  • Als Wasser wurde Trinkwasser verwendet.
  • Beispiel 1
  • Die Entsalzung von salzhaltiger Pflanzenerde mit einem wasserhaltigen Aufbereitungsmittel
  • Es wurde eine Mischung von 20 Gewichtsteile Biokohle, 20 Gewichtsteile Bentonit, 5 Gewichtsteilen Nanocellulose und 40 Gewichtsteilen Wasser hergestellt und während einer Woche eingesumpft. Die resultierende Mischung wurde nach dem Einsumpfen mit 10 Gewichtsteilen Superabsorber (Saviva® von BASF SE) und 10 Gewichtsteilen Pechtorf vermischt. Diese Mischung wurde während einer Woche weiter eingesumpft, wobei die Mischung stark aufquoll und ein Gel bildete. Das Gel wurde mithilfe eines Ultraturrax zerkleinert, wodurch das wasserhaltige Aufbereitungsmittel resultierte.
  • In dieser Weise wurden fünf Ausführungsformen hergestellt, wobei als Nanocellulose jeweils Cellulosenanofasern (CNF), mikrofibrilläre Cellulose (MFC), nanokristalline Cellulose (CNC) und bakterielle Nanocellulose (BNC) und die Mikrocellulose-Partikel aus der Gruppe der mikrokristallinen Cellulosen (MCC) verwendet wurden. 20 Gewichtsteile des jeweiligen wasserhaltigen Aufbereitungsmittels wurden mit 100 Gewichtsteilen einer zerkleinerten, salzhaltigen Pflanzenerde, die bezogen auf die Pflanzenerde, 5 Gew.-% Salz enthielt, innig vermischt. Das resultierende Gemisch wurde in eine flache Tonwanne eingefüllt, mit Süßwasser gewässert und anschließend zum Trocknen stehen gelassen. Im Laufe des Trocknungsvorganges setzte sich das Salz auf der Oberfläche der Pflanzenerde ab und bildete eine Salzkruste, die mühelos mechanisch entfernt werden konnte.
  • Es wurden Stecklinge von salzempfindlichen Pflanzen in die entsalzte Pflanzenerde eingesetzt. Die Stecklinge wuchsen zu gesunden und kräftigen Pflanzen heran.
  • Beispiel 2
  • Die Entkalkung von kalkhaltiger Pflanzenerde mit einem wasserhaltigen Aufbereitungsmittel
  • Es wurde eine Mischung von 20 Gewichtsteilen Biokohle, 20 Gewichtsteilen Bentonit und 20 Gewichtsteilen Wasser hergestellt und während einer Woche eingesumpft. Die resultierende Mischung wurde nach dem Einsumpfen mit 20 Gewichtsteilen Superabsorber (Saviva® von BASF SE) und 5 Gewichtsteilen Nanocellulose innig vermischt. Diese Mischung wurde während einer Woche weiter eingesumpft, wobei die Mischung stark aufquoll und ein Gel bildete. Das Gel wurde mithilfe eines Ultraturrax zerkleinert, wodurch das wasserhaltige Aufbereitungsmittel resultierte.
  • In dieser Weise wurden fünf Ausführungsformen hergestellt, wobei als Nanocellulose jeweils Cellulosenanofasern (CNF), mikrofibrilläre Cellulose (MFC), nanokristalline Cellulose (CNC) und bakterielle Nanocellulose (BNC) und die Mikrocellulose-Partikel aus der Gruppe der mikrokristallinen Cellulosen (MCC) verwendet wurden.
  • 20 Gewichtsteile des jeweiligen wasserhaltigen Aufbereitungsmittels wurden mit 100 Gewichtsteilen einer zerkleinerten, Pflanzenerde innig vermischt. Das resultierende Gemisch wurde in eine flache Tonwanne eingefüllt, mit stark kalkhaltigem Wasser gewässert und anschließend zum Trocknen stehen gelassen. Im Laufe des Trocknungsvorganges setzte sich der Kalk auf der Oberfläche der Pflanzenerde ab und bildete eine Kalkkruste, die mühelos mechanisch entfernt werden konnte.
  • Es wurden Stecklinge von Pflanzen, die neutrale bis leicht saure Böden zum einwandfreien Wachstum benötigen, in die entkalkte Pflanzenerde eingesetzt. Die Stecklinge wuchsen zu gesunden und kräftigen Pflanzen heran.
  • Beispiel 3
  • Die Entsalzung und Entkalkung von salzhaltiger und kalkhaltiger Pflanzenerde mit einem wasserhaltigen Aufbereitungsmittel
  • Es wurden drei Mischungen von 20 Gewichtsteilen Biokohle mit 0,5 Gewichtsteilen Wasser, 20 Gewichtsteilen Bentonit mit 0,5 Gewichtsteilen Wasser sowie 20 Gewichtsteilen Superabsorber (Saviva® von BASF SE) und 5 Gewichtsteilen Nanocellulose mit 0,5 Wasser angesetzt und während einer Woche eingesumpft, wobei die Superabsorber-Partikel stark aufquollen und ein Gel bildeten. Das Gel wurde mithilfe eines Ultraturrax zerkleinert, und es wurden die drei Mischungen miteinander vereinigt, wodurch ein wässriges Aufbereitungsmittel resultierte.
  • In dieser Weise wurden fünf Ausführungsformen hergestellt, wobei als Nanocellulose jeweils Cellulosenanofasern (CNF), mikrofibrilläre Cellulose (MFC), nanokristalline Cellulose (CNC) und bakterielle Nanocellulose (BNC) und die Mikrocellulose-Partikel aus der Gruppe der mikrokristallinen Cellulosen (MCC) verwendet wurden.
  • 40 Gewichtsteile des jewiligen wasserhaltigen Aufbereitungsmittels wurden mit 150 Gewichtsteilen einer zerkleinerten Pflanzenerde mit einem Gehalt von 5 Gew.-% Salz und 2 Gew.-% Kalk, jeweils bezogen auf die Pflanzenerde, innig vermischt. Das Gemisch wurde in eine flache Tonwanne gefüllt und trocknen gelassen. Es blühte eine Mischung aus Kalk und Salz an der Oberfläche der Pflanzenerde aus, die mühelos mechanisch entfernt werden konnte.
  • Es wurden Stecklinge von Pflanzen, die neutrale bis leicht saure, salzfreie Böden zum einwandfreien Wachstum benötigen, in die entsalzte und entkalkte Pflanzenerde eingesetzt. Die Stecklinge wuchsen zu gesunden und kräftigen Pflanzen heran.
  • Beispiel 4
  • Die Entsalzung und Verbesserung von salzhaltiger arider Erde mit einem wasserhaltigen Aufbereitungsmittel und Terra preta
  • Es wurden drei Mischungen von 20 Gewichtsteilen Biokohle und 10 Gewichtsteilen Wasser, 20 Gewichtsteilen Bentonit und 10 Gewichtsteilen Wasser sowie 20 Gewichtsteilen Superabsorber (Saviva® von BASF SE), 10 Gewichtsteilen Nanocellulose und 10 Gewichtsteilen Wasser angesetzt und während einer Woche eingesumpft, wobei die Superabsorber-Partikel stark aufquollen und ein Gel bildeten. Das Gel wurde mithilfe eines Ultraturrax zerkleinert, und es wurden die drei Mischungen miteinander vereinigt, wodurch das wässriges Aufbereitungsmittel resultierte.
  • In dieser Weise wurden fünf Ausführungsformen hergestellt, wobei als Nanocellulose jeweils Cellulosenanofasern (CNF), mikrofibrilläre Cellulose (MFC), nanokristalline Cellulose (CNC) und bakterielle Nanocellulose (BNC) und die Mikrocellulose-Partikel aus der Gruppe der mikrokristallinen Cellulosen (MCC) verwendet wurden.
  • 50 Gewichtsteile des jeweiligen wasserhaltigen Aufbereitungsmittels wurden mit 150 Gewichtsteilen einer zerkleinerten ariden Erde mit einem Gehalt von 4 Gew.-% Salz, bezogen auf die aride Erde, und 50 Gewichtsteilen Terra preta gemäß Beispiel 1, Absätze [0118] bis [0128], der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2015 010 041 A1 innig vermischt. Das Gemisch wurde in eine flache Tonwanne gefüllt und trocknen gelassen. Es blühten Salzkristalle an der Oberfläche der Erde aus, die mühelos mechanisch entfernt werden konnten.
  • Es wurden Stecklinge von Pflanzen, die salzfreie Böden zum einwandfreien Wachstum benötigen, in die entsalzte Erde eingesetzt. Die Stecklinge wuchsen zu gesunden und kräftigen Pflanzen heran.
  • Beispiel 5
  • Die Verfestigung eines Damms mit einem wasserhaltigen Aufbereitungsmittel
  • Es wurde eine Mischung von 40 Gewichtsteilen Biokohle, 40 Gewichtsteil Bentonit und 30 Gewichtsteilen Wasser hergestellt und während einer Woche eingesumpft. Die resultierende Mischung wurde nach dem Einsumpfen mit 40 Gewichtsteilen Superabsorber (Saviva® von BASF SE) und 5 Gewichtsteilen Nanocellulose vermischt. Diese Mischung wurde während einer Woche weiter eingesumpft, wobei die die Mischung stark aufquoll und ein Gel bildete. Das Gel wurde mithilfe eines Ultraturrax zerkleinert, wodurch das wasserhaltige Aufbereitungsmittel resultierte.
  • In dieser Weise wurden fünf Ausführungsformen hergestellt, wobei als Nanocellulose jeweils Cellulosenanofasern (CNF), mikrofibrilläre Cellulose (MFC), nanokristalline Cellulose (CNC) und bakterielle Nanocellulose (BNC) und die Mikrocellulose-Partikel aus der Gruppe der mikrokristallinen Cellulosen (MCC) verwendet wurden.
  • In einem Modellversuch wurde eine 2 m hohe dammförmige, mit Gras bepflanzte Aufschüttung aus verfestigter Erde auf einer Seite auf einer Länge von 10 m mit dem jeweiligen wasserhaltigen Aufbereitungsmittel bis zu einer Tiefe von 30 cm in einem Abstand von jeweils 50 cm rasterartig geimpft. Die Probefläche wurde intensiv mit Salzwasser gewässert, um ein Hochwasser zu simulieren. Danach wurde die Aufschüttung trocknen gelassen, wobei das von der verfestigten Erde aufgenommene Salz ausblühte und mit Süßwasser abgespült wurde. Der Grasbewuchs auf der exponierten Seite der Aufschüttung war durch die Behandlung mit Salzwasser nicht beeinträchtigt, sondern wurde nach dem Trocknen signifikant stärker, wodurch die Aufschüttung verfestigt wurde.
  • Beispiel 6
  • Die Herstellung eines pulverförmigen Aufbereitungsmittels und seine Verwendung zur Entsalzung von Pflanzenerde
  • Es wurden drei Mischungen von einem 30 Gewichtsteilen Biokohle mit 0,5 Gewichtsteilen Wasser, 30 Gewichtsteilen Bentonit mit 0,5 Gewichtsteilen Wasser sowie 30 Gewichtsteilen Superabsorber (Saviva®) von BASF SE) und 5 Gewichtsteilen Nanocellulose mit einem Gewichtsteil Wasser angesetzt und während einer Woche eingesumpft. Dabei quoll das Superabsorber - Nanocellulose - Gemisch stark an und bildete ein Gel, das in einem Ultraturrax zerkleinert wurde. Nach dem Einsumpfen wurden die eingesumpfte Biokohle und der eingesumpfte Bentonit in einem Ringteller-Intensivmischer vermischt und dabei teilweise aufgeschäumt. Anschließend wurde das zerkleinerte Superabsorbergel-Nanocellulose-Gemisch zu der aufgeschäumten Biokohle/Bentonit-Mischung unter intensivem Vermischen hinzugegeben.
  • In dieser Weise wurden fünf Ausführungsformen hergestellt, wobei als Nanocellulose jeweils Cellulosenanofasern (CNF), mikrofibrilläre Cellulose (MFC), nanokristalline Cellulose (CNC) und bakterielle Nanocellulose (BNC) und die Mikrocellulose-Partikel aus der Gruppe der mikrokristallinen Cellulosen (MCC) verwendet wurden
  • Durch das Homogenisieren der Mischung resultierte jeweils das wasserhaltige Aufbereitungsmittel. Dieses wurde eingedampft, wodurch sich ein körniges Pulver bildete, das in einer Luftwirbelmühle schonend vermahlen wurde. Das resultierende frei fließende, pulverförmige Aufbereitungsmittel wies eine mittlere Teilchengröße d50 von 800 µm auf und bestand überwiegend aus agglomerierten Partikeln mit dem schichtförmigen Aufbau „Biokohle/Bentonit/Superabsorber/Nanocellulose“ und geringen Anteilen von agglomerierten Partikeln mit dem schichtförmigen Aufbau „Biokohle/Superabsorber/Nanocellulose/Bentonit“.
  • Alternativ wurde die homogenisierte Mischung, d.h. das wasserhaltige Aufbereitungsmittel, zentrifugiert und so der Festkörper von der flüssigen Phase getrennt. Der Festkörper wurde isoliert, schonend vorgemahlen und anschließend in einer Luftwirbelmühle schonend fein vermahlen. Das resultierende frei fließende, pulverförmige Aufbereitungsmittel wies eine mittlere Teilchengröße d50 von 900 µm auf und bestand überwiegend aus agglomerierten Partikeln mit dem schichtförmigen Aufbau „Biokohle/Bentonit/Superabsorber/Nanocellulose“ und geringen Anteilen von agglomerierten Partikeln mit dem schichtförmigen Aufbau „Biokohle/Superabsorbe/Nanocellulose/Bentonit“.
  • 10 Gewichtsteile des pulverförmigen Aufbereitungsmittels wurden innig mit 200 Gewichtsteilen salzhaltiger Pflanzenerde eines Salzgehalts von 6 Gew.-% vermischt. Die resultierende Mischung wurde in eine flache Tonwanne eingefüllt und während einer Woche einem Bewässerungs-/Trocknungszyklus ausgesetzt. Danach wurde die Mischung während einer Woche trocknen gelassen, wobei das Salz an der Oberfläche auskristallisierte und mechanisch entfernt werden konnte.
  • Der Versuch wurde mit dem zentrifugierten, gemahlenen Festkörper wiederholt.
  • Es wurden in beiden Fällen Stecklinge von Pflanzen, die salzfreie Böden zum einwandfreien Wachstum benötigen, in die entsalzte Erde eingesetzt. Die Stecklinge wuchsen zu gesunden und kräftigen Pflanzen heran.
  • Beispiel 7
  • Die Herstellung eines granulatförmigen Aufbereitungsmittels und seine Verwendung zur Entsalzung von Ackerboden
  • Es wurden drei Mischungen von einem 30 Gewichtsteilen Biokohle mit 0,5 Gewichtsteilen Wasser, 30 Gewichtsteilen Bentonit mit 0,5 Gewichtsteilen Wasser sowie 30 Gewichtsteilen Superabsorber (Saviva®) von BASF SE) und 5 Gewichtsteilen Nanocellulose mit einem Gewichtsteil Wasser angesetzt und während einer Woche eingesumpft. Dabei quoll das Superabsorber - Nanocellulose - Gemisch stark an und bildete ein Gel, das in einem Ultraturrax zerkleinert wurde. Nach dem Einsumpfen wurden die eingesumpfte Biokohle und der eingesumpfte Bentonit in einem Ringteller-Intensivmischer vermischt und dabei teilweise aufgeschäumt. Anschließend wurde das zerkleinerte Superabsorbergel-Nanocellulose-Gemisch zu der aufgeschäumten Biokohle/Bentonit-Mischung unter intensivem Vermischen hinzugegeben.
  • In dieser Weise wurden fünf Ausführungsformen hergestellt, wobei als Nanocellulose jeweils Cellulosenanofasern (CNF), mikrofibrilläre Cellulose (MFC), nanokristalline Cellulose (CNC) und bakterielle Nanocellulose (BNC) und die Mikrocellulose-Partikel aus der Gruppe der mikrokristallinen Cellulosen (MCC) verwendet wurden.
  • Durch das Homogenisieren der jeweiligen Mischung resultierte das wasserhaltige Aufbereitungsmittel. Dieses wurde bis zu einer Restfeuchte von 3 Gew.-% (etwa 2,5 Gewichtsteile) eingedampft, wodurch sich ein körniges Pulver bildete, das in einer Luftwirbelmühle schonend vermahlen wurde. Das resultierende frei fließende, pulverförmige Aufbereitungsmittel wies eine mittlere Teilchengröße d50 von 800 µm auf und bestand überwiegend aus agglomerierten Partikeln mit dem schichtförmigen Aufbau „Biokohle/Bentonit/Superabsorber/Nanocellulose“ und geringen Anteilen von agglomerierten Partikeln mit dem schichtförmigen Aufbau „Biokohle/Superabsorber/Nanocellulose/Bentonit“.
  • 90 Gewichtsteile des Pulvers wurden auf einem Einwellen-Entgasungsextruder bei 50 °C mit 4 Gewichtsteilen Glutenleim vermischt als Strang ausgetragen, abgekühlt und granuliert. Die säulenförmigen Granulatteilchen wiesen eine Länge von 1 cm und einem Durchmesser von 0,5 cm auf. Sie wurden in Papiersäcke gefüllt, deren Einfüllöffnung mithilfe von Stärkeleim verschlossen wurde. Die Papiersäcke wurden zu einem landwirtschaftlichen Betrieb transportiert und geöffnet, und der Inhalt wurde in einen fahrbaren Granulatstreuer eingefüllt. Die Papiersäcke wurden kompostiert und für die Herstellung von Terra Preta Humanidade verwendet.
  • Das Granulat wurde mithilfe des Granulatstreuers auf einem Ackerboden aufgebracht, der zuvor 3 Tage von Meerwasser überschwemmt und wieder getrocknet worden war. Anschließend wurde der Ackerboden umgepflügt und dann geeggt. Nach einigen Tagen blühte Salz auf dem geeggten Ackerboden aus und wurde durch einen Schaber abgestreift.
  • Beispiel 8
  • Die Herstellung und die Verwendung eines festen Aufbereitungsmittel zur Förderung des Wachstums von Saatgut in einem versauerten Boden
  • Es wurde eine Mischung von 20 Gewichtsteilen Biokohle, 20 Gewichtsteilen Bentonit und 20 Gewichtsteilen Wasser hergestellt und während einer Woche eingesumpft. Die resultierende Mischung wurde nach dem Einsumpfen mit 20 Gewichtsteilen der nicht vernetzten Copolymerisate, die den Superabsorber (Saviva® von BASF SE) aufbauen, und 5 Gewichtsteilen Nanocellulose innig vermischt. Diese Mischung wurde während einer Woche weiter eingesumpft, wodurch das wasserhaltige Aufbereitungsmittel resultierte.
  • In dieser Weise wurden fünf Ausführungsformen hergestellt, wobei als Nanocellulose jeweils Cellulosenanofasern (CNF), mikrofibrilläre Cellulose (MFC), nanokristalline Cellulose (CNC) und bakterielle Nanocellulose (BNC) und die Mikrocellulose-Partikel aus der Gruppe der mikrokristallinen Cellulosen (MCC) verwendet wurden.
  • Das jeweilige wasserhaltige Aufbereitungsmittel wurde bis zu einer Restfeuchte von 3 Gew.-% (etwa 2,5 Gewichtsteile) eingedampft, wodurch sich ein körniges Pulver bildete, das in einer Luftwirbelmühle schonend vermahlen wurde. Das jeweilige resultierende frei fließende, pulverförmige Aufbereitungsmittel wies eine mittlere Teilchengröße d50 von 800 µm auf. Es wurde jeweils mit Weizenkörnern und einer geringen Menge von Melasse innig vermischt und auf Pelletierdisks pelletiert.
  • 20 Gewichtsteile der jeweiligen Pellets wurden mit 100 Gewichtsteilen einer sauren Pflanzenerde eines pH-Wertes von 4 innig vermischt. Das jeweilige resultierende Gemisch wurde in eine Tonwanne eingefüllt, mit saurem Regenwasser gewässert und anschließend zum Trocknen stehen gelassen. Trotz der sauren Bedingungen keimten in allen Fällen die Weizenkörner und wuchsen zu starken Getreidepflanzen heran.
  • Beispiel 9
  • Die Reduktion der Schwefelwasserstoffbildung in Kanalisationssystemen
  • Es wurde eine Mischung von 20 Gewichtsteilen Biokohle, 20 Gewichtsteilen Bentonit und 20 Gewichtsteilen Wasser hergestellt und während einer Woche eingesumpft. Die resultierende Mischung wurde nach dem Einsumpfen mit 20 Gewichtsteilen der nicht vernetzten Copolymerisate, die den Superabsorber (Saviva® von BASF SE) aufbauen, und 5 Gewichtsteilen Nanocellulose innig vermischt. Diese Mischung wurde während einer Woche weiter eingesumpft, wodurch das wasserhaltige Aufbereitungsmittel resultierte.
  • In dieser Weise wurden 10 weitere Ausführungsformen hergestellt, wobei als Nanocellulose jeweils Cellulosenanofasern (CNF), mikrofibrilläre Cellulose (MFC), nanokristalline Cellulose (CNC) und bakterielle Nanocellulose (BNC) und die Mikrocellulose-Partikel aus der Gruppe der mikrokristallinen Cellulosen (MCC) verwendet wurden. Dies Weiteren wurde Partikeln aus fibrillärer Cellulose, kristalliner Cellulose, fibrillärer Hemicellulose, kristalliner Hemicellulose und Lignin verwendet.
  • Jede der 11 Ausführungsformen des wasserhaltigen Aufbereitungsmittels wurden mit weiterem Wasser auf einen Festkörpergehalt von jeweils 15 Gew.-% eingestellt und in jeweils einen Tank mit einer Dosiervorrichtung eingefüllt, die das jeweilige wasserhaltige Aufbereitungsmittel über ein Rohr mit Verteilerdüse in jeweils ein Rohr eines Kanalisationssystems während einer Woche gleichmäßig eindosierte. Der Schwefelwasserstoffgehalt im Gasraum der Rohre des Kanalisationssystems wurde vor der Dosage und nach der jeweiligen Dosage mit Drägerröhrchen gemessen und miteinander verglichen. Es zeigte sich, dass durch die Zugaben der wasserhaltigen Aufbereitungsmittel eine signifikante Reduktion der Schwefelwasserstoffbildung eingetreten war.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Claims (21)

  1. Wasserhaltiges oder wasserfreies Aufbereitungsmittel zum Entsalzung, Entkalkung, Entsäuerung und Dealkalisierung sowie zur Regeneration versalzter, verkalkter, versauerter oder verlaugter Böden mit einem Festkörpergehalt von 0,01 bis 100 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge des Aufbereitungsmittels, wobei der Festkörper, jeweils bezogen auf die Gesamtmenge des Festkörpers, 10 Gew.-% bis 100 Gew.-% (A) mindestens einen Typ von Kohlepartikeln, (B) mindestens einen Typ von Schichtsilikat-Partikeln, (C) mindestens einen Typ von vernetzten Superabsorber-Partikeln und/oder den nicht vernetzten Copolymerisaten, aus denen sie aufgebaut sind, und/oder Weißtorf-, Brauntorf-, Bunttorf-, Schwarztorf- und/oder Pechtorf-Partikel und (D) Nanocellulose-, Mikrocellulose-, Hemicellulose-, Cellulose- und/oder Lignin-Partikel enthält.
  2. Aufbereitungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sein Festkörper aus (A) mindestens einem Typ von Kohlepartikeln, (B) mindestens einem Typ von Schichtsilikat-Partikeln, (C) mindestens einem Typ von Superabsorber-Partikeln und/oder den nicht vernetzten Copolymerisaten, aus denen sie aufgebaut sind, und/oder Weißtorf-, Brauntorf-, Bunttorf-, Schwarztorf- und/oder Pechtorf-Partikel und (D) mindestens einem Typ von Nanocellulose-, Mikrocellulose-, Hemicellulose-, Cellulose- und/oder Lignin- Partikeln besteht.
  3. Aufbereitungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sein Festkörper, bezogen auf dessen Gesamtmenge bis zu 50 Gew.-% mindestens eines Zusatzstoffs (F) enthält.
  4. Aufbereitungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass es bezogen auf seine Gesamtmenge, 1 bis 99 Gew.-% Wasser (E) enthält.
  5. Aufbereitungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sein Festkörper, bezogen auf seine Gesamtmenge, 2,5 bis 60 Gew.-% an Partikeln (A), 2,5 bis 60 Gew.-% an Partikeln (B), 2,5 bis 60 Gew.-% an Partikeln (C) und 2,5 bis 60 Gew.-% an Partikeln (D) enthält.
  6. Aufbereitungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Arten von Partikeln (A), (B), (C) und/oder (D) teilweise oder vollständig agglomeriert sind, wobei der Festkörper (I) nur Agglomerate der stofflichen Zusammensetzung (AB), (AC), (AD), (BC), (BD) und/oder (CD) oder Agglomerate (AB), (AC), (AD), (BC), (BD) und/oder (CD) sowie die jeweils nicht agglomerierten Partikel (A), (B), (C) und/oder (D) oder keine hiervon enthält, wobei (I.1) in den Agglomeraten jeweils mindestens ein Partikel der einen Art an mindestens ein Partikel der anderen Art angelagert ist und/oder diese Agglomerate wiederum zu größeren Agglomeraten aneinandergelagert sind, wobei die Agglomerate für sich selbst vorliegen und/oder miteinander und/oder mit den Agglomeraten (I.2), (II.1), (11.2), (III.1) und/oder (III.2) und/oder mit den jeweiligen nicht agglomerierten Partikeln (A), (B), (C) und/oder (D) vorliegen und/oder aneinandergelagert sind, (I.2) die Agglomerate eine Kern-Schale-Struktur mit mindestens zwei Schichten aufweisen und jeder Kern-Schale-Partikel für sich selbst vorliegt und/oder die Kern-Schale-Partikel miteinander und/oder mit den Agglomeraten (I.1), (II.1), (11.2), (III.1) und/oder (III.2) und/oder mit den jeweiligen nicht agglomerierten Partikeln (A), (B), (C) und/oder (D) vorliegen und/oder aneinandergelagert sind, (II) nur Agglomerate der stofflichen Zusammensetzung (ABC), (ABD), (ACD) und/oder (BCD) oder Agglomerate (ABC), (ABD), (ACD) und/oder (BCD) sowie die jeweils nicht agglomerierten Partikel (A), (B), (C) und/oder (D) oder keine hiervon enthält, wobei (II.1) in den Agglomeraten jeweils mindestens ein Partikel aus drei unterschiedlichen Arten aneinandergelagert sind und/oder diese Agglomerate wiederum zu größeren Agglomeraten aneinandergelagert sind und/oder (II.2) die Agglomerate eine Kern-Schale-Struktur mit mindestens drei Schichten aufweisen und jeder Kern-Schale-Partikel für sich selbst vorliegt und/oder die Kern-Schale-Partikel miteinander und/oder mit den Agglomeraten (I.1), (I.2), (II.1), (III.1) und/oder (III.2) und/oder den jeweiligen nicht agglomerierten Partikeln (A), (B), (C) und/oder (D) vorliegen und/oder aneinandergelagert sind, und/oder (III) nur Agglomerate der stofflichen Zusammensetzung (ABCD), wobei (III.1) in den Agglomeraten jeweils mindestens ein Partikel aus vier unterschiedlichen Arten aneinandergelagert sind und/oder diese Agglomerate wiederum zu größeren Agglomeraten aneinandergelagert sind und/oder jedes Agglomerat für sich selbst vorliegt und/oder die Agglomerate miteinander und/oder mit den Agglomeraten (I.1), (I.2), (II.1), (II.2) und/oder (III.2) und/oder den jeweiligen nicht agglomerierten Partikeln (A), (B), (C) und/oder (D) vorliegen und/oder aneinandergelagert sind, und/oder (III.2) die Agglomerate eine Kern-Schale-Struktur mit mindestens vier Schichten aufweisen und jedes Agglomerat mit Kern-Schale-Struktur für sich selbst vorliegt und/oder die Agglomerate mit Kern-Schale-Strukturen miteinander und/oder mit den Agglomeraten (1.1), (I.2), (11.1), (II.2) und/oder (III.1) und/oder den jeweiligen nicht agglomerierten Partikeln (A), (B), (C) und/oder (D) vorliegen und/oder aneinandergelagert sind, enthält.
  7. Aufbereitungsmittel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in den Agglomeraten und/oder in den größeren Agglomeraten die Partikel (A), (B), (C) und/oder (D) in beliebiger Reihenfolge und/oder in Wiederholungen mindestens einer Art von Schicht angeordnet sind.
  8. Aufbereitungsmittel nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen mindestens zwei Schichten der Agglomerate und/oder der größeren Agglomerate jeweils mindestens eine weitere Schicht (A), (B), (C) und/oder (D), die sich von den beiden jeweils angrenzenden Schichten stofflich unterscheidet, und/oder mindestens eine Schicht aus mindestens einem Zusatzstoff (F), eingelagert ist.
  9. Aufbereitungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass - die Partikel (A), (B), (C), (D) und (F) Nanopartikel einer mittlerer Teilchengröße d50 von 1 nm bis < 1000 nm und/oder Mikropartikel einer mittlerer Teilchengröße d50 von > 1000 nm bis < 1000 µm sind, - die Kohlepartikel (A) aus der Gruppe, bestehend aus Biokohlen, pyrogenem Kohlenstoff Pflanzenkohlen, Holzkohlen, Siebrückständen von Holzkohlen, Holzaschen, Aktivkohlen, Steinkohlen, Tierkohlen, Tierabfallkohlen, pyrogenem Kohlenstoff unterschiedlichen Pyrolysegrades, funktionalisierten Kohlen, vorbehandelten Kohlen, gewaschenen Kohlen und extrahierten Kohlen, ausgewählt sind, - die Schichtsilikat-Partikel (B) aus der Gruppe der Montmorillonite ausgewählt sind, - die Superabsorber-Partikel (C) aus der Gruppe, bestehend aus vernetzten Copolymerisaten der Acrylsäure und/oder Methacrylsäure mit Alkaliacrylat und/oder Alkalimethacrylat, Copolymerisaten auf der Basis von Stärke und Acrylaten und/oder Methacrylaten und Copolymerisaten auf der Basis von Polyacrylamiden und Alkaliacrylaten und/oder Alkalimethacrylaten und/oder den nicht vernetzten Copolymerisaten, aus denen sie aufgebaut sind, und/oder Weißtorf-, Brauntorf-, Bunttorf-, Schwarztorf- und/oder Pechtorf-Partikel, ausgewählt sind und/oder - die Nanocellulose-Partikel aus der Gruppe, bestehend aus Cellulosenanofasern (CNF), mikrofibrilläre Cellulose (MFC), nanokristalline Cellulose (CNC) und bakterielle Nanocellulose (BNC) und die Mikrocellulose-Partikel aus der Gruppe der mikrokristallinen Cellulosen (MCC) ausgewählt sind und/oder - die Hemicellulose-, Cellulose- und/oder Lignin-Partikel fibrillär und/oder kristallin vorliegen, - die Zusatzstoffe (F) aus der Gruppe, bestehend aus von Nanocellulose, Mikrocellulose, Hemicellulose, Cellulose und/oder Lignin verschiedenen Struktur- und Speicherpolysacchariden, Glutinleimen, Kaseinleimen, Melasse, biologisch abbaubaren Polymeren, Phytaten, Humus, Samen, Keimlinge, Saatgut, Coating-Saatgut, Samenbomben, teil-, minimal- und anderweitig pilliertem Saatgut, Kaff, Reishülsen, Papier, Kaolinit, Mullit, Humus, Blumenerden, Kalk, Hornhobel, Haaren, Torf, Tonscherben, Schlachtabfällen, Vulkanaschen, Stallmist, Jauche, Gülle, Silageflüssigkeit, flüssigem Biogasanlagenrückstand, Urin, Kot, Fäkalien, zerkleinerten Windeln, Pilzen wie schwarzer Schimmel, Zeolithe, Blähtonen, Fischmehl, Fischabfall, Kleien, Mineralien, Porzellan, Keramik, Steingut, Siliziumdioxid haltiges Hartsedimentgestein in gemahlener Form aus 11 bis 12 Gew.-% Quarz, 21 bis 22 Gew.-% Calcit, 21 bis 22 Gew.-% Dolomit, 12 bis 14 Gew.-% Albit und 41 bis 44 Gew.-% röntgenamorphe Fraktion, Sand, Steine, Lehm, Löss, Kunstdünger, Geopolymeren und Schaumstoffpartikel auf der Basis von Polystyrol, Polyethylen und/oder Polypropylen, ausgewählt sind.
  10. Aufbereitungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbereitungsmittel eine Dispersion oder ein Festkörper in der Form von freifließenden Pulvern, Körnchen, Granulaten, Kügelchen, Tabletten und/oder Pellets ist.
  11. Verfahren zur Herstellung des Aufbereitungsmittels gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, umfassend die Verfahrensschritte (a) Sumpfen oder Mauken mit Wasser (E) - von jeweils einer Art von Partikeln (A), (B), (C) und (D) getrennt voneinander, - von jeweils zwei Arten von Partikeln (A) und (B), (A) und (C), (A) und (D), (B) und (C), (B) und (D) sowie (C) und (D) gemeinsam, - von jeweils drei Arten von Partikeln (A), (B) und (C), (A), (B) und (D), (A), (C) und (D) sowie (B), (C) und (D) gemeinsam und - von jeweils vier Arten von Partikeln (A), (B), (C) und (D) gemeinsam (b) Vermischen der im Verfahrensschritt (a) gesumpften oder gemaukten Partikel (A), (B), (C) und (D), gefolgt oder nicht gefolgt vom Homogenisieren der resultierenden Mischung.
  12. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass (c) die Partikel (A), (B) (C) und/oder (D) und/oder das Wasser (E) vor, während und/oder nach dem Vermischen und/oder Homogenisieren (b) unter Druck gesetzt werden, sodass das feuchte Aufbereitungsmittel resultiert.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Vermischen und/oder das Homogenisieren (c) durch langsam laufende Rührer, Planetmischer, Ringtrogmischer, schnellaufende Rührer, Inline-Dissolver, Einwellen- und Zweiwellen-Extruder, Ultraturrax, Mikrofluidizer, Ringteller-Intensivmischer und Gegenstrommischer und/oder durch Druck, Pressen, Kneten, Verrühren, Verquetschen mittels Schneckenfördern und Quetschen, Pelletierdisks und Pelletierer, Abstreifer und Wurstpresser erfolgen.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das resultierende feuchte Aufbereitungsmittel einer Reifung unterworfen wird.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das resultierende feuchte Aufbereitungsmittel (d) zu einem Gel oder einer Paste verarbeitet wird, (e) nach Zugabe von weiterem Wasser (E) dispergiert wird, sodass eine Dispersion resultiert, (f) zumindest teilweise getrocknet wird, sodass das Aufbereitungsmittel als frei fließendes Pulver oder freifließende Körnchen resultiert, (g) mittels Pelletierdisks zu Pellets geformt wird, (h) mittels Pressen zu Tabletten, Granulaten, Körnchen und/oder Kügelchen geformt wird und/oder (i) mit Samen, Saatgut, Coating-Saatgut, Samenbomben und/oder teil-, minimal- und anderweitig pilliertem Saatgut verbunden und/oder zu Saatbändern geformt und/oder in Saatbänder, Blumentöpfe und/oder Pflanzgefäße eingebracht wird, mit Keimlingen als Ummantelung, Hüllmasse und/oder Zusatz verbunden wird und/oder bei Setzlingen als Masse verwendet und/oder in die Ballen eingebracht wird.
  16. Verwendung des Aufbereitungsmittels gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 und des nach dem Verfahren gemäß Anspruch 11 oder 15 hergestellten Aufbereitungsmittels für die Entsalzung, Entkalkung, Entsäuerung und Dealkalisierung sowie zur Regeneration versalzter, verkalkter, versauerter oder verlaugter Böden, zur Prophylaxe gegen die Versalzung, Verkalkung, Versauerung und/oder Alkalisierung von Böden, als Mittel zur Wasserverbesserung, zur Bindung von Laugen und Schwermetallen in Böden, als Mittel gegen die Eutrophierung von Oberflächengewässern, zur Schmutzwasseraufbereitung, in Kompostiertoiletten, in Klärkanälen und Kläranlagen zur Reduktion der Schwefelwasserstoffbildung, in Irrigationsanlagen, für die Bodenherstellung und Bodenverbesserung, für den nachhaltigen Einsatz in Landnutzungs- und Siedlungssystemen, für die Kreislaufwirtschaft, für Bewässerungsflächen, für Soleflächen für die Energiegewinnung, für die Begrünung von Steppen, Wüsten, Küstenlandschaften, Marschböden, Bewässerungsflächen, Irrigationsanlagen, Terrassenarealen, Trockenfeldbauarealen, trockengelegten Meeresböden und Seenböden, trocken gefallenen Flussbetten und Küstenbebauungen wie Polder, Dämme und Deiche , für Aquakulturen, Hydrokulturen und die Hydroponik, die Schmutzwasserreinigung oder -Aufbereitung zur Änderung des Salzgehaltes zugunsten des bakteriellen Wachstums sowie für den Schutz vor Hochwasser bei gleichzeitigem Erhalt der Bodenfruchtbarkeit.
  17. Verfahren für die Entsalzung, Entlaugung, Entkalkung und/oder Entsäuerung versalzter, verkalkter, verlaugter und/oder versauerter Böden, dadurch gekennzeichnet, dass man feuchtes und/oder getrocknetes Aufbereitungsmittel gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 und/oder ein nach dem Verfahren gemäß Anspruch 11 oder 15 hergestelltes feuchtes, getrocknetes und/oder verarbeitetes Aufbereitungsmittel in wirksamen Mengen mechanisch auf und/oder in die versalzten und/oder verkalkten Böden ein- und/oder aufbringt und/oder als Aufschlämmung oder Dispersion aufgießt und einwirken lässt, wonach man ausgeblühtes Salz und/oder ausgeblühter Kalk mechanisch und/oder durch Abspülen mit salzarmem Wasser, Brackwasser oder Salzwasser mit geringer bis mittlerer Salinität von der Oberfläche der Böden entfernt.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass man das Aufbereitungsmittel vor und/oder nach dem Aufbringen und/oder während des Aufbringens auf den versalzten, verkalkten, versauerten und/oder verlaugten Böden mit mindestens einer anderen Bodenform, Keim-, Anzucht-, Vorzieh- und/oder Aussaaterden und/oder mindestens einem Zusatzstoff (F) vermischt.
  19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass Aufbereitungsmittel mit oder ohne Düngung, durch Mulchen, Eggen, Grubbern, Fräsen, Pflügen, Ritzen, Injektionen in den Boden, Impfen, Verteilung mit der Bewässerung, Ausstreuen, Pflanzen, Setzen und Aussaat und/oder Strip-till und/oder in Saatbändern, in Saatbändern, die aus dem Aufbereitungsmittel gebildet sind, Samenbomben und/oder in Ballen von Keimlingen und/oder Setzlingen, aufgebracht wird.
  20. Lagerbares und transportierbares Handelsprodukt, umfassend mindestens eine Verpackung sowie ein Aufbereitungsmittel gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 oder ein gemäß dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 11 bis 15 hergestelltes Aufbereitungsmittel in der Form frei fließender Pulver, Körnchen, Granulaten, Tabletten und Pellets sowie Gelen und Pasten.
  21. Lagerbares und transportierbares Handelsprodukts, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Verpackung recyclingfähig und/oder kompostierbar ist.
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