WO2019053301A1 - 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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WO2019053301A1
WO2019053301A1 PCT/EP2018/075259 EP2018075259W WO2019053301A1 WO 2019053301 A1 WO2019053301 A1 WO 2019053301A1 EP 2018075259 W EP2018075259 W EP 2018075259W WO 2019053301 A1 WO2019053301 A1 WO 2019053301A1
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WO
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particles
agglomerates
peat
water
treatment agent
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PCT/EP2018/075259
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Inventor
Silke SCHÄFERS
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Newline Soft Gmbh
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K17/00—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials
    • C09K17/40—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials containing mixtures of inorganic and organic compounds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C1/00—Reclamation of contaminated soil
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C1/00—Reclamation of contaminated soil
    • B09C1/08—Reclamation of contaminated soil chemically
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C1/00—Reclamation of contaminated soil
    • B09C1/10—Reclamation of contaminated soil microbiologically, biologically or by using enzymes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05D—INORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C; FERTILISERS PRODUCING CARBON DIOXIDE
    • C05D9/00—Other inorganic fertilisers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05G—MIXTURES OF FERTILISERS COVERED INDIVIDUALLY BY DIFFERENT SUBCLASSES OF CLASS C05; MIXTURES OF ONE OR MORE FERTILISERS WITH MATERIALS NOT HAVING A SPECIFIC FERTILISING ACTIVITY, e.g. PESTICIDES, SOIL-CONDITIONERS, WETTING AGENTS; FERTILISERS CHARACTERISED BY THEIR FORM
    • C05G3/00—Mixtures of one or more fertilisers with additives not having a specially fertilising activity
    • C05G3/80—Soil conditioners

Definitions

  • the present invention relates to treating agents for saline, calcified, leached and / or acidified soils.
  • the present invention further relates to a process for the preparation of the conditioning agent for saline, calcified, leached and / or acidified soils.
  • the present invention relates to the use of the treatment agents for desalination, decalcification, deacidification and dealkalization and for the regeneration of saline, calcified, acidified and / or leached soils, for the prevention of salinisation, calcification, acidification and / or alkalization of soils, as Agents for improving water, for binding alkalis and heavy metals in soils, as agents against the eutrophication of surface waters, for treating waste water, in composting toilets, in sewage treatment plants, in irrigation plants, for soil preparation and soil improvement, for sustainable use in land use and settlement systems, for the circular economy, for irrigation areas, for solar areas for energy production, for the grassland of steppes, deserts, coastal landscapes, marshy soils, irrigation areas, irrigation systems, patio areas, dry field areas, drained Seabeds and lake bottoms, dry riverbeds and coastal structures such as polders, dams and dykes, aquaculture, hydroponics and hydroponics, the pur
  • Salt soils are soils with a high content of sodium salts (salinity) that form a salt crust on the soil surface or in the soil. These soils occur in areas of high evaporation. Salt soils are found worldwide on coastal shores (coastal vegetation, marshy soil, mangroves). Their salinity (mass up to 3.5%, mainly sodium chloride) varies depending on the influence of seawater (sea). In arid, semi-arid or semi-humid climatic regions (climate), salts of different composition (chlorides, sulfates and carbonates of sodium, potassium, calcium and magnesium) can become enriched until the salt crystals bloom.
  • Soils can be desalinated, for example, by the application of low-salt irrigation water. However, this can lead to undesirably heavy erosion of the soil and flushing of macro and micronutrients.
  • Another problem is the increase in the concentration of arsenic in the soil. Due to the mobility of arsenic in the soil, it enters the groundwater and from there into wells and agricultural irrigation systems. This also applies to other toxic heavy metals.
  • Patent EP 0 222 882 B1 discloses a process for the desalination and regeneration of irrigated soils, in which nutrient-rich, aqueous solutions containing anionic polymaleic anhydride compounds are applied directly to the soils.
  • composition which contains agricultural soil particles and particles of activated carbon, carbon black, colloids, cationic colloidal particles, metal oxides, nanoparticles of oxides, clays, zeolites and / or molecular sieves.
  • the use of the composition for the desalting and regeneration of saline and / or calcified soils is not described.
  • US Pat. No. 8,361,185 B2 discloses a composition for controlled release of macronutrients adsorbed on the surface of hydroxyapatite nanoparticles, these particles in turn being intercalated into nanoclay. The use of the composition for the desalting and regeneration of saline and / or calcified soils is not described.
  • German Offenlegungsschrift DE 10 2015 010 041 A1 discloses a Terra Preta humanidade which, in addition to numerous other constituents such as microorganisms and biomass, contains biochar, nanoclays and superabsorbers. The desalination and / or decalcification of saline and / or calcified soils is not described.
  • the patent application US 2017/0027168 AI discloses apparatuses, products and / or systems which are directed to the production or the use of nanocrystalline cellulose products. These products contain a combination of nanocrystalline cellulose, nanocrystalline polymers, nanocrystalline plastics or other nanocrystals of cellulosic composites or structures obtained as solids, flakes, particles or other forms by gas phase processes, solids processes, liquid processes and other processes other materials for a wide variety of nanocrystalline applications can be combined.
  • the US patent application mentions a large number of conceivable applications and combinations without going into specific details. Thus, it discloses a method for plant, seed and food production which comprises the following process steps:
  • Perlite is known to be a volcanic mineral containing quartz, cristobalite and feldspar, the latter being a tectosilicate or framework silicate. These mixtures are mixed, for example, with potting soil or incorporated directly into dry soils and increase water retention in soils.
  • the known methods and compositions do not provide a simple, effective and permanent solution for desalting, descaling, deacidifying and dealkalizing, and regenerating saline, calcified, acidified or leached soils.
  • compositions and methods which provide a simple, effective and permanent desalination and regeneration of saline and / calcified soils. This is intended to expand the possibilities of use and application of the desalted and / or decalcified soils, in particular with regard to soil stability, erosion stability and fertility. Further tasks emerge from the description.
  • a water-based or anhydrous treatment composition has been found for desalting, descaling, deacidifying and dealkalizing, and regenerating saline, calcified, acidified or leached soils, the treatment agent having a solids mass fraction of from 0.01% to 100% based on the total mass of the beneficiation agent
  • the solids have mass fractions of the following substances of up to 99.9%, the mass fractions in each case being based on the mass of the solid, and in the sum of 100%:
  • IP3 Rice hull dust, or inositol I, 4,5-triphosphate (hereinafter also referred to as "IP3”) as a separate substance, or as a masterbatch, or applied to a carrier.
  • Treatment agent ".
  • Preparing agent found comprising the process steps (a) Sumping or Mauling with Water (E)
  • the materials designated as (G) are incorporated in steps (a) or (b) together with the other particles (in the case of rice husk, and masterbatch, or supported IP3) or as a separate substance in one or both steps good homogenization added.
  • the process for the preparation of the treatment agent according to the invention is referred to as "inventive production process”.
  • the use of the treatment agent according to the invention is referred to as "use according to the invention".
  • the process for desalting, decalcification, deacidification and dealkalization and regeneration of saline, calcified, acidified or leached soils was found in the moist and / or dried inventive treatment agent and / or produced according to the Invention manufacturing process wet and / or dried Processing agent in an effective amount mechanically on and / or in the salinated and / or calcified soils and / or applied and / or poured as a slurry or dispersion and are allowed to and allowed to act, after which leached salt and / or calcined lime mechanically and / or by rinsing with low-salt water, brackish water and salt water of low to medium salinity from the surface of the soil is removed.
  • a storable and transportable commercial product comprising at least one preferably recyclable and / or compostable packaging as well as a treatment agent according to the invention or a preparation prepared according to the inventive preparation in the form of free-flowing powders, granules, granules, tablets or pellets and gels and pastes was found ,
  • the treatment composition according to the invention could be prepared in a simple manner by the preparation process according to the invention.
  • the production process according to the invention could be varied very widely and thus be excellently adapted to the requirements of the individual case. It could also be provided in powder form, as granules, as granules, as tablets or as pellets as a commercial product.
  • the treatment agent according to the invention bound poisonous heavy metals, in particular arsenic, in the soil and thus prevented that the toxic heavy metals could reach the groundwater and from there into wells and agricultural irrigation systems.
  • the treatment composition according to the invention is also suitable for the production of soil substrates, as soil substitute, as Bodenergän- zungsstoff, for greening of settlements, erosion inhibition, to improve regional water households, flood prevention, to reduce the carbon dioxide content in the atmosphere for purposes of climate protection, for wastewater treatment and wastewater treatment, for the purification of exhaust air and for building air purification.
  • salt in particular, includes ammonium, alkali metal, alkaline earth metal, iron, aluminum and heavy metal salts, especially gallium, indium, tallium, germanium, tin, lead, arsenic, antimony , Bismuth, titanium, zirconium, hafnium, vanadium, niobium, tantalum, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, ruthenium, osmium, cobalt, rhodium, Iridium, nickel, palladium, platinum, copper, silver, gold, zinc, cadmium, mercury, scandium, yttrium, lanthanum, lanthanide and actinide salts, in particular the nitrates, the nitrites , fluorides, chlorides, bromides, iodides, carbonates, sulfates, phosphates, chromates, manganates, tungstates and molybdate,
  • the treatment composition of the invention has, based on its total mass, a solids content of from 0.01% to 100%, preferably 0.1% to 99%, and especially 1% to 98%.
  • a solids content of from 0.01% to 100%, preferably 0.1% to 99%, and especially 1% to 98%.
  • Favorable for the applications are solid mass fractions of at least 20% and up to 95%. It is also possible to prepare concentrates of the treatment compositions according to the invention, with solid mass fractions of at least 50%, which can be diluted at the point of use with water to the desired solids mass fraction.
  • the solids have, based on their total mass, a mass fraction of up to 100%, preferably 20% to 100%, preferably 30% to 100%, and especially 40% to 100% of particles consisting of at least one type of carbon particles ( A), at least one type of layered silicate particles (B), at least one type of superabsorbent particles (C) and particles (D) of nanocellulose and / or microcellulose.
  • the solid contains the substance (G), in the form of rice hulls or particles of rice hulls, up to rice hull dust, which arises when threshing the rice, in the form of the substance IP3, or in the form of a masterbatch, preferably a mass fraction between 10% and Contains 90% IP3, or IP3 coated on a support, preferably a particulate support selected from the particles (A), (B), (C), and (D).
  • G in the form of rice hulls or particles of rice hulls, up to rice hull dust, which arises when threshing the rice, in the form of the substance IP3, or in the form of a masterbatch, preferably a mass fraction between 10% and Contains 90% IP3, or IP3 coated on a support, preferably a particulate support selected from the particles (A), (B), (C), and (D).
  • compositions are particularly effective, each having a mass fraction in the solid of 15% to 50% of carbon particles (A), 15% to 50% of particles of layered silicates, from 15% to 50% of particles from the group of superabsorbents, white peat , Brown village, colored peat, black peat and Pechtorf, as well as from 2% to 15% of particles of nanocellulose, microcellulose, hemicellulose, cellulose and lignin.
  • compositions in which the mass fractions of the particles are within the following limits: from 20% to 45% of carbon particles (A), from 20% to 45% of particles of layered silicates, from 20% to 45% of particles from the group of Superabsorbers, white peat, brown peat, colored peat, black peat and Pechtorf, and from 3% to 13% of particles of nanocellulose, microcellulose, hemicellulose, cellulose and lignin.
  • An essential component is the substance (G) which is contained in the solids of the treatment agent according to the invention as particles which are whole rice hulls or rice husks crushed or ground by threshing, or inositol I, 4,5-triphosphate (abbreviated to "IP3"). ) contained in the form of the substance itself, in the form of a masterbatch, or even applied to a carrier.
  • the inositol l, 4,5-triphosphate which is also present in rice hulls, has the property of effectively complexing heavy metals such as copper, lead, chromium, mercury and arsenic, thereby reducing their bioavailability.
  • this additional substance (G) is particularly beneficial in treating soils near mines or operations where such heavy metals have been recovered or processed.
  • the mass fraction of whole, crushed or crushed rice husks or supported IP3 is preferably from 0.5% to 20%, based on the mass of the solid of the treatment agent, the mass fraction of IP3 as a separate substance can be chosen significantly lower, preferably between 0.01 % and 5%.
  • all of these particles are nanoparticles of a middle one independently
  • Particle size dso from 1 nm to less than 1000 nm and / or microparticles having a mean particle size dso of 1000 nm to less than 1000 ⁇ .
  • the solids content contains from 2.5% to 60% by mass, preferably from 10% to 50% and in particular from 15% to 40% of at least one, in particular one, type of carbon particles, a mass fraction of 2.5% to 60%. , preferably from 10% to 50%, and especially from 15% to 40% of at least one, in particular one, type of layered silicate particles, a mass fraction of from 2.5% to 60%, preferably from 10% to 50%, and in particular from 15% to 40% of at least one, in particular one, type of superabsorbent particles and / or the corresponding copolymers of which they are composed and / or white peat, brown peat, colored peat, black peat and / or Pechtorf particles , and a mass fraction of from 2.5% to 60%, preferably from 10% to 50%, and in particular from 15% to 40% of at least one, in particular one, type of nanocellulose, microcellulose, hemicellulose, cellulose and / or or lignin particles.
  • compositions are particularly effective, each having a mass fraction in the solid state of 25% to 40% of carbon particles (A), from 25% to 40% of particles of layered silicates, from 25% to 40% of particles from the group of superabsorbents, synthetic Polymers with high water absorption, white peat, brown peat, colored peat, black peat and Pechtorf, and from 3% to 15% of particles of nanocellulose, microcellulose, hemicellulose, cellulose and lignin.
  • compositions in which the mass fractions of the particles are within the following limits: from 26% to 39% of carbon particles (A), from 26% to 39% of particles of layered silicates, from 26% to 39% of particles from the group of Superabsorbers, white peat, brown peat, colored peat, black peat and Pechtorf, as well as from 4% to 13% of particles of nanocellulose, microcellulose, hemicellulose, cellulose and lignin.
  • the treatment agent according to the invention may further contain, based on its total amount, from 1% to 99%, preferably from 2% to 98%, and in particular from 3% to 97% of water.
  • Water may include river water, fresh water from lakes and ponds, water from natural sources, tap water, deionized water or distilled water.
  • the carbon particles (A) are selected from the group consisting of
  • the elemental composition and the structure of the layered silicate particles (B) can vary very widely.
  • the classification of silicates into the following structures is known: island silicates; Group silicates or sorosilicates; Silicates or cyclosilicates; Chain or in silicates and ribbon silicates; Transition structures between chain and sheet silicates, sheet silicates or phyllosilicates, and skeletal silicates.
  • the phyllosilicates to be used according to the invention are silicates whose silicates consist of layers of corner-sharing (SiCk 4_ ) tetrahedra. These layers and / or bilayers are not further linked to one another.
  • the technically important and in sedimentary rocks widespread clay minerals are also phyllosilicates.
  • the layered structure of these minerals determines the shape and properties of the crystals. They are usually tabular to leafy with good to perfect cleavage parallel to the layers.
  • the number of rings that make up the silicate layers often determines the symmetry and shape of the crystals. Between the layers, water molecules, large cations and / or lipids can be stored.
  • Phyllosilicates are often swellable and, with their cation exchange capacity, are important for the fertility of soils.
  • Table 1 in the appendix lists individual phyllosilicates which can be used for the invention with their empirical formulas by way of example and not exhaustively, according to mineral atlas, mineral class VIII / H phyllosilicates, Strunz, part 8 systematics.
  • the person skilled in the art can easily select the phyllosilicates which are particularly suitable for the particular case in question and name them further without inventive step.
  • bentonite from the group of montmorillonites ((Na, Ca) o.3 (Al, Mg) 2Si40io (OH) 2 .nH2U).
  • Montmorillonite is a mixture of different clay minerals and contains bentonite as the most important ingredient.
  • Sodium bentonite can absorb many times its own dry matter in water.
  • calcium bentonite can absorb fats and / or oils.
  • superabsorbers are selected from the group consisting of
  • crosslinked copolymers based on starch and acrylates and / or methacrylates crosslinked copolymers based on polyacrylamides and alkali acrylates and / or
  • natural suber absorbers for example those from the spongy tissue of corn stalks, biocompatible systems such as superabsorbents prepared by crosslinking native cellulose with quaternized cellulose in caustic soda / urea solutions, or biodegradable superabsorbents, especially those such as carboxymethyl starch, which are natural Materials such as starch are produced.
  • Superabsorbents and the copolymers of which they are made are well known materials and are produced annually on a 100,000 tonne scale. In the main, superabsorbents are used as absorbent material in diapers.
  • Known SAPs are sold, for example under the brand names Favor ®, Stokosorb ®, HySorb ®, Saviva ® and / or Luquasorb ®.
  • the nanocellulose particles (D) are selected from the group consisting of cellulose nanofibers (CNF), microfibrillar cellulose (MFC), nanocrystalline cellulose (CNC) and bacterial nanocellulose (BNC).
  • the microcellulose particles are preferably the microcrystalline celluloses (MCC), such as those offered by the company DFE Pharma under the brand Pharmacel®.
  • the water may contain small amounts of additives dissolved in a molecular dispersion.
  • suitable additives are biodegradable dyes which serve to characterize the treatment agent according to the invention, organic and inorganic, of carbonates and Sodium chloride various salts such as phosphates and sulfates, which have a fertilizer effect, and complexing agents that can mask heavy metals.
  • brackish water or salt water of low to medium salinity mass fraction of dissolved salts in the water preferably from 1 g / kg to 10 g / kg [0.1% to 1%]
  • brackish water or salt water of low to medium salinity mass fraction of dissolved salts in the water preferably from 1 g / kg to 10 g / kg [0.1% to 1%]
  • the solids of the treatment agent according to the invention may contain up to 50% by mass of functional additives (F).
  • the additives are selected from the group consisting of various structural and storage polysaccharides selected from pectin, chitin, chitosan, agar, AI ginsäure, glycogen, starch, dextran and glucomannan, Glutinleimen, casein glues, molasses, biodegradable polymers in particular selected from polyesters and Polyester amides, in particular polylactide, polyhydroxybutyrate and polyhydroxyvalerate, and their copolymers and terpolymers, phytates, humus, seeds, seedlings, seeds, coating seeds, seed bombs, partially, minimally and otherwise pilled seeds, kaff, rice hulls, paper, kaolinite, mullite, Humus, potting soil, lime, horn plane, hair, peat, potsherds, slaughterhouse waste, volcanic ash, manure, manure, manure,
  • the particles can also be partially or completely agglomerated with one another in different ways.
  • the solid may contain at least two types of particles selected from particles (A), particles (B), particles (C) and / or particles (D) which are partially or completely agglomerated, wherein the solid
  • (I) contains only binary agglomerates whose material composition is selected from (AB), (AC), (AD), (BC), (BD) and / or (CD), and optionally at least one of the respective non-agglomerated particles ( A), (B), (C) and / or (D), wherein
  • each of the binary agglomerates at least one particle of one kind (X) is attached to at least one particle (Y) of the other kind and / or these agglomerates are in turn attached to larger agglomerates, the agglomerates being present for themselves and / or with each other and / or with the agglomerates (1.2), (II.l), ( ⁇ .2), (ULI) and / or ( ⁇ .2) and / or with the respective non-agglomerated particles (A), (B ), (C) and / or (D) coexist and / or are juxtaposed,
  • the binary agglomerates have a core-shell structure with at least two layers and each core-shell particle is present for itself and / or the core-shell particles with each other and / or with the agglomerates (1.1), (II .l), ( ⁇ ⁇ 2), (ULI) and / or ( ⁇ .2) and / or with the respective non-agglomerated particles (A), (B), (C) and / or (D) are present and / or are stacked together,
  • (II) contains only ternary agglomerates with the material composition (ABC), (ABD), (ACD) and / or (BCD) or agglomerates (ABC), (ABD), (ACD) and / or (BCD) and the respective non-agglomerated particles (A), (B), (C) and / or (D) or none thereof, wherein
  • each of the ternary agglomerates at least one particle of three different types (X), (Y) and (Z) are juxtaposed and / or these agglomerates are in turn attached to larger agglomerates and / or
  • the ternary agglomerates have a core-shell structure with at least three layers and each core-shell particle is present for itself and / or the core-shell particles are mixed with each other and / or with the agglomerates (1.1), (1.2 ), (II.l), (ULI) and / or (III.2) and / or the respective non-agglomerated particles (A), (B), (C) and / or (D) are present and / or juxtaposed , and or (III) contains only quaternary agglomerates with the material composition (ABCD), where
  • (ULI) in the quaternary agglomerates in each case at least one particle of four different types (X), (Y), (Z) and (W) are juxtaposed and / or these agglomerates are in turn juxtaposed to larger agglomerates and / or each
  • Agglomerate for themselves and / or the agglomerates with each other and / or with the agglomerates (1.1), (1-2), (II.l), ( ⁇ .2) and / or ( ⁇ .2) and / or the respective non-agglomerated particles (A), (B), (C) and / or (D) are present and / or are juxtaposed, and / or
  • the quaternary agglomerates have a core-shell structure with at least four
  • the designations (XY) mean an agglomerate of two different particle types, namely the particle type X and the particle type Y, the designations (XYZ) an agglomerate of three different particle types, namely the particle type X, the particle type Y and the particle type Z, and the Designations (XYZW) an agglomerate of four different particle types, namely the particle type X, the particle type Y, the particle type Z, and the particle type W, where X, Y, Z and W are each for any particle type from the set ⁇ A; B; C; D ⁇ stand.
  • the Firsttorf, Brauntorf, Bunttorf, Schwarztorf and / or Pechtorf Particles and the nanocellulose, microcellulose, hemicellulose, cellulose and / or lignin particles may be arranged in any order and / or in repetitions of at least one type of layer.
  • At least one additional layer of carbon particles, layered silicate particles, superabsorber particles and / or the corresponding uncrosslinked copolymers and / or white peat, brown peat, colored peat, black peat can be present between at least two layers of the agglomerates and / or the larger agglomerates and / or Pechtorf particles and / or nanocellulose, microcellulose, hemicellulose, cellulose and / or lignin particles materially different from the two respective adjacent layers, and / or at least one layer of at least one additive, be stored.
  • the treatment agent of the present invention may be a gel, a paste, a dispersion in water, or a solid in the form of free flowing powders, granules, granules, pellets, tablets or pellets which may still have some water content, but not to stick together Particles leads.
  • the treatment agent according to the invention can be prepared by conventional and known methods. Preferably, however, it is produced by the production process according to the invention.
  • the production process according to the invention comprises the process steps
  • Particles (phyllosilicate particles / nanocellulose, microcellulose, hemicellulose, cellulose and / or lignin particles) as well as (superabsorber particles and / or the corresponding uncrosslinked copolymers and / or the white peat, brown peat, colored peat) , Black peat and / or Pechtorf particles / nanocellulose and / or microcellulose particles) together, it being possible for the superabsorbent particles to be replaced in whole or in part by the corresponding uncrosslinked copolymers,
  • each of three types of particles carbon particles / sheet silicate particles / superabsorbent particles and / or the corresponding uncrosslinked copolymers and / or the white peat, brown peat, colored peat, black peat and / or Pechtorf particles), ( Carbon particles / phyllosilicate particles / nanocellulose, microcellulose, hemicellulose, cellulose and / or lignin particles), (carbon particles / superabsorbent particles and / or the corresponding uncrosslinked copolymers and / or the white peat, brown-peat, lignin particles) , Black peat and / or Pechtorf particles / nanocellulose, micro- cellulose, hemicellulose, cellulose and / or lignin particles) and (phyllosilicate particles / superabsorber particles and / or the corresponding uncrosslinked copolymers and / or the white peat, brown peat, colored peat, black peat and / or or Pechtorf particles / nanocellulose, micro
  • each of four types of particles (coal particles / sheet silicate particles / superabsorbent particles and / or the corresponding uncrosslinked copolymers and / or the white peat, brown peat, colored peat, black peat and / or
  • the mixing and / or the homogenization (c) can be carried out by slow-running stirrers, planetary mixers, ring-trough mixers, high-speed stirrers, inline dissolvers, single-shaft and
  • Two-shaft extruder Ultraturrax, Mikrofluidizer, Ringteller intensive mixer and counterflow mixer as well as by pressing, pressing, kneading, stirring, crushing by means of screw conveyors and squeezing, Pelletierdisks and pelletizers, scrapers and sausage press.
  • the resulting wet treatment agent may preferably be ripened for 24 hours to 4 weeks.
  • the resultant wet conditioning agent is press formed into tablets, granules, granules and / or beads and / or
  • Enveloping compound and / or additive connected and / or used in seedlings as a mass and / or introduced into the bales.
  • the superabsorbent particles can swell and form a gel during sumping or masonry, this is comminuted before mixing and homogenizing.
  • the mixing units described above or the devices and methods described in the European patent EP 1 304 200 Bl can be used.
  • Drying may be carried out using the customary and known drying equipment and drying methods, such as drying of the spread moist air conditioner, tumble driers, tube bundle dryers, tubular dryers or belt dryers. After drying, the preparation can be gently milled. Also suitable for this purpose are customary and known grinding methods and devices, such as, for example, fluidized-air mills.
  • the treatment composition according to the invention can be marketed outstandingly as storable and transportable commercial product according to the invention.
  • the commercial product according to the invention comprises at least one, in particular one, preferably recyclable and / or compostable packaging.
  • this packaging is made of wood, paper, cardboard, cardboard, biodegradable films, such as films of polylactic acid, polylactates, polyhydroxy Butyric acid, polyhydroxy fatty acids and / or polyesters (polymers of this type are common and known and commercially available, such as ecovio® and ecoflex® from BASF), and / or from fabrics of natural fibers such
  • hemp such as cotton (CO), kapok (KP), poplar fluff, Akon, bamboo fiber, nettle fiber, hemp fiber (HA), jute (JU), kenaf, linen (LI), hops, ramie (RA), hemp,
  • Fibers made of natural polymers are made of natural polymers:
  • cellulosic fibers such as viscose (CV), modal (CMD), lyocell (CLY), cupro (CUP), acetate (CA), triacetate (CTA),
  • CV viscose
  • CMD modal
  • CLY lyocell
  • CUP cupro
  • CA acetate
  • CTA triacetate
  • Plant protein fibers are:
  • soy protein fiber such as soy protein fiber, zein and other prolamins
  • Fibers based on starch or glucose are based on starch or glucose:
  • alginate fibers ALG
  • chitosan fibers ALG
  • Fibers made of synthetic biodegradable polymers are made of synthetic biodegradable polymers:
  • Polylactide fibers PLA
  • polyesters see Biodegradable polyesters - New approaches with bismuth catalysts, PhD thesis on the degree of Doctor of Science of the Department of Chemistry at the University of Hamburg, presented by Gesa Behnken, from Hamburg, Hamburg 2008.
  • the fabrics can also consist of several different fibers, so be mixed fabric.
  • the packages may also be in the form of and pots, planters, liners, bags, plastic bags, plastic tubing, cartridges, bottles, cans or barrels. These may consist of fragile materials, in the breakup of the invention is released from the treatment agent.
  • tubes, dispensers and screw-cap containers can be used as packaging.
  • the packages may be air permeable and / or water permeable or impermeable to air and / or water impermeable.
  • the treatment composition according to the invention is used for the inventive use.
  • it is used for the desalination, decalcification, deacidification and dealkalization and regeneration of saline, calcified, acidified or leached soils, for the prevention of salinisation, calcification, acidification and / or alkalinization of soils, as a water-improving agent, for the binding of alkalis and heavy metals in soils, as agents against the eutrophication of surface waters, for treatment of waste water, in composting toilets, in sewage treatment plants and sewage treatment plants, in irrigation plants, for soil production and soil improvement, for sustainable use in land use and settlement systems , for the circular economy, for irrigation areas, for brine areas for energy production, for grassland of steppe, deserts, coastal landscapes, marshy areas, irrigation areas, irrigation plants, terraced areas, dry field areas, drained seabeds and Se soil, dry riverbeds and coastal structures such as polders, dams and dykes
  • the treatment agent according to the invention is preferably used in the context of the use method according to the invention.
  • the treatment composition according to the invention is applied and / or applied mechanically effective amounts and / or in the salted, calcified, acidified and / or leached soils and / or poured as a slurry or dispersion and allowed to act, after which flowered salt and / or bloomed lime is removed mechanically and / or by rinsing with low-salt water, brackish water or salt water of low to medium salinity from the surface of the soil.
  • the treatment agent according to the invention before and / or after application and / or during application to the salinated and / or calcified soils with other soil forms such as commercial potting soil, garden soil or Terra Preta Humanidade, as described for example in the German Offenlegungsschrift DE 10 2015 010 041 AI, are mixed.
  • the treatment composition according to the invention can be mixed with germination, cultivation, preferring and / or sowing grounds and / or with at least one of the additives described above.
  • the treatment composition according to the invention with and without fertilization, by mulching, harrowing, cultivating, milling, plowing, cracks, injections into the soil, seeding, distribution with irrigation, spreading, planting, setting, and sowing and / or strip-till and / or in seed strips, in seed strips formed from the treatment agent, seed bombs and / or in bales of seedlings and / or seedlings.
  • the bentonite was used in the form of nanoclay.
  • Drinking water was used as water. All data with the unit "%" refer to mass fractions of said substance in the mixture.
  • 20 kg of the respective water-containing treatment agent were intimately mixed with 100 kg of a comminuted, salt-containing plant soil containing a mass fraction of 5% salt (NaCl) based on the mass of the plant soil.
  • the resulting mixture was poured into a flat clay pan, soaked in fresh water, and then left to dry. During the drying process, the salt settled on the surface of the potting soil and formed a salt crust that could be easily removed mechanically.
  • Cuttings of salt-sensitive plants were used in the desalted potting soil. The cuttings grew to healthy and vigorous plants.
  • IP3 was added to the above mixtures such that the mass fraction of IP3 in the mixture was then 0.5%, 5%, 20%, 30% and 40%; the resulting mixtures were simmered for a week.
  • Each of the ten resulting mixtures was thoroughly mixed with 20 kg of superabsorbent (Saviva® from BASF SE) and 5 kg of nanocellulose after being soaked in. These mixtures were further simmered for one week, with the mixtures swelling and forming a gel. The gel was minced using an Ultraturrax®, resulting in the water-containing conditioning agent.
  • 50 kg of the respective water-containing conditioning agent were mixed with 150 kg of a crushed arid soil with a mass fraction of salt (NaCl) of 4%, based on the mass of the arid soil, and 50 kg of a Terra preta according to Example 1, paragraphs [0118] to [ 0128], the German patent application DE 10 2015 010 041 AI intimately mixed.
  • the mixture was placed in a flat clay pan and allowed to dry. Salt crystals bloomed on the surface of the earth, which could be easily removed mechanically.
  • Cuttings of plants that require salt-free soil for proper growth have been planted in the desalted soil.
  • the cuttings grew to healthy and vigorous plants.
  • a mixture of 40 kg of biochar, 40 kg of bentonite, 30 kg of water and 30 kg of IKP3 was prepared and crushed for one week. After mixing, the resulting mixtures were mixed with 40 kg of superabsorbent (Saviva® from BASF SE) and 5 kg of nanocellulose. This mixture was further simmered for a week, with the mixture swelling excessively and a gel made. The gel was minced using an Ultraturrax®, resulting in the water-containing conditioning agent.
  • the resulting free-flowing, pulverulent treatment agent had an average particle size d50 of 800 ⁇ m and consisted predominantly of agglomerated particles having the layered structure "biochar / bentonite / rice hulls / superabsorbent / nanocellulose” and small proportions of agglomerated particles having the layered structure. " Biochar / Superabsorbent / Nanocellulose / Bentonite / Rice husk ".
  • the homogenized mixture i. the water-containing preparation, centrifuged and so the solid separated from the liquid phase.
  • the solid was isolated, gently pre-ground and then gently finely ground in an air vortex mill.
  • the resulting free-flowing, powdery preparation had an average particle size d50 of 900 ⁇ m and consisted predominantly of agglomerated particles having the layered structure "biochar / bentonite / rice hulls / superabsorbent / nanocellulose” and small amounts of agglomerated particles having the layered structure "biochar / Superabsorber / Nanocellulose / Bentonite / Rice hulls ".
  • the water-containing treatment agent By homogenizing the respective mixture resulted in the water-containing treatment agent. This was evaporated to a residual moisture content corresponding to a mass fraction of water of 3% (about 2.5 kg), which formed a granular powder, which was gently ground in an air vortex mill.
  • the resulting free-flowing, pulverulent treatment agent had an average particle size d50 of 800 ⁇ m and consisted predominantly of agglomerated particles having the layered structure "biochar / bentonite / rice husk / superabsorbent / nanocellulose” and small amounts of agglomerated particles having the layered structure " Biochar / Superabsorbent / Nanocellulose / Bentonite / IP3 / Rice husk ".
  • the granules were applied using the granule spreader on an agricultural soil, which had previously been flooded with seawater for 3 days and dried again. Subsequently, the arable land was plowed and then harrowed. After a few days, salt bloomed on the tilled farmland and was scraped off by a scraper.
  • the respective hydrous conditioning agent was evaporated to a residual moisture content corresponding to a mass fraction of water of 3% (about 2.5 kg), forming a granular powder, which was gently ground in an air vortex mill.
  • the respective resulting free-flowing, powdery preparation had an average particle size d50 of 800 ⁇ m. It was intimately mixed with wheat grains and a small amount of molasses and pelletized on pelletizing disks.
  • Each of the 11 embodiments of the hydrous conditioning agent were adjusted with further water to a solid, 15% by mass and filled into a respective tank with a metering device, the respective aqueous treatment means via a pipe with a distributor nozzle in each case a pipe of a sewer system for one week dosed evenly.
  • the hydrogen sulphide content in the headspace of the sewer system pipes was measured with Dräger tubes prior to dosage and dose, and compared with each other. It was found that the additions of the hydrous treatment agents had a significant reduction of hydrogen sulfide formation (from a volume fraction of 200 ppm (300 ppm can be lethal) to below 1 ppm) had occurred.
  • a mixture was prepared from 30 kg of biochar, 30 kg of superabsorbent (Saviva® from BASF SE) and 5 kg of rice hulls with 1 kg of added IP3. Another mixture was prepared from 20 kg of bentonite and 10 kg of water. Both blends were separately sown for one week. After Einsumpfen the fumed biochar superabsorbent rice hull mix and the fumed bentonite were mixed in a Ringteller intensive mixer and partially foamed.
  • the resulting free-flowing, powdery treatment agent had a mean particle size d50 of 1000 ⁇ m to 5000 ⁇ m with a layered structure "biochar / bentonite / superabsorbent / nanocellulose” and small amounts of agglomerated particles with the layered structure "biochar / superabsorber / nanocellulose / bentonite ".
  • the granules were applied to a mine site using a cultivator and an injector.
  • the heavy metals were bound by the IP3 and removed from the water.
  • Example 11 Preparation of a water barrier by the treatment agent to prevent arsenic and, in general, heavy metal removal from adjacent areas on minefields or ammunition grounds and practice grounds

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein wasserhaltiges oder wasserfreies Aufbereitungsmittel zum Entsalzung, Entkalkung, Entsäuerung und Dealkalisierung sowie zur Regeneration versalzter, verkalkter, versauerter oder verlaugter Böden mit einem Festkörper-Massenanteil von 0,01 % bis 100 %, bezogen auf die Gesamtmasse des Aufbereitungsmittels, wobei der Festkörper, (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 sowie Reishülsen und/oder Inositoltriphosphat enthält, Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung.

Description

Aufbereitungsmittel für versalzte, verkalkte, verlaugte und/oder versauerte Böden
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Aufbereitungsmittel für versalzte, verkalkte, verlaugte und/oder versauerte Böden. Die vorliegende Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zur Herstellung des Aufbereitungsmittels für versalzte, verkalkte, verlaugte und/oder versauerte Böden. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung der Aufbereitungsmittel für die Entsalzung, Entkalkung, Entsäuerung und Dealkalisierung sowie zur Regeneration versalzter, verkalkter, versauerter und/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 Oberflächenge- wässem, zur Schmutzwasseraufbereitung, in Kompostiertoiletten, in Klärkanälen und Kläranlagen, in Irrigationsanlagen, für die Bodenherstellung und Boden Verbesserung, 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 Reinigung oder Aufbereitung von Schmutzwasser zur Änderung des Salzgehaltes zugunsten des bakteriellen Wachstums, sowie für den Schutz vor Hochwasser bei gleichzeitigem Erhalt der Bodenfruchtbarkeit. Ebenso 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 (Massenanteil bis 3,5 %, hauptsächlich Natriumchlorid) variiert je nach Meerwassereinfluss (Meer). In ariden, semiariden oder semi-humiden Klimagebieten (Klima) können sich Salze unterschiedlicher Zusammensetzung (Chloride, Sulfate und Carbonate von Natrium, Kalium, Calcium und Magnesium) bis zum Ausblühen der Salzkristalle anreichem: 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 landwirt-schaftliche Bewässerungssysteme. Dies gilt auch für andere giftige Schwermetalle.
Aus dem Patent EP 0 222 882 Bl ist ein Verfahren zur Entsalzung und Regenerierung von bewässerten Böden bekannt, bei dem nährstoffreiche, wässrige Lösungen, die anionische Polymaleinsäureanhydridverbindungen enthalten, direkt auf die Böden aufgebracht werden.
Aus der Patentanmeldung US 2011/0044761 AI 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 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 Offenlegungsschrift DE 10 2015 010 041 AI 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 Patentanmeldung US 2017/0027168 AI 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 Ver- fahrensschritte umfasst:
(a) Zurverfügungstellung mindestens eines nanokristallinen Produktes und
(b) Verwendung des mindestens einen Produktes, um die Pflanzenkeimung oder Pflanzensamen- keimung, 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 G. K. Jatav, R. Mukhopadhay und N. 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 bis 1563, wird die Wasseraufnahme von Nanoclay-Kompositen(NCC)-Superabsorbern beschrieben, die durch die Polymerisation von Acrylsäure, Acrylamid und Ν,Ν'-Methylenbisacrylamid in der Gegenwart von Bentonit, der mit Zinkionen beschichtet ist, hergestellt werden. Diese Komposit-Superabsorber haben eine spezifische Wasseraufnahme von 165,7 g/g für Leitungswasser, 183 g/g für destilliertes Wasser und 74,3 g/g für eine wässrige Natriumchloridlösung mit einem Massenanteil von NaCl von 1 % . In der Einleitung des Artikels wird darauf hingewiesen, dass Superabsorber bekannt sind, deren spezifische Wasseraufnahme 400 g/g bis 1500 g/g beträgt. Die Entsalzung und/oder Entkalkung von versalzten und/oder verkalkten Böden wird nicht beschrieben.
Aus der Patentschrift AT 381 487 B ist ein Mittel bekannt 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 Kaliumoder Natriumverbindungen, wasserlösliche Pyrophosphate enthält, und weiter ein Verfahren zur Düngung und Bindung von Säuren, Aluminium und Schwermetallen auf Böden unter Verwendung dieses Mittels. Nachteilig ist, dass durch das Verfahren durch Überdüngung wieder zuviel Salze in den Boden eingebracht werden.
In dem Artikel von J. Höpfner, C. Klein und M. Wilhelm,„A novel Approach to Seawater Desalination using Polymerie 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 Uberschuss 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.
Zur Entsalzung von Mauern, sowohl in der Archäologie als auch bei der Sanierung von
Wohnhäusern, Geschäfts- oder Verwaltungsbauten oder kulturellen Bauten, oder bei der Restauration von Holzgegenständen, werden sogenannte Kompressen oder auch Pasten aufgetragen, mit deren Hilfe Salze aus porösen Werkstoffen entfernt werden können. Derartige Verfahren sind zusammenfassend dargestellt beispielsweise in dem Projekt "Salzwiki" der Deutschen Forschungs- gemeinschaft (https://www.salzwiki.de/index.php/Hauptseite), oder in der Diplomarbeit von Sascha Hahn "Ein italienisches Chorgestühl aus dem Ende des 15. Jahrhunderts im Kunstgewerbemuseum Berlin", Fachhochschule Potsdam, 12. August 2010).
In der Gebrauchsmusterschrift DE 202 02 300 Ul wird eine Kompressentechnik beschrieben, bei der ein textiles Flächengebilde eingesetzt wird, das mit salzabbauenden Mikroorganismen beimpft ist. Diese Kompressen werden zum Abbau von Nitraten verwendet.
In der Patentanmeldung US 2009/0217 882 AI wird ein Verfahren zur Erzeugung von Partikeln beschrieben, in welchem Tröpfchen in Kontakt mit einem Pulverbett gebracht werden. Dabei lassen sich auch zusammengesetzte Partikel gewinnen, die beispielsweise als Streumaterial für Haustiere verwendbar sind.
In der Offenlegungsschrift DE 10 2008 032 033 AI werden als Materialverbunde bezeichnete
Mischungen aus gebrochenem oder gemahlenem Perlit, und mindestens einem ein Hydrogel bildenden natürlichen oder synthetischem vernetzten oder teilvernetzten Polymer oder Copolymer offenbart. Perlit ist bekanntlich ein vulkanisches Mineral enthaltend Quarz, Cristobalit und Feldspat, letzterer ist ein Tektosilicat oder Gerüstsilicat. Diese Mischungen werden beispielsweise mit Pflanzerde vermischt oder auch direkt in trockene Böden eingearbeitet und erhöhen die Wasserrückhaltung in Böden. 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 Frucht- barkeit betrifft. Weitere Aufgaben ergeben sich aus der Beschreibung.
Erfindungs gemäße Lösung
Es wurde ein wasserhaltiges oder wasserfreies Aufbereitungsmittel gefunden zur Entsalzung, Entkalkung, Entsäuerung und Dealkalisierung sowie zur Regeneration versalzter, verkalkter, versauerter oder verlaugter Böden, wobei das Aufbereitungsmittel einen Festkörper-Massenanteil von 0,01 % bis 100 %, bezogen auf die Gesamtmasse des Aufbereitungsmittels aufweist, gefunden, wobei der Festkörper jeweils Massenanteile der folgenden Stoffe enthält von bis zu 99,9 %, wobei die Massenanteile jeweils bezogen sind auf die Masse des Festkörpers, und in der Summe 100 % ergeben müssen:
(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 Partikel aus biologisch abbaubaren oder biokompatiblen Superabsorbern, und/oder Weißtorf-, Brauntorf-, Bunttorf-, Schwarztorf- und/oder Pechtorf-Partikeln,
(D) Nanocellulose-, Mikrocellulose-, Hemicellulose-, Cellulose- und/oder Lignin-Partikel, und (G) Reishülsen in originärer Form, gewonnen durch Schälen, oder gemahlen, oder als
Reishülsenstaub, oder Inositol-l,4,5-triphosphat (nachfolgend auch als„IP3" bezeichnet) als separater Stoff, oder als Masterbatch, oder auf einen Träger aufgebracht.
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 (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
(b) Vermischen der im Verfahrensschritt (a) gesumpften oder gemaukten Partikel (A), (B), (C) und (D) und Homogenisieren der resultierenden Mischung.
Dabei werden die als (G) bezeichneten Materialien in den Schritten (a) oder (b) zusammen mit den anderen Partikeln eingebracht (im Falle von Reishülsen, und von Masterbatch, oder geträgertem IP3), oder als separater Stoff in einem oder beiden Schritten unter guter Homogenisierung hinzugefügt. 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 Oberflächen- gewässem, 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 erfindungs gemäßen Herstellverfahren hergestelltes feuchtes und/oder getrocknetes Aufbereitungs-mittel 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 lagerfähiges und transportierbares Handelsprodukt, umfassend mindestens eine vorzugsweise recyclungsfähige 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.
Weitere bevorzugte Ausführunsgformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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 erfin- dungsgemäßen 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 Salz und/oder 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 Schwer- metalle, 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 gemäß der Patentanmeldung DE 10 2015 010 041 AI 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 Bodenergän- zungsmittel, zur Begrünung von Siedlungen, zur Erosionshemmung, zur Verbesserung von regio-nalen Wasserhaushalten, zur Hochwasserprävention, zur Verminderung des Kohlendioxidgehaltes in der Atmosphäre zu Zwecken des Klimaschutzes, zur Schmutzwasserreinigung und Schmutzwasser-aufbereitung, 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 Iodide, 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 Gesamtmasse, einen Festkörper-Massenanteil von 0,01 % bis 100 %, vorzugsweise 0,1 % bis 99 %, und insbesondere 1 % bis 98 % auf. Günstig für die Anwendungen sind Festkörper-Massenanteile von mindestens 20 % und bis zu 95 %. Es lassen sich auch Konzentrate der erfindungsgemäßen Aufbereitungsmittel herstellen, mit Festkörper-Massenanteilen von mindestens 50 %, die am Anwendungsort mit Wasser auf den gewünschten Festkörper-Massenanteil verdünnt werden können.
Der Festkörper weist, bezogen auf seine Gesamtmasse, einen Massenanteil von bis zu 100 % auf, vorzugsweise 20 % bis 100 %, bevorzugt 30 % bis 100 %, und insbesondere 40 % bis 100 % von Partikeln, bestehend aus mindestens einem Typ von Kohlepartikeln (A), mindestens einem Typ von Schichtsilikat-Partikeln (B), mindestens einem Typ von Superabsorber-Partikeln (C) und Partikel (D) aus Nanocellulose und/oder Mikrocellulose auf. Weiter enthält der Festkörper den Stoff (G), in Form von Reishülsen oder Partikeln von Reishülsen, bis zu Reishülsenstaub, der beim Dreschen des Reises entsteht, in Form des Stoffes IP3, oder in Form eines Masterbatch, der vorzugsweise einen Massenanteil zwischen 10 % und 90 % IP3 enthält, oder IP3 aufgebracht auf einem Träger, vorzugsweise ein partikulärer Träger ausgewählt aus den Partikeln (A), (B), (C), und (D).
Dabei sind Zusammensetzungen besonders wirksam, die jeweils einen Massenanteil im Festkörper von 15 % bis 50 % von Kohlepartikeln (A), von 15 % bis 50 % von Partikeln aus Schichtsilicaten, von 15 % bis 50 % von Partikeln aus der Gruppe von Superabsorbern, Weißtorf, Brauntorf, Bunttorf, Schwarztorf und Pechtorf, sowie von 2 % bis 15 % von Partikeln aus Nanocellulose, Mikrocellulose, Hemicellulose, Cellulose und Lignin enthalten. Bevorzugt werden Zusammensetzungen, bei denen die Massenanteile der Partikel innerhalb der folgenden Schranken sind: 20 % bis 45 % von Kohlepartikeln (A), von 20 % bis 45 % von Partikeln aus Schichtsilicaten, von 20 % bis 45 % von Partikeln aus der Gruppe von Superabsorbern, Weißtorf, Brauntorf, Bunttorf, Schwarztorf und Pechtorf, sowie von 3 % bis 13 % von Partikeln aus Nanocellulose, Mikrocellulose, Hemicellulose, Cellulose und Lignin.
Ein wesentlicher Bestandteil ist der Stoff (G), der im Festkörper des erfindungsgemäßen Aufbereitungsmittels enthaten ist, als Partikel vorliegt, die ganze Reishülsen oder durch Dreschen zerkleinerte oder zermahlene Reishülsen sind, oder Inositol-l,4,5-triphosphat (abgekürzt „IP3") enthalten, das in Form des Stoffes selbst vorliegt, in Form eines Masterbatch, oder auch auf einem Träger aufgebracht ist. Das auch in Reishülsen enthaltene Inositol-l,4,5-triphosphat hat die Eigenschaft, wirksam Schwermetalle wie Kupfer, Blei, Chrom, Quecksilber und Arsen komplex zu binden und damit deren biologische Verfügbarkeit zu senken. Die Verwendung dieses zusätzlichen Stoffes (G) ist besonders günstig bei der Behandlung von Böden in der Nähe von Minen oder Betrieben, in denen derartige Schwermetalle gewonnen oder verarbeitet wurden. Der Massenanteil von ganzen, zerkleinerten oder zermahlenen Reisschalen oder geträgertem IP3 ist bevorzugt von 0,5 % bis 20 %, bezogen auf die Masse des Festkörpers des Aufbereitungsmittels, der Massenanteil des IP3 als separater Stoff kann deutlich niedriger gewählt werden, vorzugsweise zwischen 0,01 % und 5 %.
Vorzugsweise sind alle diese Partikel unabhängig voneinander Nanopartikel einer mittleren
Teilchengröße dso von 1 nm bis unter 1000 nm und/oder Mikropartikel einer mittleren Teilchengröße dso von 1000 nm bis unter 1000 μιη.
Vorzugsweise enthält der Festkörper einen Massenanteil von 2,5 % bis 60 %, bevorzugt von 10 % bis 50 % und insbesondere von 15 % bis 40 % mindestens eines, insbesondere eines, Typs von Kohlepartikeln, einen Massenanteil von 2,5 % bis 60 %, bevorzugt 10 % bis von 50 %, und insbesondere von 15 % bis 40 % mindestens eines, insbesondere eines, Typs von Schichtsilikat- Partikeln, einen Massenanteil von 2,5 % bis 60 %, bevorzugt von 10 % bis 50 %, und insbesondere von 15 % bis 40 % 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 einen Massenanteil von 2,5 % bis 60 %, bevorzugt von 10 % bis 50 %, und insbesondere von 15 % bis 40 % mindestens eines, insbesondere eines, Typs von Nanocellulose-, Mikrocellulose-, Hemicellulose-, Cellulose- und/oder Lignin-Partikel.
Dabei sind Zusammensetzungen besonders wirksam, die jeweils einen Massenanteil im Festkörper von 25 % bis 40 % von Kohlepartikeln (A), von 25 % bis 40 % von Partikeln aus Schichtsilicaten, von 25 % bis 40 % von Partikeln aus der Gruppe von Superabsorbern, synthetischen Polymeren mit hoher Wasseraufnahme, Weißtorf, Brauntorf, Bunttorf, Schwarztorf und Pechtorf, sowie von 3 % bis 15 % von Partikeln aus Nanocellulose, Mikrocellulose, Hemicellulose, Cellulose und Lignin enthalten. Bevorzugt werden Zusammensetzungen, bei denen die Massenanteile der Partikel innerhalb der folgenden Schranken sind: 26 % bis 39 % von Kohlepartikeln (A), von 26 % bis 39 % von Partikeln aus Schichtsilicaten, von 26 % bis 39 % von Partikeln aus der Gruppe von Superabsorbern, Weißtorf, Brauntorf, Bunttorf, Schwarztorf und Pechtorf, sowie von 4 % bis 13 % von Partikeln aus Nanocellulose, Mikrocellulose, Hemicellulose, Cellulose und Lignin. Selbstverständlich sind die Werte in einer Kombination so zu wählen, dass die Summe der Massenanteile stets 100 % ergibt. Das erfindungsgemäße Aufbereitungsmittel kann des Weiteren, bezogen auf seine Gesamtmenge, von 1 % bis 99 %, bevorzugt von 2 % bis 98 %, und insbesondere von 3 % bis 97 % Wasser enthalten. Als Wasser kommen Flusswasser, Süßwasser aus Seen und Teichen, Wasser aus natürlichen Quellen, Leitungswasser, deionisiertes Wasser oder destilliertes Wasser in Betracht.
Vorzugsweise werden die Kohlepartikel (A) ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
Biokohlen, Pflanzenkohlen, Holzkohlen, Siebrückständen von Holzkohlen, Holzaschen, Aktivkohlen, Steinkohlen, Tierkohlen, Tierabfallkohlen, pyrogenem Kohlenstoff unterschiedlichen Pyrolysegrades, funktionalisierten Kohlen, vorbehandelten Kohlen, gewaschenen Kohlen und extrahierten Kohlen. Insbesondere bevorzugt wird Biokohle und/oder pyrogener Kohlenstoff verwendet. Diese Materialien sind üblich und bekannt und gehen beispielsweise aus der Offenlegungsschrift DE 10 2015 010 041 AI, Absätze [0055] bis [0064], hervor.
Die elementare Zusammensetzung und die Struktur der Schichtsilikat-Partikel (B) können sehr breit variieren. Bekannt ist beispielsweise die Einteilung der Silikate in die folgenden Strukturen: Inselsilikate; Gruppensilikate oder Sorosilikate; Ringsilikate oder Cyclosilikate; Ketten- oder Ino- silikate und Bandsilikate; Ubergangsstrukturen zwischen Ketten- und Schichtsilikaten, Schichtsilikate oder Phyllosilikate, und Gerüstsilikate.
Die erfindungsgemäß zu verwendenden Schichtsilikate sind Silikate, deren Silikationen aus Schichten eckenverknüpfter (SiCk 4_)-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 Tabelle 1 im Anhang sind einzelne für die Erfindung verwendbaren Schichtsilikate mit deren Summenformeln beispielhaft und nicht abschließend aufgelistet, gemäß Mineralienatlas, Mineralklasse VIII/H - Schichtsilikate (Phyllosilikate), Strunz, Teil 8 Systematik. Der Fachmann kann die für den jeweiligen Einzelfall besonders gut geeigneten Schichtsilikate ohne Weiteres auswählen und ohne erfinderisches Zutun weitere benennen.
Ganz besonders bevorzugt wird Bentonit aus der Gruppe der Montmorillonite ((Na,Ca)o.3(Al,Mg)2Si40io(OH)2 · nH2Ü) verwendet. Montmorillonit ist eine Mischung aus ver- schiedenen Tonmineralien und enthält als wichtigsten Bestandteil Bentonit. Natrium-Bentonit kann ein Vielfaches seiner eigenen Trockenmasse an Wasser aufnehmen. Des Weiteren kann Calcium- 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 werden Superabsorber ausgewählt 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, - vernetzten Copolymerisaten auf der Basis von Polyacrylamiden und Alkaliacrylaten und/oder
Alkalimethacrylaten, und
- den entsprechenden unvernetzten Copolymerisaten.
Vorzugsweise werden auch natürliche Suberabsorber verwendet, beispielsweise solche aus dem Schwammgewebe von Maisstengeln, biokompatible Systeme wie die durch Vernetzen von nativer Cellulose mit quaternisierter Cellulose in Natronlauge/Harnstoff lösungen hergestellten Superabsorber, oder biologisch abbaubare Superabsorber, insbesondere solche wie Carboxymethyl-Stärke, die aus natürlichen Materialien wie Stärke hergestellt werden.
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 zu den Superabsorber-Partikeln und/oder den entsprechenden unvernetzten Copolymerisaten werden auch Weißtorf-, Brauntorf-, Bunttorf-, Schwarztorf- und/oder Pechtorf- Partikel sowie die oben genannten natürlichen Superabsorber verwendet.
Vorzugsweise werden die Nanocellulose-Partikel (D) ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Cellulosenanofasern (CNF), mikrofibrilläre Cellulose (MFC), nanokristalline Cellulose (CNC) und bakterielle Nanocellulose (BNC). 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 (Massenanteil von gelösten Salzen im Wasser bevorzugt von von 1 g/kg bis 10 g/kg [0,1 % bis 1 %]) im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Der Festkörper des erfindungsgemäßen Aufbereitungsmittels kann einen Massenanteil von bis zu 50 % an funktionalen Zusatzstoffen (F) enthalten. Vorzugsweise werden die Zusatzstoffe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus verschiedenen Struktur- und Speicherpolysacchariden ausgewählt aus Pektin, Chitin, Chitosan, Agar, AI ginsäure, Glykogen, Stärke, Dextran und Glukomannan, Glutinleimen, Kaseinleimen, Melasse, biologisch abbaubaren Polymeren insbesondere ausgewählt aus Polyestern und Polyesteramiden, insbesondere Polylactid, Polyhydroxybutyrat und Polyhydroxyvalerat sowie deren Copolymeren und Terpolymeren, 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, Zeolithen, Blähtonen, Fischmehl, Fischabfall, Kleien, Mineralien mit Ausnahme der unter (B) genannten, Porzellan, Keramik, Steingut, Siliciumdioxid haltiges Hartsedimentgestein in gemahlener Form mit Massenanteilen von 11 % bis 12 % Quarz, 21 % bis 22 % Calcit, 21 % bis 22 % Dolomit, 12 % bis 14 % Albit, und 41 % bis 44 % röntgenamorphe Fraktion, Sand, Steine, Lehm, Löss, Kunstdünger, Geopolymeren und Schaumstoffpartikel auf der Basis von Polystyrol, Polyethylen und/oder Polypropylen.
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 eine Typ von
Kohlepartikeln (A), der mindestens eine Typ von Schichtsilikat-Partikeln (B), der mindestens eine Typ von Superabsorber-Partikeln (C) und/oder den entsprechenden unvernetzten Copolymerisaten und/oder Weißtorf-, Brauntorf-, Bunttorf-, Schwarztorf- und/oder Pechtorf-Partikeln, und die Nanocellulose- und/oder Mikrocellulose-Partikel (D) als solche separat, d.h. nicht agglomeriert, vorliegen. Indes können die Partikel auch in unterschiedlicher Weise miteinander teilweise oder vollständig agglomeriert sein.
Dabei kann der Festkörper mindestens zwei Arten von Partikeln ausgewählt aus Partikeln (A), Partikeln (B), Partikeln (C) und/oder Partikeln (D) enthalten, die teilweise oder vollständig agglomeriert sind, wobei der Festkörper
(I) nur binäre Agglomerate enthält, deren stoffliche Zusammensetzung ausgewählt ist aus (AB), (AC), (AD), (BC), (BD) und/oder (CD), und gegebenenfalls mindestens eines der jeweils nicht agglomerierten Partikel (A), (B), (C) und/oder (D), wobei
(1.1) in den binären Agglomeraten jeweils mindestens ein Partikel der einen Art (X) an mindestens ein Partikel (Y) 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 (1.2), (II.l), (Π.2), (ULI) und/oder (ΠΙ.2) und/oder mit den jeweiligen nicht agglomerierten Partikeln (A), (B), (C) und/oder (D) gemeinsam vorliegen und/oder aneinandergelagert sind,
(1.2) die binären Agglomerate eine Kern-Schale-Struktur mit mindestens zwei Schichten aufweisen und jedes Kern-Schale-Partikel für sich selbst vorliegt und/oder die Kern- Schale-Partikel miteinander und/oder mit den Agglomeraten (1.1), (II.l), (Π·2), (ULI) und/oder (ΙΠ.2) und/oder mit den jeweiligen nicht agglomerierten Partikeln (A), (B), (C) und/oder (D) vorliegen und/oder aneinandergelagert sind,
(II) nur ternäre Agglomerate enthält mit 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
(11.1) in den ternären Agglomeraten jeweils mindestens ein Partikel aus drei unterschiedlichen Arten (X), (Y) und (Z) aneinandergelagert sind und/oder diese Agglomerate wiederum zu größeren Agglomeraten aneinandergelagert sind und/oder
(11.2) die ternären Agglomerate eine Kern-Schale-Struktur mit mindestens drei Schichten aufweisen und jedes Kern-Schale-Partikel für sich selbst vorliegt und/oder die Kern- Schale-Partikel miteinander und/oder mit den Agglomeraten (1.1), (1.2), (II.l), (ULI) 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 quatemäre Agglomerate enthält mit der stofflichen Zusammensetzung (ABCD), wobei
(ULI) in den quatemären Agglomeraten jeweils mindestens ein Partikel aus vier unterschiedlichen Arten (X), (Y), (Z) und (W) 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 (1.1), (1-2), (II.l), (Π.2) und/oder (ΙΠ.2) und/oder den jeweiligen nicht agglomerierten Partikeln (A), (B), (C) und/oder (D) vorliegen und/oder aneinandergelagert sind, und/oder
(III.2) die quaternären 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), (1.2), (II.l), (Π-2) und/oder (ULI) und/oder den jeweiligen nicht agglomerierten Partikeln (A), (B), (C) und/oder (D) vorliegen und/oder aneinandergelagert sind.
Dabei bedeuten die Bezeichnungen (XY) ein Agglomerat aus zwei verschiedenen Teilchenarten, nämlich der Teilchenart X und der Teilchenart Y, die Bezeichnungen (XYZ) ein Agglomerat aus drei verschiedenen Teilchenarten, nämlich der Teilchenart X, der Teilchenart Y und der Teilchenart Z, und die Bezeichnungen (XYZW) ein Agglomerat aus vier verschiedenen Teilchenarten, nämlich der Teilchenart X, der Teilchenart Y, der Teilchenart Z, und der Teilchenart W, wobei X, Y, Z und W jeweils für eine beliebige Teilchenart aus der Menge {A; B; C; D} stehen. 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 zusätzliche 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
(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-, Schwarztorfund/oder Pechtorf-Partikel), (Kohlepartikel/Nanocellulose-, Mikrocellulose-, Hemi- cellulose-, Cellulose- und/oder Lignin-Partikel), (Schichtsilikat-Partikel/Super- absorber-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 Mikro- cellulose 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/Super- absorber-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-, Mikro- cellulose-, Hemicellulose-, Cellulose- und/oder Lignin-Partikel) sowie (Schichtsilikat- Partikel/Superabsorber-Partikel und/oder die entsprechenden unvernetzten Copoly- merisate 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-Parti- kel/Superabsorber-Partikel und/oder die entsprechenden unvernetzten Copoly- merisate 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,
(b) Vermischen der im Verfahrensschritt (a) gesumpften oder gemaukten Partikel und gegebenenfalls 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 Kömchen resultiert,
(g) das resultierende feuchte Aufbereitungsmittel mittels Pelletierdisks zu Pellets geformt werden,
(h) das resultierende feuchte Aufbereitungsmittel mittels Pressen zu Tabletten, Granulaten, Kömchen 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 Saatbändem geformt und/oder in Saatbänder, Blumentöpfe, Pflanz gef äße 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 Salmang, Scholze, Keramik, 7. Auflage, Springer, 2006, Seite 539 ff., Ullmann, Enzyklopädie der technischen Chemie, Band 17, Urban & Schwarzenberg, Wilhelm Foerst, Seite 468, Winnacker- Küchler, Chemische Technologie Bd 2 "Anorganische Technologie II", München 1959, Seite 385, 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 Bl 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 Aufbereitungs- mittels an der Luft, in Trommeltrocknem, in Rohrbündeltrocknern, in Stromrohrtrocknern oder in Bandtrocknern, verwendet werden. Nach der Trocknung kann das Aufbereitungsmittel noch schonend vermählen 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, Polyhydroxy- buttersäure, 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, Caroa, Curaua, 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, Pflanz gef äßen, 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 Kom- po stiertoiletten, in Klärkanälen und Kläranlagen zur Reduktion der Schwefelwasserstoffbildung, in Irrigationsanlagen, für die Bodenherstellung und Boden Verbesserung, für den nachhaltigen Einsatz in Landnutzungs- und Siedlungssystemen, für die Kreislaufwirtschaft, für Bewässerungsflächen, für Soleflächen für die Energiegewinnung, für die Begrünung von Steppe, 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 AI 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 μιη verwendet. Der Bentonit wurde in der Form von Nanoclay verwendet. Als Wasser wurde Trinkwasser verwendet. Alle Angaben mit der Einheit„%" betreffen Massenanteile des genannten Stoffes in der Mischung.
Beispiel 1
Entsalzung von salzhaltiger Pflanzenerde mit einem wasserhaltigen Aufbereitungsmittel
Es wurden Mischungen hergestellt von jeweils 20 kg Biokohle oder Pflanzenkohle [gepulvert, 1 μιη bis 10 mm], 20 kg Bentonit [Pulver, 1 μιη bis 100 μιη, Zusammensetzung SiC 57 %, AI2O3 18 %, Fe2Ü3 6%, CaO 2 %, MgO 4 %, Na20 3%, K2O 1 %, Glühverlust 9 %], 5 kg Nanocellulose [98 % Trockenmasse, 50 nm Nominalfiber, 33 m2/g BET], und 40 kg Wasser, und dazu Reishülsen hinzugefügt in einer Menge, dass der Massenanteil von Reishülsen in fünf Stufen von 15 %, 30 %, 45 %, 60 %, und 95 % betrug, und in einer weiteren Serie wurde zu den genannten Mischungen IP3 hinzugefügt derart, dass der Massenanteil von IP3 in der Mischung dann 5 %, 10 %, 20 %, 30 % und 40 % betrug, und diese zehn Mischungen wurden dann während einer Woche eingesumpft. Die resultierenden Mischungen wurden je nach dem Einsumpfen mit 10 kg eines Superabsorbers (Saviva® von BASF SE, kugelförmige mikroporöse Superabsorber-Partikel [5,9 pH, 1,06 g/m3, Hauptbestandteil unter 50 % Glutaral]) und 10 kg Pechtorf [Aschegehalt 25 %, Huminsäurengehalt 40 %] vermischt. Diese Mischung wurde während einer Woche weiter eingesumpft, wobei die Mischung stark aufquoll und ein Gel bildete. Das Gel wurde mithilfe eines Ultraturrax® (Labor- Dispergierer, Fa. IKA-Werke GmbH & Co. KG) zerkleinert, wodurch das wasserhaltige Aufbereitungsmittel resultierte.
In dieser Weise wurden insgesamt zehn Ausführungsformen hergestellt,, jeweils fünf
Ausführungsformen mit unterschiedlichem Massenanteil an Reishülsen und mit unterschiedlichem Massenanteil an IP3, 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 kg des jeweiligen wasserhaltigen Aufbereitungsmittels wurden mit 100 kg einer zerkleinerten, salzhaltigen Pflanzenerde, die bezogen auf die Masse der Pflanzenerde einen Massenanteil von 5 % Salz (NaCl) 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
Entkalkung von kalkhaltiger Pflanzenerde mit einem wasserhaltigen Aufbereitungsmittel
Es wurden Mischungen von 20 kg Biokohle, 20 kg Bentonit, und 20 kg Wasser hergestellt, und dazu Reishülsen hinzugefügt in einer Menge, dass der Massenanteil von Reishülsen in fünf Stufen von 1 %, 10 %, 30 %, 60 %, und 95 % betrug, und in einer weiteren Serie wurde zu den genannten Mischungen IP3 hinzugefügt derart, dass der Massenanteil von IP3 in der Mischung dann 0,5 %, 5 %, 20 %, 30 % und 40 % betrug; die daraus resultierenden Mischungen wurden während einer Woche eingesumpft. Die zehn resultierenden Mischungen wurde jeweils nach dem Einsumpfen mit 20 kg Superabsorber (Saviva® von BASF SE) und 5 kg Nanocellulose innig vermischt. Diese Mischungen wurden während einer Woche weiter eingesumpft, wobei die Mischungen stark aufquollen und ein Gel bildeten. Das Gel wurde mithilfe eines Ultraturrax® zerkleinert, wodurch das wasserhaltige Aufbereitungsmittel resultierte.
In dieser Weise wurden zehn Mischungen erhalten, jeweils fünf Ausführungsformen mit unterschiedlichen Massenanteilen an Reishülsen bzw. IP3, wobei jeweils dem fünften Teil dieser Mischungen 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) hinzugegeben wurden.
2 kg des jeweiligen wasserhaltigen Aufbereitungsmittels wurden mit 10 kg einer zerkleinerten handelsüblichen 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 (Pappel, Kresse), 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
Entsalzung und Entkalkung von salzhaltiger und kalkhaltiger Pflanzenerde mit einem wasserhaltigen Aufbereitungsmittel
Es wurden vier Mischungen hergestellt, die erste aus 20 kg Biokohle mit 0,5 kg Wasser, die zweite aus 20 kg Bentonit mit 0,5 kg Wasser, die dritte aus 20 kg Superabsorber (Saviva® von BASF SE) und 0,5 kg Reishülsen mit 0,5 kg Wasser, und die vierte aus 5 kg Nanocellulose mit 0,5 kg Wasser. Diese Mischungen wurden getrennt voneinander 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 vier Mischungen miteinander vereinigt, wodurch ein wässriges Aufbereitungsmittel resultierte.
In dieser Weise wurden insgesamt je 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 kg des jeweiligen wasserhaltigen Aufbereitungsmittels wurden mit 150 kg einer zerkleinerten handelsüblichen Pflanzenerde mit einem Massenanteil von Salz (NaCl) von 5 % und einem Massenanteil von Calciumhydrogencarbonat von 2 % Kalk, jeweils bezogen auf die Masse der 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
Entsalzung und Verbesserung von salzhaltiger arider Erde mit einem wasserhaltigen Aufbereitungsmittel und Terra preta
Es wurden vier Mischungen hergestellt, die erste aus 20 kg Biokohle und 10 kg Wasser, die zweite aus 20 kg Bentonit und 10 kg Wasser, die dritte aus 20 kg Superabsorber (Saviva® von BASF SE) und 10 kg Wasser, und die vierte aus 50 kg Reishülsen und 10 kg Wasser, und jeweils während einer Woche eingesumpft, wobei die Superabsorber-Partikel stark aufquollen und ein Gel bildeten. Die das Gel enthaltende Mischung wurde mithilfe eines Ultraturrax® zerkleinert, die vier Mischungen wurden dann miteinander vereinigt, wodurch das wässrige Aufbereitungsmittel resultierte.
In dieser Weise wurden insgesamt je fünf Ausführungsformen hergestellt, wobei als Nanocellulose jeweils Cellulosenanofasern (CNF), mikrofibrilläre Cellulose (MFC), nano kristalline Cellulose (CNC) und bakterielle Nanocellulose (BNC) und die Mikrocellulose-Partikel aus der Gruppe der mikrokristallinen Cellulosen (MCC) verwendet wurden.
50 kg des jeweiligen wasserhaltigen Aufbereitungsmittels wurden mit 150 kg einer zerkleinerten ariden Erde mit einem Massenanteil von Salz (NaCl) von 4 %, bezogen auf die Masse der ariden Erde, und 50 kg einer Terra preta gemäß Beispiel 1, Absätze [0118] bis [0128], der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2015 010 041 AI 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
Verfestigung eines Damms mit einem wasserhaltigen Aufbereitungsmittel
Es wurde eine Mischung von 40 kg Biokohle, 40 kg Bentonit, 30 kg Wasser und 30 kg IKP3 hergestellt und während einer Woche eingesumpft. Die resultierenden Mischungen wurde nach dem Einsumpfen mit 40 kg Superabsorber (Saviva® von BASF SE) und 5 kg Nanocellulose 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 insgesamt je 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
Herstellung eines pulverförmigen Aufbereitungsmittels und seine Verwendung zur Entsalzung von Pflanzenerde
Es wurden vier Mischungen hergestellt, die erste aus 30 kg Biokohle mit 0,5 kg Wasser, die zweite aus 30 kg Bentonit mit 0,5 kg Wasser, die dritte aus 30 kg Superabsorber (Saviva® von BASF SE) und 5 kg Nanocellulose mit 1 kg Wasser, und die vierte aus 40 kg Reishülsen mit 0,5 kg Wasser, und diese Mischungen wurden getrennt voneinander 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, der eingesumpfte Bentonit und die eingesumpften Reishülsen in einem Ringteller-Intensivmischer vermischt und dabei teilweise aufgeschäumt. Anschließend wurde das zerkleinerte Superabsorbergel-Nanocellulose- Gemisch zu der aufgeschäumten Biokohle/Bentonit/Reishülsen-Mischung unter intensivem Vermischen hinzugegeben.
In dieser Weise wurden insgesamt je 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 vermählen wurde. Das resultierende frei fließende, pulverförmige Aufbereitungsmittel wies eine mittlere Teilchengröße d50 von 800 μιη auf und bestand überwiegend aus agglomerierten Partikeln mit dem schichtförmigen Aufbau „Biokohle/Bentonit/Reishülsen/Superabsorber/Nano- cellulose" und geringen Anteilen von agglomerierten Partikeln mit dem schichtförmigen Aufbau „Biokohle/Superabsorber/Nanocellulose/Bentonit/ Reishülsen".
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 vermählen. Das resultierende frei fließende, pulverförmige Aufbereitungsmittel wies eine mittlere Teilchengröße d50 von 900 μιη auf und bestand überwiegend aus agglomerierten Partikeln mit dem schichtförmigen Aufbau„Biokohle/Bentonit/ Reishülsen/Superabsorber/Nanocellulose" und geringen Anteilen von agglomerierten Partikeln mit dem schichtförmigen Aufbau „Biokohle/Superabsorbe/Nano- cellulose/Bentonit /Reishülsen".
10 kg dieses pulverförmigen Aufbereitungsmittels wurden innig mit 200 kg salzhaltiger Pflanzenerde mit einem Massenanteil an Salz (NaCl), bezogen auf die Masse der salzhaltigen Pflanzenenerde, von 6 % 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
Herstellung eines granulatförmigen Aufbereitungsmittels und seine Verwendung zur Entsalzung von Ackerboden
Es wurden vier Mischungen hergestellt, die erste aus 30 kg Biokohle mit 0,5 kg Wasser, die zweite aus 30 kg Bentonit mit 0,5 kg Wasser, die dritte aus 30 kg Superabsorber (Saviva® von BASF SE) und 5 kg Nanocellulose mit 1 kg Wasser, und die vierte aus 20 kg Reishülsen mit 0,5 kg Wasser, und diese wurden 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, der eingesumpfte Bentonit und die eingesumpften Reishülsen in einem Ringteller-Intensivmischer vermischt und dabei teilweise aufgeschäumt. Anschließend wurde das zerkleinerte Superabsorbergel-Nanocellulose-Gemisch zu der aufgeschäumten Biokohle/Bentonit/Reishülsen/IP3-Mischung unter intensivem Vermischen hinzugegeben.
In dieser Weise wurden insgesamt je 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 entsprechend einem Massenanteil von Wasser von 3 % (etwa 2,5 kg) eingedampft, wodurch sich ein körniges Pulver bildete, das in einer Luftwirbelmühle schonend vermählen wurde. Das resultierende frei fließende, pulverförmige Aufbereitungsmittel wies eine mittlere Teilchengröße d50 von 800 μιη auf und bestand überwiegend aus agglomerierten Partikeln mit dem schichtförmigen Aufbau „Biokohle/Bentonit/Reis- hülsen/Superabsorber/Nanocellulose" und geringen Anteilen von agglomerierten Partikeln mit dem schichtförmigen Aufbau„Biokohle/Superabsorber/Nanocellulose/Bentonit/ IP3/Reishülsen".
90 kg dieses Pulvers wurden auf einem Einwellen-Entgasungsextruder bei 50 °C mit 4 kg 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 anschließend kompostiert.
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
Herstellung und Verwendung eines festen Aufbereitungsmittels zur Förderung des Wachstums von Saatgut in einem versauerten Boden Es wurde eine Mischung von 20 kg Biokohle, 20 kg Bentonit, 20 kg Wasser und 15 kg IP3 hergestellt und während einer Woche eingesumpft. Die resultierende Mischung wurde nach dem Einsumpfen mit 20 kg der nicht vernetzten Copolymerisate, die den Superabsorber (Saviva® von BASF SE) aufbauen, und 5 kg Nanocellulose innig vermischt. Diese Mischung wurde während einer Woche weiter eingesumpft, wodurch das wasserhaltige Aufbereitungsmittel resultierte.
In dieser Weise wurden insgesamt je 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 entsprechend einem Massenanteil von Wasser von 3 % (etwa 2,5 kg) eingedampft, wodurch sich ein körniges Pulver bildete, das in einer Luftwirbelmühle schonend vermählen wurde. Das jeweilige resultierende frei fließende, pulverförmige Aufbereitungsmittel wies eine mittlere Teilchengröße d50 von 800 μιη auf. Es wurde jeweils mit Weizenkörnern und einer geringen Menge von Melasse innig vermischt und auf Pelletierdisks pelletiert.
20 kg der jeweiligen Pellets wurden mit 100 kg 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
Reduktion der Schwefelwasserstoffbildung in Kanalisationssystemen
Es wurde eine Mischung von 20 kg Biokohle, 20 kg Bentonit, 20 kg Wasser und 15 kg IP3 hergestellt und während einer Woche eingesumpft. Die resultierende Mischung wurde nach dem Einsumpfen mit 20 kg der nicht vernetzten Copolymerisate, die den Superabsorber (Saviva® von BASF SE) aufbauen, und 5 kg Nanocellulose innig vermischt. Diese Mischung wurde während einer Woche weiter eingesumpft, wodurch das wasserhaltige Aufbereitungsmittel resultierte.
In dieser Weise wurden je zehn 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 anstelle der Nanocellulose 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 Festkörper,Massenanteil von jeweils 15 % 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 Schwefel wasserstoffbildung (von einem Volumenanteil von 200 ppm (300 ppm kann tödlich sein) auf unter 1 ppm) eingetreten war.
Beispiel 10
Herstellung eines Aufbereitungsmittels und seine Verwendung zur Arsen- und Schwermetallbeseitigung von Böden in Mienennähe und/oder Abraumhalden und/oder kampfmittelbelasteten Böden zur Sanierung
Es wurde eine Mischung hergestellt aus 30 kg Biokohle, 30 kg Superabsorber (Saviva® von BASF SE) und 5 kg Reishülsen mit 1 kg zugesetztem IP3. Eine weitere Mischung wurde hergestellt aus 20 kg Bentonit und 10 kg Wasser. Beide Mischungen wurden während einer Woche separat eingesumpft. Nach dem Einsumpfen wurden die eingesumpfte Biokohle-Superabsorber-Reishülsen-Mischung und der eingesumpfte Bentonit in einem Ringteller-Intensivmischer vermischt und dabei teilweise aufgeschäumt.
Das resultierende frei fließende, pulverförmige Aufbereitungsmittel wies eine mittlere Teilchengröße d50 von 1000 μιη bis 5000 μιη auf mit einem schichtförmigen Aufbau „Biokohle/Bentonit/Superabsorber/Nanocellulose" und geringen Anteilen von agglomerierten Partikeln mit dem schichtförmigen Aufbau„Biokohle/Superabsorber/Nanocellulose/Bentonit".
Das Granulat wurde mithilfe des Grubbers und eines Injektors auf einem Minengelände (Halde) aufgebracht. Dabei wurden die Schwermetalle durch das IP3 gebunden und dem Wasser entzogen.
Beispiel 11 Herstellung einer Wasserbarriere durch das Aufbereitungsmittel zur Verhinderung von Arsen und allgemein Schwermetallbeseitigung von angrenzenden Flächen auf Minengebieten oder Munitionsgeländen und Übungsgeländen
Es wurden zwei Mischungen hergestellt, die erste aus 30 kg Biokohle, 30 kg Superabsorber (Saviva® von BASF SE) und 5 kg Reishülsen mit 1 kg zugesetztem IP3, und eine weitere aus 20 kg Bentonit mit 10 kg Wasser; diese wurden separat während einer Woche eingesumpft. Nach dem Einsumpfen wurden die eingesumpfte Biokohle und der eingesumpfte Bentonit vermischt und in wasserdurchlässige schlauchförmigen Säcke gefüllt. Die Säcke wurden dann als Barriere in den Bereich des Wassers gelegt und pressten sich in die Lücken des unebenen Bodens durch die Aufnahme des Wassers und reinigen zugleich austretendes Wasser wie ein Filter.

Claims

Patentansprüche
Wasserhaltiges oder wasserfreies Aufbereitungsmittel zum Entsalzung, Entkalkung, Entsäuerung und Dealkalisierung sowie zur Regeneration versalzter, verkalkter, versauerter oder verlaugter Böden mit einem Festkörper-Massenanteil von 0,01 % bis 100 %, bezogen auf die Gesamtmasse des Aufbereitungsmittels, wobei der Festkörperanteil des Aufbereitungsmittels, jeweils bezogen auf die Gesamtmasse der Stoffe (A), (B), (C) und (D), jeweils einen Massenanteil von 10 % bis 70 % der folgenden Stoffe enthält:
(A) mindestens einen Typ von Kohlepartikeln,
(B) mindestens einen Typ von Schichtsilikat-Partikeln,
(C) mindestens einen Typ von vernetzten polymeren Superabsorber-Partikeln und/oder den nicht vernetzten Copolymerisaten, aus denen sie aufgebaut sind, und/oder Partikel aus biologisch abbaubaren oder biokompatiblen Superabsorbem, und/oder Weißtorf-, Brauntorf-, Bunttorf-, Schwarztorf- und/oder Pechtorf-Partikel und
(D) Nanocellulose-, Mikrocellulose-, Hemicellulose-, Cellulose- und/oder Lignin- Partikel sowie als weiteren Bestandteil Reishülsen und/oder Inositol-l,4,5-triphosphat.
Aufbereitungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sein Festkörper besteht 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 Partikel aus biologisch abbaubaren oder biokompatiblen Superabsorbem, und/oder Weißtorf-, Brauntorf-, Bunttorf-, Schwarztorf- und/oder Pechtorf-Partikel und
(D) mindestens einem Typ von Nanocellulose-, Mikrocellulose-, Hemicellulose-, Cellulose- und/oder Lignin- Partikeln,
sowie als weiterem Bestandteil aus Reishülsen und/oder Inositol-l,4,5-triphosphat.
Aufbereitungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sein Festkörper, bezogen auf dessen Gesamtmasse, einen Massenanteil von bis zu 50 % mindestens eines Zusatzstoffs (F) enthält. Aufbereitungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass es bezogen auf seine Gesamtmasse, einen Massenanteil von 1 % bis 99 % Wasser (E) enthält.
Aufbereitungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sein Festkörper, bezogen auf die Masse des Festkörpers, Massenanteile von 2,5 % bis 60 % an Partikeln (A), von 2,5 % bis 60 % an Partikeln (B), von 2,5 % bis 60 % an Partikeln (C) und von 2,5 % bis 60 % an Partikeln (D) enthält.
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
(1.1) 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 (1.2), (II.l), (II.2), (ULI) und/oder (III.2) und/oder mit den jeweiligen nicht agglomerierten Partikeln (A), (B), (C) und/oder (D) vorliegen und/oder aneinandergelagert sind,
(1.2) 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 (1.1), (II.l), (II.2), (ULI) und/oder (ΙΠ.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 (11.1) 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
(11.2) die Agglomerate eine Kern-Schale-Struktur mit mindestens drei Schichten aufweisen und jeder Kem-Schale-Partikel für sich selbst vorliegt und/oder die Kern-Schale-Partikel miteinander und/oder mit den Agglomeraten (1.1), (1.2), (II.l), (III-l) und/oder (ΙΠ.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
(ULI) 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 (1.1), (1.2), (II.l), (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 Kem-Schale-Struktur mit mindestens vier Schichten aufweisen und jedes Agglomerat mit Kem-Schale-Struktur für sich selbst vorliegt und/oder die Agglomerate mit Kem-Schale-Strukturen miteinander und/oder mit den Agglomeraten (1.1), (1.2), (II.l), (II.2) und/oder (ULI) und/oder den jeweiligen nicht agglomerierten Partikeln (A), (B), (C) und/oder (D) vorliegen und/oder aneinandergelagert sind,
enthält.
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.
Aufbereitungsmittel nach Anspruch 3 und 6 oder nach Anspruch 3 und 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.
Aufbereitungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Partikel (A), (B), (C), (D) und (F) Nanopartikel einer mittlerer Teilchengröße dso von 1 nm bis < 1000 nm und/oder Mikropartikel einer mittlerer Teilchengröße dso von > 1000 nm bis < 1000 μιη sind,
- die Kohlepartikel (A) ausgewählt sind 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,
- die Schichtsilikat-Partikel (B) aus der Gruppe der Montmorillonite ausgewählt sind,
- die Superabsorber-Partikel (C) ausgewählt sind 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, und/oder
- die Nanocellulose-Partikel aus der Gruppe, bestehend aus Cellulosenanofasem (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) ausgewählt 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, Homhobel, 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 mit Massenanteilen von 11 % bis 12 % Quarz, von 21 % bis 22 % Calcit, von 21 % bis 22 % Dolomit, von
12 % bis 14 % Albit und von 41 % bis 44 % röntgenamorphen Fraktionen, Sand, Steine, Lehm, Löss, Kunstdünger, Geopolymeren und Schaumstoffpartikel auf der Basis von Polystyrol, Polyethylen und/oder Polypropylen. 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, Kömchen, Granulaten, Kügelchen, Tabletten und/oder Pellets ist.
11. Aufbereitungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Stoffe (G) Reishülsen sind wie beim Schälen des Reises erhalten, oder gemahlene oder f einteilige
Reishülsen oder Stäbe davon sind, oder Inositol-l,4,5-triphosphat enthalten, das in Substanz vorliegt, in einem Masterbatch enthalten ist, oder auf einem Träger aufgezogen ist.
12. Verfahren zur Herstellung des Aufbereitungsmittels gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, 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 Verfahrens schritt (a) gesumpften oder gemaukten Partikel (A), (B), (C) und (D), gefolgt oder nicht gefolgt vom Homogenisieren der resultierenden Mischung.
Verfahren nach Anspruch 12, 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.
Verfahren nach Anspruch 13, 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.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das resultierende feuchte Aufbereitungsmittel einer Reifung unterworfen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, 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.
Verwendung des Aufbereitungsmittels gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 und des nach dem Verfahren gemäß Anspruch 12 oder 16 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.
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 11 und/oder ein nach dem Verfahren gemäß Anspruch 12 oder 16 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. Verfahren nach Anspruch 18, 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.
Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass Aufbereitungsmittel mit oder ohne der 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.
Lagerbares und transportierbares Handelsprodukt, umfassend mindestens eine Verpackung sowie ein Aufbereitungsmittel gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 oder ein gemäß dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 bis 16 hergestelltes Aufbereitungsmittel in der Form frei fließender Pulver, Körnchen, Granulaten, Tabletten und Pellets sowie Gelen und Pasten.
Lagerbares und transportierbares Handelsprodukts, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Verpackung recyclingfähig und/oder kompostierbar ist
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110140466A (zh) * 2019-07-01 2019-08-20 江苏省水利科学研究院 一种滨海地区防止返盐系统和方法
CN111234839A (zh) * 2019-03-28 2020-06-05 杨霞 一种降低土壤酸性的生物型土壤调理剂的制备工艺
WO2021184851A1 (zh) * 2020-03-18 2021-09-23 江苏福砳生物环保科技有限公司 一种土壤修复剂及其制备方法
CN113444528A (zh) * 2021-07-20 2021-09-28 辽宁顺屹农业科技有限公司 一种土壤改良剂及其制备方法
IT202000009649A1 (it) * 2020-05-04 2021-11-04 Almalana S R L Prodotto fertilizzante inodore azotato comprendente humus di origine organica e naturale
CN114713623A (zh) * 2022-03-23 2022-07-08 华中农业大学 植酸强化联合磷肥提高蜈蚣草砷、镉富集能力的方法
CN115502195A (zh) * 2022-09-16 2022-12-23 浙江乾精新材料科技有限责任公司 一种盐碱地土壤快速修复方法
WO2023211437A1 (en) * 2022-04-28 2023-11-02 Earth's Blue Aura, Llc Method for biochemical transformation of wasteland into farmland

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019100525A1 (de) * 2019-01-10 2020-07-16 Franz Aumann Bodensubstrat zur Düngung und Bodenverbesserung sowie Verfahren zur Herstellung des Bodensubstrats und Verfahren zum Einbringen des Bodensubstrats
CN113826522A (zh) * 2021-10-21 2021-12-24 山东省农业科学院 黄河三角洲盐碱地微咸水灌溉下耐盐粳稻水直播栽培方法

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT381487B (de) 1984-04-26 1986-10-27 Lang Chem Tech Prod Mittel zur duengung und bindung von saeuren, aluminium und schwermetallen auf insbesondere durch saure niederschlaege geschaedigten boden und ein verfahren zur duengung und bindung von saeuren, aluminium und schwermetallen auf boeden
EP0222882B1 (de) 1985-05-09 1991-12-11 Sotac Corporation Verfahren zur entsalzung und rehabilitierung bewässerter böden
DE20202300U1 (de) 2002-02-15 2002-06-13 Hochschule Wismar Fachhochschule für Technik, Wirtschaft und Gestaltung, 23966 Wismar Textiles Flächengebilde zur Entfernung von Salzen aus kontaminierten Medien
EP1304200B1 (de) 2001-10-16 2009-07-22 DSM Fine Chemicals Austria Nfg GmbH & Co KG Verfahren und Vorrichtung zur definierten Zerkleinerung von Polymerisatgelen
US20090217882A1 (en) 2003-07-11 2009-09-03 Dennis Jenkins Dry Bed Agglomeration Process and Product Formed Thereby
DE102008032033A1 (de) 2008-07-07 2010-01-14 E&W Greenland Gmbh Materialverbund und Formkörper aus Polymermaterial und porösem Träger sowie deren Herstellung und Anwendung
US20110044761A1 (en) 2009-08-22 2011-02-24 Yun-Feng Chang Soil remediation through surface modification
US8361185B2 (en) 2010-06-05 2013-01-29 Sri Lanka Istitute of Nanatechnology (PVT) Ltd. Compositions for sustained release of agricultural macronutrients and process thereof
US20170027168A1 (en) 2015-07-27 2017-02-02 Stephan HEATH Methods, products, and systems relating to making, providing, and using nanocrystalline (nc) products comprising nanocrystalline cellulose (ncc), nanocrystalline (nc) polymers and/or nanocrystalline (nc) plastics or other nanocrystals of cellulose composites or structures, in combination with other materials
DE102015010041A1 (de) 2015-08-01 2017-02-02 WindplusSonne GmbH Terra Preta Humanidade, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung
CN106986705A (zh) * 2017-05-06 2017-07-28 安徽帝都农业生态园有限公司 一种复合肥及其制备方法
CN107021813A (zh) * 2017-04-14 2017-08-08 高青山 一种晚稻种植用中药发酵有机缓释肥及其制备方法

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT381487B (de) 1984-04-26 1986-10-27 Lang Chem Tech Prod Mittel zur duengung und bindung von saeuren, aluminium und schwermetallen auf insbesondere durch saure niederschlaege geschaedigten boden und ein verfahren zur duengung und bindung von saeuren, aluminium und schwermetallen auf boeden
EP0222882B1 (de) 1985-05-09 1991-12-11 Sotac Corporation Verfahren zur entsalzung und rehabilitierung bewässerter böden
EP1304200B1 (de) 2001-10-16 2009-07-22 DSM Fine Chemicals Austria Nfg GmbH & Co KG Verfahren und Vorrichtung zur definierten Zerkleinerung von Polymerisatgelen
DE20202300U1 (de) 2002-02-15 2002-06-13 Hochschule Wismar Fachhochschule für Technik, Wirtschaft und Gestaltung, 23966 Wismar Textiles Flächengebilde zur Entfernung von Salzen aus kontaminierten Medien
US20090217882A1 (en) 2003-07-11 2009-09-03 Dennis Jenkins Dry Bed Agglomeration Process and Product Formed Thereby
DE102008032033A1 (de) 2008-07-07 2010-01-14 E&W Greenland Gmbh Materialverbund und Formkörper aus Polymermaterial und porösem Träger sowie deren Herstellung und Anwendung
US20110044761A1 (en) 2009-08-22 2011-02-24 Yun-Feng Chang Soil remediation through surface modification
US8361185B2 (en) 2010-06-05 2013-01-29 Sri Lanka Istitute of Nanatechnology (PVT) Ltd. Compositions for sustained release of agricultural macronutrients and process thereof
US20170027168A1 (en) 2015-07-27 2017-02-02 Stephan HEATH Methods, products, and systems relating to making, providing, and using nanocrystalline (nc) products comprising nanocrystalline cellulose (ncc), nanocrystalline (nc) polymers and/or nanocrystalline (nc) plastics or other nanocrystals of cellulose composites or structures, in combination with other materials
DE102015010041A1 (de) 2015-08-01 2017-02-02 WindplusSonne GmbH Terra Preta Humanidade, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung
CN107021813A (zh) * 2017-04-14 2017-08-08 高青山 一种晚稻种植用中药发酵有机缓释肥及其制备方法
CN106986705A (zh) * 2017-05-06 2017-07-28 安徽帝都农业生态园有限公司 一种复合肥及其制备方法

Non-Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
G. K. JATAV; R. MUKHOPADHAY; N. DE: "Characterization of Swelling Behaviour of Nanoclay Composite", INTERNATIONAL JOURNAL OF INNOVATIVE RESEARCH IN SCIENCE, ENGINEERING AND TECHNOLOGY, vol. 2, no. 5, pages 1560 - 1563
H. G. HIRSCHBERG: "Handbuch Verfahrenstechnik und Anlagenbau Chemie, Technik", 2013, SPRINGER, pages: 623
J. HÖPFNER; C. KLEIN; M. WILHELM: "A novel Approach to Seawater Desalination using Polymeric Hydrogels", MACROMOLECULAR RAPID COMMUNICATION, vol. 31, 2010, pages 1337
SALMANG; SCHOLZE: "Keramik", 2006, SPRINGER, pages: 539
SASCHA HAHN: "Ein italienisches Chorgestühl aus dem Ende des 15. Jahrhunderts im Kunstgewerbemuseum Berlin", FACHHOCHSCHULE POTSDAM, 12 August 2010 (2010-08-12)
ULLMANN: "Enzyklopädie der technischen Chemie", vol. 17
URBAN; SCHWARZENBERG, WILHELM FOERST, pages 468
WINNACKER-KÜCHLER: "Anorganische Technologie II", CHEMISCHE TECHNOLOGIE, vol. 2, 1959, pages 385

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111234839A (zh) * 2019-03-28 2020-06-05 杨霞 一种降低土壤酸性的生物型土壤调理剂的制备工艺
CN111234839B (zh) * 2019-03-28 2020-12-01 苏州鱼得水电气科技有限公司 一种降低土壤酸性的生物型土壤调理剂的制备工艺
CN110140466A (zh) * 2019-07-01 2019-08-20 江苏省水利科学研究院 一种滨海地区防止返盐系统和方法
WO2021184851A1 (zh) * 2020-03-18 2021-09-23 江苏福砳生物环保科技有限公司 一种土壤修复剂及其制备方法
IT202000009649A1 (it) * 2020-05-04 2021-11-04 Almalana S R L Prodotto fertilizzante inodore azotato comprendente humus di origine organica e naturale
CN113444528A (zh) * 2021-07-20 2021-09-28 辽宁顺屹农业科技有限公司 一种土壤改良剂及其制备方法
CN114713623A (zh) * 2022-03-23 2022-07-08 华中农业大学 植酸强化联合磷肥提高蜈蚣草砷、镉富集能力的方法
CN114713623B (zh) * 2022-03-23 2024-02-27 华中农业大学 植酸强化联合磷肥提高蜈蚣草砷、镉富集能力的方法
WO2023211437A1 (en) * 2022-04-28 2023-11-02 Earth's Blue Aura, Llc Method for biochemical transformation of wasteland into farmland
CN115502195A (zh) * 2022-09-16 2022-12-23 浙江乾精新材料科技有限责任公司 一种盐碱地土壤快速修复方法
CN115502195B (zh) * 2022-09-16 2024-01-09 浙江乾精新材料科技有限责任公司 一种盐碱地土壤快速修复方法

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