DE20202300U1

DE20202300U1 - Textiles Flächengebilde zur Entfernung von Salzen aus kontaminierten Medien

Info

Publication number: DE20202300U1
Application number: DE20202300U
Authority: DE
Original assignee: HOCHSCHULE WISMAR FACHHOCHSCHU; Thueringisches Institut fuer Textil und Kunststoff Forschung eV
Current assignee: Hochschule Wismar University Of Technology Bu De; Ostthueringische Materialpruefgesellschaft Fue De
Priority date: 2002-02-15
Filing date: 2002-02-15
Publication date: 2002-06-13
Anticipated expiration: 2012-02-16

Description

[Gebrauchsmusteranmeldung]

[Bezeichnung der Erfindung:]

Textiles Flächengebilde zur Entfernung von Salzen aus kontaminierten Medien

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[Beschreibung]

Die Erfindung betrifft ein textiles Flächengebilde, das als inerte Trägerschicht für salzabbauende Mikroorganismen und zusätzlich als Transportschicht für Wasser und darin gelöste Salze fungiert. Es ist so konstruiert, dass Wasser und die in Wasser gelösten Salze aus einem salzbelasteten Medium in dieses textile Flächengebilde transportiert und gleichzeitig durch Spezifikanten von Mikroorganismenstämmen biologisch abgebaut werden. Das zu sanierende Medium wird somit nicht mit zusätzlichen Substanzen wie z. B. Mikroorganismen inkubiert.

[Stand der Technik]

Schadsalze stellen ein großes Problem beispielsweise an Mauerwerk, in Bausubstanzen u. a. porösen Oberflächen, Erdfraktionen und auch in der Wasseraufbereitung dar. Im Falle von kontaminiertem Mauerwerk intensivieren sie einmal die Feuchtigkeitsaufnahme aus der Luft und zum anderen entstehen Schäden im oberflächennahen Mauerwerkbereich durch ständige Wechsel von Trocknung und Befeuchtung. Voraussetzungen für eine Schädigung sind gegeben, wenn Transportphänomene wirksam werden. Die Ursache für eine Kontamination des Mauerwerks mit bauschädlichen und zerstörenden Salzen sind unterschiedlich. Bei historischen Bauten wurden die Salze beispielsweise oft über Abwässer, tierische Exkremente und Verwesungsprodukte in das Mauerwerk gebracht. Teilweise wurden auch salzhaltige Baustoffe verwendet. In neuerer Zeit führt die Verwendung von Tausalzen und der &ldquor;saure Regen" zur Anreicherung von Schadsalzen in Oberflächen genannter Art. Es ist eine wichtige Aufgabe, geeignete Produkte zu entwickeln, mit denen die Salze aus den Oberflächenmaterialien entfernt oder auf andere Art und Weise unschädlich gemacht werden können.

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Der Einsatz derzeitiger Sanierungsprodukte bei den konventionellen Entsalzungsverfahren für Oberflächen aus Gesteinen und anderen Baustoffen ist methodisch aufwendig und mit einer Reihe negativer Auswirkungen verbunden. Die wohl am einfachsten zu realisierende Entsalzungsmethode ist der Transport der Salze in wässriger Lösung in ein geeignetes Kompressenmaterial. Durch Auflegen einer Kompresse oder eines Opferputzes auf die zu entsalzende Oberfläche wird unter Ausnutzung der Salz- und Feuchtegradienten die Verdunstungszone in den Kompressenbereich verlegt. Durch ständiges Erneuern der ausgetrockneten oder noch feuchten Kompresse (salzspezifisch verschieden) wird dem versalzten Trägermaterial ständig ein gewisser Teil der gelösten Salze entzogen. Ohne einen zusätzlichen Energieeintrag wirkt der Konzentrationsausgleich, der sowohl in das Mauerwerk hinein, als auch zur Oberfläche hin gerichtet sein kann. D. h. es findet eine Überführung des gelösten Salzes von einer höheren zu einer niedrigeren Konzentration statt. Als wirksame Kompressenmaterialien vor allem in der Baudenkmalpflege werden entweder Zellulosefasern oder ein Gemisch aus Bentonit, Zellulose und Sand eingesetzt. Auf dem Markt existieren diesbezüglich eine Vielzahl von Ausführungsarten und -formen. Nach diesem Prinzip arbeitet auch die in der Patentschrift DE 197 06 223 C2 bezeichnete Wandsanierungsplatte, bestehend aus einem einstückigen minerauschen Plattenkörper, der eine Porosität von mindestens 80 Vol.-% und eine hohe Kapillaraktivität hat. Insbesondere zur Sanierung von feuchtem, salzverseuchtem Mauerwerk wird in der Patentschrift DE 195 07 041 C2 eine spezielle Unterputzmatte, welche eine an der Wand zu befestigende, wandseitig hinter-0 lüftbare, dreidimensionale Distanzlage und putzseitig eine auf einer Zwischenlage angeordnete Gitterlage aufweist, vorgeschlagen. Von Nachteil bei dieser Methode ist, dass auf diese Matte ein Neuputz aufgetragen werden muss, so dass das Oberflächenbild insbesondere historisch wertvoller Baudenkma-

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Ie verändert bzw. verfälscht wird. Die Anwendbarkeit dieser Matte ist somit begrenzt.

Generell haben Untersuchungen mit der Kompressenmethode gezeigt, dass sich die Salze nahezu vollständig aus dem Mauerwerk auswaschen lassen. Jedoch sind nicht alle Salzarten gleichermaßen mit der gleichen Effektivität entfernbar. Der Wirkungsgrad der Kompresse ist abhängig von deren Schichtdikke, dem Wassergehalt und der Materialzusammensetzung sowie der Porigkeit der zu entsalzenden Oberfläche wie z. B. des Gesteins oder Mörtelsystems. Das Verfahrensprinzip ist sehr aufwendig und insbesondere zeitintensiv, denn es sind meist mehrere Entsalzungsdurchgänge bzw. Kompressenwechsel über einen Zeitraum von mindestens einem Jahr notwendig, bis sich ein sichtbarer Erfolg abzeichnet.

Die Effektivität der Kompressenmethode lässt sich mit dem Injektionskompressenverfahren erheblich verbessern. Im Patent DE 42 27 058 Al wird zum schnellen und vollständigen Entsalzen des Wasserstroms ein elastisches, poröses hydrophiles Schichtmaterial empfohlen, das nach der Entsalzung wiederverwendbar sein soll. Von Nachteil ist, dass dieses Schichtmaterial mittels sogenannter Injektionspacker, die kraftschlüssig in die zu entsalzende Bausubstanz eingebracht werden müssen, befestigt und angepresst werden, um diesen hohen Entsalzungseffekt zu garantieren. Dazu muss ein Raster von Bohrlöchern in das Mauerwerk eingebracht werden. Das bedeutet Verlust an Originalsubstanz. Wenn Mauerwerk mit größeren Sandsteinplatten verblendet wurde, ist diese Befestigungsmethode und damit das spezielle Injektionskompressenverfahren nicht anwendbar. Andererseits muss die Kompressenschicht, wenn sie mit Salzen gesättigt ist, mittels zusätzlicher und spezieller Reinigungsverfahren von den eingewanderten Salzen befreit werden, um erneut einsetzbar zu sein.

Ein weiteres genutztes Phänomen zur Entsalzung von kontaminiertem Mauerwerk, Gestein und anderen Baumaterialien ist die

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Konvektion. Durch Energieeintrag wird eine Strömung im Porensystem des Gesteins erzeugt und salzbelastetes Wasser wird gegen unbelastetes Wasser ausgetauscht. Triebkraft dieses kapillaren Wassertransports sind Druckgradienten. In der Literatur werden dazu eine Reihe unterschiedlicher Verfahrensanwendungen angegeben, die sich meist nur in der Art und Weise des &ldquor;Heraussaugens" der salzbelasteten Wasserströme aus der zu entsalzenden Oberfläche unterscheiden. Patent DE 41 02 612 beschreibt ein solches Entsalzungsverfahren über konvektiven Wassertransport durch das poröse Medium, mit der die löslichen Salze ausgewaschen werden. Dazu werden an das zu entsalzende Mauerwerk in einem bestimmten Raster schalenförmige Sauggefäße angebracht, die durch Anlegen eines Vakuums an dem Mauerwerk haften. Die Sauggefäße sind so ausgebildet, dass sich am Mauerwerk herunterlaufendes Wasser im oberen Teil des Sauggefäßes aufstauen kann und im unteren Teil direkt an das Mauerwerk herangeführt wird. Bei anderen Verfahrensanordnungen findet ein kombinierter Einsatz von Über- und Unterdruck statt.

Die Entsalzung mit Hilfe des Druckdifferenzverfahrens ist grundsätzlich und mit vertretbaren Zeitaufwand möglich. Nachteile sind jedoch, dass Bohrlöcher in die Entsalzungssubstanz eingebracht werden müssen, das bedeutet Verlust an Originalsubstanz. Weitere limitierende Faktoren sind die gesteinsspezifische Druckanpassung, die Art und Menge der Salzbelastung. Es sind viele aufwendige Arbeitsschritte notwendig.

Andere Verfahren beruhen auf elektrophysikalischen und elektrochemischen Vorgängen, wie in der Patentschrift DD-A-246 334 beschrieben. An den Mauerwerkskonstruktionen bzw. Bauteilen werden Elektrodensysteme, also eine Anode und Katode installiert, an die über eine externe Stromquelle eine Gleichspannung angelegt wird. Unter dem Einfluss eines entstehenden elektrischen Feldes fließt ein Strom, wobei sich

Salzionen zu den entsprechenden Elektroden hinbewegen. Es existieren eine Reihe verschiedener Verfahren, wie AET, ETB oder KERASAN Entsalzungssystem. Allen ist gemeinsam, dass über elektrische Felder lonenströme erzwungen werden. Anionen können so über geeignete Auffänger aus dem Mauerwerk herausgezogen werden. Die Verfahren zeichnen sich durch wechselhaft gute Resultate aus, die sehr von den Baugeometrien, Elektrodenanordnungen, Feuchte- und Salzverhältnissen usw. abhängen. Sie benötigen hochqualifizierte Betreiber und lange Wirkzeiten. Es sind für die Aufnahme der Elektroden meist umfangreiche Bohrungen in das zu sanierende Medium Trägermauerwerk notwendig.

Es ist weiterhin bekannt, ungünstige Eigenschaften in kontaminierten Medien , wie porösen Baustoffen, Mauerwerken und dergleichen Materialien durch Infusion oder Injektage von geeigneten Substanzen zu verbessern und eingetretene Schäden und, Folgeschäden zu beheben bzw. zu mildern. Die betreffenden flüssigen oder gasförmigen Substanzen werden entweder drucklos oder unter schwachem bis mittleren Überdruck in die zu sanierenden Materialien eingebracht. Im Patent DE 29 19 106 Al wird ein geignetes Verfahren zur Durchführung von Injektagen an porösem Mauerwerk, Sand, natürliche Böden, Holz und dergleichen beschrieben. Es ist u. a. dadurch gekennzeichnet, dass als Injektsubstanzen Reagenzien oder Lösungen von Reagenzien zur Salzumwandlung verwendet werden. Bisher sind jedoch keine Untersuchungsergebnisse bekannt, inwieweit dieses Verfahren erfolgreich bei der Entsalzung von Mauerwerk eingesetzt werden kann. Von entscheidendem Nachteil ist auch hier das Einbringen von Injektionslöchern in die zu sanierenden Oberflächen. Vielfach handelte es sich bei diesen Injektagen um umweltschädigende Substanzen.

Bis heute gibt es noch keine Entsalzungsprodukte und Methoden mit universellem Charakter. Alle bisherigen Produkte und Verfahren zur Mauerwerksentsalzung sind nur situationsbezogen

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anwendbar und weisen Vor- und Nachteile auf. Zur Erzielung ausreichender Entsalzungsergebnisse sind in der Regel aufwendige Arbeitsschritte notwendig, in Einzelfällen sind sogar Eingriffe in das Trägermaterial oder auch der vollständige Abriss des betroffenen Bauwerkes notwendig.

Die Beseitigung von Schadstoffen spielt auch bei der Sanierung von Böden, Bodenkontaminationen und Abwässern eine große Rolle. Zunehmend werden dafür mikrobiologische Verfahren angewendet. In der Patentschriften EP 0 732 964 Bl wird ein Verfahren zur Dekontaminierung von in Feststoffen oder Flüssigkeiten enthaltenen organischen Schadstoffen mittels Mikroorganismen beschrieben. Ein mikrobiologisches Verfahren zur Denitrifizierung von Wässern im Wasser- und Trinkwasserbereich wird in der Patentschrift DE 37 11 598 Al erläutert. Ausgewählte Spezies von Bakterien und Pilzen in flüssiger Form und optimierter Rezeptur und Verfahrensanwendung werden genutzt, um &zgr;. B. verseuchte landwirtschaftliche Flächen zu sanieren, Schadstoffbelastungen in kontaminierten Erdbodenmaterial, Eisenbahnholzschwellen, oder Bodenwässern zu minimieren. Entsprechend der Patentschrift EP 0228 626 B2, Verfahren zur Bodenkontaminierung mittels Mikroorganismen, wirkt als Biokatalysator zusätzlich ein Trägermaterial aus der Gruppe Aktivkohle, Zeolith und Silicagel, das mit den Mikroorganismen vor oder nach Einbringen in den Boden eingelegt wird.

Als inerte Träger von Mikroorganismen eignen sich insbesondere auch textile Produkte. Sie verfügen über eine sehr große Oberfläche, die für die Besiedelung notwendig ist. In der 0 Literatur werden verschiedene Anwendungsfeider des Einsatzes textiler Produkte als Träger oder Anzuchtmaterial für Mikroorganismen aufgeführt.

Bei der Abwasserbehandlung werden textile Tauchkörper aus Synthesefasern eingesetzt, die als Nährboden für biologische

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Prozesse bei der Abwasserreinigung dienen. Das Ringlace-System von Grünbeck und das Ökoband-System von lncotex bieten mit dem inerten Trägermaterial den Mikroorganismen die Möglichkeit, in den Belebungsbecken eine Biomasse in sehr hohen Konzentrationen aufzubauen und die Bildung von Überschussschlamm zu minimieren.

Ohne umweltbelastende Chemikalien kommt ein in Japan entwikkeltes Wasserreinigungsverfahren aus, das auf biologischem Wege stehende und fließende Gewässer reinigt. Die Biokontaktfilter bestehen aus einem offenen Raschelgewirke. Nachdem sich die Filter vollgesetzt haben, können sie entnommen, gereinigt und wieder eingesetzt werden. TBR Co., Ltd. hat ein Kontaktmaterial in Kordausführung, Bio Cord, entwickelt, mit dem Flüsse ohne Anwendung von Chemikalien auf natürliche Weise gereinigt werden können. Bio Cord besteht aus einem speziellen Seil als Cordseele, aus dem zahlreiche Fäden aus Vinylon oder Polypropylen in ringförmiger Anordnung herausragen.
Für die Sanierung stark organisch verschmutzter Gewässer wurden sogenannte Biomatten aus Polyester Monofil in einem Schlammteich, der aufgrund anaerober Fäulnis Methan und geruchsintensive Gase emittiert, getestet. Als Aufwuchsfläche für aerobe Mikroben wurde die überbaute Schlammfläche mit einer Biomatte aus einem Abstandsgewirke überdacht. Dabei handelt es sich um ein dreidimensionales Gewirke aus Trevira-Monofil mit wabenförmigen Strukturen und geraden Distanzfäden.

Für die Besiedlung mit Mikroorganismen oder als katalytisches Material für die Abwasserreinigung hat die Fa. Wilhelm Langendorf, Marktrodach im Patent DE- 4125319 textile Breitware, die nebeneinander, streifenförmig angeordnet und durch Bewuchsstreifen miteinander verbundenen ist, empfohlen. Diese Streifen weisen zur Befestigung oben Ösen auf und werden unten mit Gewichten beschwert bzw. befestigt. Am Lehrstuhl

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für Mikrobiologie der Fakultät für Naturwissenschaften der Masaryk Universität in Brunn, Tschechische Republik, wurden Versuche durchgeführt, den Hefepilz Y. lipolytica Wl für den kontinuierlichen biologischen Abbau von Abfallölen einzusetzen. Als Besiedlungsmedium dienten dreidimensionale Tauchkörper, die aus linearen synthetischen Textilgebilden Polyester-Ökoband) hergestellt wurden. Der Einsatz von Polyamidnassspinnvliesen bei der Aufbereitung öliger Abwässer ist ebenfalls bekannt. Bei der biologischen Behandlungsmethode wird der natürliche Abbauprozess berücksichtigt. Zur Erhöhung der Mikroorganismen, welche die Abfallinhaltsstoffe metabolisieren, werden Nassspinnvliese mit großer Oberfläche eingesetzt. Dadurch wird ausreichend Sauerstoff ermöglicht und eine Verstopfung durch zu starken Biofilm verhindert.

Im Agrarbereich sind Vliesstoffe, z.B. eingesetzt als Winterschutzabdeckung, Mulchen und Direktabdeckungen zum Schutz von Gemüse und Obst gegen klimatische Einflüsse, weit verbreitet. Neben dieser Schutzwirkung werden gleichzeitig die Mikroorganismen im Boden aktiviert, die Wasserverdunstung vermindert und der Wirkungsgrad erhöht.

Diese Anwendungsbeispiele zeigen, dass für inerte textile Träger bevorzugt die synthetischen Polymere Polypropylen, Polyester, Polyamid und deren hochfeste Typen eingesetzt werden. Dafür sprechen insbesondere die bekannten vorteilhaften Eigenschaften wie die große Oberfläche, hohe biologische Beständigkeit, guter Nährboden für biologische Prozesse, günstiger Preis, problemlose Verarbeitung zu textlien Flächen. Einfach und kostengünstig in der Flächenherstellung sind vor allem mechanisch verfestigte Vliesstoffe. Sie bieten 0 zusätzlich den Vorteil einer weiteren Vergrößerung der Oberfläche (dreidimensionale Struktur, offen, gut durchströmbar) und können nach dem Reinigen erneut mehrfach eingesetzt bzw. genutzt werden.

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Der Einsatz von Mikroorganismen könnte in der Zukunft auch zu interessanten Applikationen in der Bauwerkserhaltung führen. Analog der Nitratbelastung bei der Wasseraufbereitung kann auch Mauerwerk stark mit Nitraten kontaminiert sein. Mikrobiologische Maßnahmen zur Nitratbeseitigung wie sie zur Wasseraufbereitung Anwendung finden (wie oben und z. B. in DE 36 01 669, DE 36 05 962, CZ 183 080, CZ 253 810 beschrieben) sind auf Feststoffe nicht vollständig übertragbar, da diese Verfahren in Bioreaktoren unter strenger Kontrolle der Außenbedingungen und als kontinuierliche Prozesse verlaufen. Die Umwandlung von Salzen bauschädigender Natur in wenig oder nicht schädigende Salze bzw. in gasförmige Komponenten durch Redoxvorgänge vorzunehmen, gelingt durch geeignete Mikroorganismen. So können bestimmte anaerobe Organismen Anhydrit CaSO₄ in Calcit CaCO₃ umwandeln oder Nitrate zu Stickstoff, Ammoniak oder NO reduzieren. Im Patent DE 38 18 777 Cl wird ein Verfahren zur zerstörungsfreien Entfernung von Salzen, insbesondere Nitraten, aus Gesteinen mittels nitrifizierenden Bakterien beschrieben. Durch die Nutzung der bereits in einem anderen Patent DE-OSA 36 04 912 beschriebenen natürlich vorkommenden nitrifizierenden Bakterien im Gestein von Bauwerken, und/ oder die geeignete Beimpfung mit nitrifizierenden Bakterienwerden Nitrate ohne Zerstörung des Gesteins eliminiert. Nachteil dieses Verfahrens ist, dass die Salzabbauvorgänge in der zu sanierenden Bausubstanz stattfinden. Das Vorkommen nitrifizierender Bakterien im Gestein von Bauwerken ist nämlich nicht nur auf die Oberfläche beschränkt. Es existiert stellenweise eine sehr ausgeprägte Bakterienflora, die tief in das Gestein hineinreicht. Dort, wo sich eine hohe 0 Zahl nitritoxidierender Bakterien ansammelt, wurde messtechnisch nachgewiesen, findet auch eine Anhäufung der Nitrate statt. Günstiger erscheint es, wenn es gelingt, Transportprozesse zu nutzen, um die Salzanhäufung gerichtet und möglichst oberflächennah in der zu sanierenden Substanz wie zum Bei-

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spiel Gestein oder besser außerhalb der Substanz in einer speziellen Materialschicht zu positionieren. Entsprechend nachteilig bei den bisherigen Verfahrensweisen ist weiterhin, dass Bausubstanzen, die nicht über eine genügend hohe Population entsprechender Bakterien verfügen, zusätzlich mit Organismen inkubiert werden (in wässriger Suspension und einschließlich einer speziellen Nährlösung. Zur messtechnischen Erfassung der Bakterienzahl, Salzkonzentrationen bzw. der Abbauraten müssen aus der zu entsalzenden Bausubstanz Proben (durch Bohrlöcher) entnommen werden. Bei historisch wertvollen Bauwerken bedeutet das Zerstörung und Verlust an Bausubstanz .

Darüber hinaus muss für die Nitrateliminierung das zu entsalzende System unter Sauerstoffabschluss gebracht werden. Dazu muss zusätzlich eine Abdeckung (z. B. eine geformte Haube oder spezielle Plane) auf die zu behandelnde Oberfläche über Schraub- und Bolzenverbindungen oder mittels einer zusätzlichen Gasabsaugung - Erzeugter Unterdruck dient dem Ansaugen der Haube. - aufgebracht werden. Forschungsseitig sind in letzter Zeit auch Untersuchungen bekannt, wo für die Nitrateliminierung denitrifizierende Mikroorganismen eingesetzt wurden. Eine Patenterteilung liegt dazu nicht vor.

[Aufgabe der Erfindung]

In Kenntnis des Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Produkt zu schaffen, dass schnell, zerstörungsfrei und umweitschonend Salze aus kontaminierten Medien entfernt, um die genannten Nachteile bekannter Verfahren zu vermeiden. Ziel der Erfindung ist es auch ein kostengünstig herstellbares Produkt zu schaffen. Erfindungsgemäß wurde dazu ein textiles Flächengebilde mit Trägerfunktion für gezielt inkubierte, salzabbauende Mikroorganismen bei gleichzeitiger Transportfunktion für Wasser und darin gelöste Salze entwickelt. Überraschenderweise ist es mit dem erfindungsge-

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mäßem Flächengebilde, bevorzugt Vliesstoff, möglich, Salze aus Gestein oder anderen kontaminierten Substanzen herauszuziehen und mikrobiologisch mit den darin enthaltenen Mikroorganismen umzuwandeln und damit umweit- und substanzschonend und ohne Einsatz umweltbelastender Substanzen kontaminierte Fraktionen zu sanieren bzw. Schadsalze mit hoher Effektivität zu reduzieren. Zusatzeffekt ist, dass es mittels dieser textlien Fläche möglich ist, in nässegeschädigten Bauwerksteilen neben der Entsalzungswirkung auch noch eine Trockenlegung durch Unterbindung von hygroskopischer Wasseraufnahme zu bewirken.

Die erfindungsgemäße Lösung beinhaltet ein textiles Flächengebilde, bevorzugt Vliesstoff, beimpft mit definierten salzabbauenden Mikroorganismenstämmen. Dieses erfindungsgemäße Vlies muss auf die zu sanierende bzw. zu entsalzende Oberfläche (im Bereich der Verdunstungszone) aufgelegt werden, so dass diese während des Vorgangs definiert hinterfeuchtet wird. Die Salze werden in dem vorhandenen und/oder zugeführtem Wasser gelöst und diffundieren in das textile Flächengebilde, wo sie von den Mikroorganismen biologisch abgebaut werden. Dadurch, dass kontinuierlich der sich in der Textilie bildende Salzhorizont abgebaut wird, besteht stets ein hohes Konzentrationsgefälle zwischen der zu entsalzenden Oberfläche (hohe Salzkonzentration) und der Textilie (niedriger Salzgehalt). Dies führt zwangsläufig zu einer hohen Geschwindigkeit des Salztransportes, was gegenüber konventionellen Kompressen einem schnelleren Entsalzungsprozess und damit einer zeitlich geringeren Belastung des Bauwerks entsprechen würde. Liegen keine wesentlichen Salzkonzentrationen in Textilie mehr vor, sterben die Mikroorganismen ab. Die aufgelegten Textilien können ohne Substanz- oder Oberflächenzerstörung abgenommen werden, bei Verschmutzung gereinigt und wieder z. B. auf anderen Oberflächen eingesetzt werden. Das erfindungsgemäße textile Flächengebilde ist vorzugsweise ein Vlies-

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Stoff, mechanisch beispielsweise mit der kostengünstigen Nadelvliestechnik verfestigt. Durch die optimale Auswahl des einzusetzenden Faserstoffs und der Herstellungsparameter für die Nadelvliese sind deren Transportleistung für Feuchte und Salz, der effektive Feuchtedurchgang durch das Textil, die Salzabsorbtion, die Immobilisierung der Mikroorganismen in der Textilie und die Intensität der biologischen Salzumwandlungsprozesse beeinflussbar. D. h. das textile Flächengebilde, beisielsweise ein Nadelvlies, muss folgende Konstruktions- und Eigenschaftsmerkmale aufweisen: ein hoher Anteil kapillaraktiven Porenraum, viele in Transportrichtung ausgerichtete Fasern, eine Schichtdicke zwischen 2 und 15 mm, hohe Resistenz gegenüber auskristallisierenden Salzen, Chemikalien, anderen biologischen Einwirkungen und Witterungseinflüssen. Durch Einsatz synthetischer Faserstoffe werden die bereits genannten Vorteile der hohen mechanischen Stabilität, zerstörungsfreien und Wiederverwendbarkeit garantiert. Materialseitig bietet sich daher der Einsatz von handelsüblichen Polyester- und Polypropylenfasern an. Überraschend ist, dass bereits einfach und kostengünstig herstellbare Nadelvliese mit Flächenmassen von 300g/m² und in Materialdicken von 5 bis 8mm die beschriebene Funktionalität erfüllen und mit Erfolg für Entsalzungsprozesse einsetzbar sind. Ein weiterer Vorteil der textlien Flächengebilde ist ihre Flexibilität. Dadurch passt sich die Textilie leicht unterschiedlichen Oberflächenstrukturen an.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung empfiehlt sich der Einsatz einer nach außen absperrenden feuchteundurchlässigen Folienschicht. Dadurch sollten die mit Mikroorganismen getränkten textlien Flächengebilde die Feuchte wesentlich länger als herkömmliche Kompressen halten können und damit das für die Mikroorganismen notwendige Feuchtemilieu günstig beeinflussen. Bei Außenanwendungen erhöht die Folie die geforderten Beständigkeiten und wirkt somit als

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zusätzliche mechanische Stütz- und Schutzschicht für die textile Fläche. Durch Einsatz perforierter Folie können die Feuchtetransportvorgänge gezielt hinsichtlich Geschwindigkeit und Intensität beeinflusst werden. Konventionelle Kunststofffolien aus Polypropylen erfüllen die geforderten Ansprüchen in hervorragender Art und Weise. Bei kleinen zu entsalzenden Baukörpern genügt zum einfachen Handling, wenn die Folie nur lose auf die Entsalzungstextile aufgelegt wird. Insbesondere bei senkrecht stehendem Mauerwerk und mit den unterschiedlichsten Bauwerksformen sollte die Folie vollflächig, punktuell oder linienförmig (z. b. als Raster oder nur an den Rändern) mit der Textilie verbunden sein. Dazu sind die bekannten Verbundherstellungsverfahren wie beispielsweise Kleben, thermisches Verpressen und Schweißen einsetzbar. Günstig erweist sich ein Randverschweißen mittels Ultraschall, damit die hervorragenden funktioneilen Eigenschaften der Entsalzungstextilie nicht negativ beeinflusst werden.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung können die Trägertextilien für die Mikroorganismen mit zusätzlichen Stützelementen (z. B. eingearbeitete elastische Netze, Bänder, Halteschlingen, Druckluftkissen) ausgebildet werden, um die Textilien in engen Kontakt mit der zu entsalzenden Schicht öder Fraktion bei unterschiedlichem Oberflächenprofil zu bringen. Diese Zusatzelemente können zum Beispiel beim Nadelvliesherstellungsprozess direkt in oder auf die textile Fläche eingearbeitet werden. Kommt zusätzlich die oben beschriebene Folienschutzschicht mit zum Einsatz, werden diese Zusatzelemente bei der Verbundherstellung zwischen Textilie und Folienschicht angeordnet und entsprechend befestigt.

Gegenüber bisherigen Lösungsansätzen für Entsalzungsprodukte oder Mittel zur schnellen, zerstörungsfreien und umweltschonenden Entfernung von Salzen aus kontaminierten -Medien zeichnet sich dieses Produkt in folgenden Punkten aus:

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- Das Produkt ist einfach aufgebaut.

- Es lässt sich einfach mittels Vliesstoff- und Verbundherstellungsverfahren fertigen und bestehenden Nadelvlies- und Verbundherstellungsverfah ren herstellen.

- Die dazu eingesetzten Faserstoffe und Kunststofffolien sind handelsüblich erhältlich und erfordern keine zusätzlichen. Modifikationen.

- Die Mikroorganismenstämme /-gemische sind auf dem Markt verfügbar und unbedenklich einsetzbar.

- Eingesetzt als Sanierungsprodukt dient es zur schnellen,

zerstörungsfreien und umweitschonenden Entfernung von Salzen aus kontaminierten Medien.

- Das mit den Mikroorganismen applizierte Produkt reinigt sich selbst und ist mehrfach wiedereinsetzbar

Das textile Flächengebilde funktioniert wie eine dauerhafte Entsalzungstextilie. D. h., durch die darin stattfindenden mikrobiologischen Salzabbau-/-Umwandlungsprozesse ist das textile Flächengebilde nie von Salzen gesättigt, sondern regeneriert sich immer wieder selber. Es muss daher während des Sanierungsvorgangs nicht ausgetauscht werden.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung werden in den Schutzansprüchen genannt.

Mittels dieses textlien Flächengebildes ist es möglich, umweit- und substanzschonend sowie mit geringem Zeit- und Materialaufwand und ohne Einsatz belastender Substanzen kontaminierte Fraktionen, zu sanieren.

Anwendungsbeispie1e Beispiel 1

Es wurde ein Textil- Kunststoff- Verbund durch Randverschweißen mittels Ultraschall hergestellt. Dazu wurden folgende Schichtmaterialien eingesetzt:

Funktionsschicht	Produktparameter
	Ausgangsmaterial:
Textile Transport -	Faserstoff Polyester
und Trägerschicht	Faserquerschnitt rund
	Faserfeinheit 1,7 dtex
	Schnittlänge 38 mm
	Flächenprodukt = Nadelvlies
	Flächenmasse 300 g/m²
	Einstichdichte 50 E/cm²
	Dicke 7 mm
	Ausgangsmaterial
Folieschutzschicht	Polypropylen
	Fläche = Flachfolie, ohne
	Perforation
	Dicke &Igr;&Ogr;&Ogr;&mgr;&tgr;&eegr;

Die Textilschicht des Verbundproduktes wurde mit 100 ml Suspension eines Gemisches aus denitrifizierenden Laborstämmen (Gemisch aus Bacillus subtilis, Pseudomonas aeruginosa und Paracoccus denitrificans und versetzt mit den Nährstoffen Glycerin und Hefeextrakt) beimpft. Anschließend wurde der gesamte Verbund auf einen nitratversalzenen Modellstein aufgelegt. Die Textilschicht lag auf dem Stein und darüber die Folienschutzschicht. Der Salzmix wurde in 2,0 %iger Konzentration eingesetzt und bestand zu gleichen Teilen aus KNO₃, Ca (NO₃) 2 und NH₄NO₃. Das gesamte Versuchssystem wurde in einem Behältnis mit feuchtem Sand gelagert. Die gleichmäßige Befeuchtung erfolgte mittels einer zusätzlichen Bewässerung. Die Versuchsreihe wurde unter realen Klimabedingungen im Labor durchgeführt.

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Nach 30 Tagen war eine Nitratreduktion von 51,5% nachweisbar. Die Textilschicht des Verbundproduktes wurde mechanisch und chemisch nicht geschädigt und konnte wieder verwendet werden.

Beispiel 2

Dazu wurden in gleicher Art und Weise wie im Beispiel 1 beschrieben die Versuchsanordnung und -durchführung, Versalzung des Modellsteines und Beimpfung der Textilschicht vorgenommen. Verändert wurde der Konstruktionsaufbau des Textil- Kunststoff- Verbundes der Art, dass als textiles Schichtmaterial ein Nadelvlies analoger Faserzusammensetzung wie im Beispiel 1 jedoch in der Flächenmasse 600 g/m² und 8,5 mm Dicke und als Folieschutzschicht eine perforierte Polypropylenfolie eingesetzt wurde. Im gleichen Versuchszeitraum wurde eine Reduktion des Nitratgehaltes von 48 % erreicht. Der Textil - Kunststoff- Verbund konnte wieder eingesetzt werden.

Beispiel 3

Analog Beispiel 1 und 2 wurden die Versuchsmaterialien in die gleiche Anordnung gebracht. Im Unterschied dazu wurden jedoch folgende Schichtmaterialien eingesetzt:

Funktionsschicht	Produktparameter
Textile Transport - und Trägerschicht	Ausgangsmaterial: Faserstoff Viskose Faserquerschnitt rund Faserfeinheit 1,7 dtex Schnittlänge 38 mm Flächenprodukt = Nadelvlies Flächenmasse 600 g/m² Einstichdichte 100 E/cm² Dicke 7 mm
Folieschutzschicht	Ausgangsmaterial Polypropylen Fläche = Flachfolie, mit Perforation Dicke &Igr;&Ogr;&Ogr;&mgr;&tgr;&eegr;

Im gleichen Versuchszeitraum wurde eine Reduktion des Nitratgehaltes von 45 % erreicht. Der Textil - Kunststoff-Verbund konnte jedoch nicht wieder eingesetzt werden, da die textile Schicht aus 100 % Viskose mechanisch und chemisch stark geschädigt war.

1 Bewässerung

2 Feuchter Sand ,

3 Textile Transport- und Trägerschicht mit Mikroorganismen

4 Folieschutzschicht

5 Versalzener Modellstein

6 Strömungsrichtung der in Wasser gelösten Schadsalze

Claims

1. Textiles Flächengebilde zur schnellen, zerstörungsfreien und umweltschonenden Entfernung von Salzen aus kontaminierten Medien, dadurch gekennzeichnet, dass das textile Flächengebilde aus einem Vliesstoff als inerte Trägerschicht besteht, der mit salzabbauenden Mikroorganismen beimpft ist.

2. Textiles Flächengebilde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vliesstoff mit einem hohem Anteil kapillaraktiver Poren ausgestattet ist.

3. Textiles Flächengebilde nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Vliesstoff ein Nadelvlies ist.

4. Textiles Flächengebilde nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Vliesstoff vorzugsweise eine Schichtdicke von 2 bis 15 mm aufweist.

5. Textiles Flächengebilde nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern im Vliesstoff vorzugsweise in Feuchtetransportrichtung ausgerichtet sind.

6. Textiles Flächengebilde nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es vorzugsweise aus biologisch beständigen Faserstoffen, wie beispielsweise Polyester-Polypropylen- oder Polyamidfasern, besteht.

7. Textiles Flächengebilde nackt Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Vliesstoff in seinem Feuchtehalte- und -transportvermögen durch eine außen aufgebrachte feuchteundurchlässige oder teilweise feuchtedurchlässige oder perforierte Folie unterstützt wird.

8. Textiles Flächengebilde nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Vliesstoff durch ein Gewebe mit kapillaraktiven Porenraum ersetzt wird.

9. Textiles Flächengebilde nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der mit salzabbauenden Mikroorganismen beimpfte Vliesstoff oder Gewebe mit zusätzlichen Halteelementen bzw. Stützelementen, wie beispielsweise eingearbeiteten elastischen Netzen, Bändern, Halteschlingen oder Druckluftkissen, ausgebildet ist.