Was ist ein Ionenaustauscher
Ionenaustauscher sind Kunstharzkugeln mit einem Durchmesser von 0,4 bis 0,6 mm. Das sogenannte Harz hat die Eigenschaft sich mit Ionendefizit beladen zu lassen und dann in einer Flüssigkeit freie Ionen aufnehmen zu könnnen. Somit werden unerwünschte Ionen, wie Calcium und Magnesium an den Ionenaustauscher gebunden, bis dieser gesättigt und somit erschöpft ist.
Wofür werden Ionenaustaucher eingesetzt?
Ionenaustauscher können zur Enthärtung von Trinkwasser eingesetzt werden oder als Vollentsalzer, der das Zulaufwasser enthärtet und zudem entsalzt. Das daraus entstehende Wasser ist vergleichbar mit destilliertem Wasser, wohingegen sich die Produktionsweise der von einer klassischen Destillation unterscheidet. Der Ionenaustausch ist das weit günstigere Verfahren, um destilliertes Wasser herzustellen. Bei der Destillation werden enorme Mengen an Wärmeenergie benötigt, um das Wasser zum Sieden zu bringen.
Für die Anwendung von VE-Wasser im medizinischen Bereich, ist die Destillation jedoch häufig notwendig, um eine absolute Keimfreiheit gewährleisten zu können. Oft spricht man hierbei von Aquadest oder Aquabidest, wobei das bereits destillierte Wasser erneut durch die Verdampfung und Abkühlung aufbereitet wird.
Was tun, wenn der Ionenaustauscher verbraucht ist?
Ist der Ionenaustauscher erschöpft, also verbraucht, kann er für die einfache Enthärtung selbst mit NaCl (Kochsalz) regeneriert werden. Das Mischbettharz, welches zur Herstellung von vollentsalztem Wasser eingesetzt wird, gibt es als Einwegharz und als regenerierfähiges Harz. Der regenerierfähige Ionenaustauscher muss hierzu an uns eingeschickt werden. Eine Selbstregeneration ist leider nicht möglich, da die Mischbettharze in einem speziellen Verfahren getrennt werden müssen. Sprechen Sie uns an, falls Sie hierzu Fragen haben!
Welche Wasserqualität liefert mir der Ionenaustaucher?
Die Wasserqualität liegt mittels Ionenaustauscher bei einer Gesamthärte von 0° GH sowie einer elektrischen Leitfähigkeit von 0-2 µS/cm. Werden andere Qualitäten benötigt, kann das VE-Wasser auch verschnitten werden.
Für sehr große Bedarfsmengen an VE-Wasser empfehlen wir das Vorschalten einer Umkehrosmoseanlage an den Ionenaustauscher, um dessen Standzeit zu erhöhen. Die Ausbeute kann so das 15-Fache betragen. Sprechen Sie uns bitte an!
Die Ausbeute von Ionenaustauscherharzen kann wie folgt berechnet werden:
Anzahl Liter Mischbettharz x 1250 : die örtliche Gesamthärte des Leitungswassers in °GH = Liter vollentsalztes Wasser
Als Beispiel: 25 Liter Harz x 1250 : 5° GH = 6250 Liter Reinstwasser.
Welche Wassermengen können produziert werden?
Hierüber kann keine 100%-ige Aussage getroffen werden, da zahlreiche Einflussfaktoren berücksichtigt werden müssen.
Als wesentliche Kalkulationsgrundlage ist die Qualität des Speisewassers (Stadtwasser) zu betrachten. Ein Ionenaustauscher leistet mehr VE-Wasser, wenn das Speisewasser bereits geringe Wasserwerte aufweist. Wohingegen hartes Wasser die Ausbeute des Ionentauschers reduziert.
Als zweiten wesentlichen Faktor muss die gewünschte Wasserqualität betrachtet werden. Für Anwendungen bis 100 µS/cm liegt die Ausbeute wesentlich höher, als für Qualitäten kleiner 2 µS/cm.
100 % unter 20 µS/cm
80 % unter 10 µS/cm
55 % unter 1 µS/cm
40 % unter 0,2 µS/cm
Ionenaustauscher können unterschiedliche Leistungen, also Ausbeuten aufweisen. Hierzu muss das Mischungsverhältnis 50:50 oder 60:40, was den Anteil an Kationenharz und Anionenharz angeht, betrachtet werden. Da das Anionenharz in der Herstellung aufwändiger ist, sind dessen Kosten höher. Somit sind Harze mit einem Verhältnis von 50:50 in der Regel günstiger, aber auch mit weniger Ausbeute.
Was wird alles vom Ionenaustauscher entfernt?
Der Ionenaustauscher entfernt Ionen aus dem Wasser. Ionen sind elektrisch geladene Moleküle oder Atome. Diese Ionen könnne positiv oder negativ geladen sein. Positiv geladene Ionen nennt man Kationen und negativ geladene Anionen.
Salze sind kristallisierte Ionen aus einem Gemenge von Kationen und Anionen.
Kalke sind kristallisierte Ionen aus einem Gemenge von Kationen
Ausgefiltert werden zum größten Teil:
- Eisen
- Mangan
- Kupfer
- Nickel
- Sulfat
- Calciumcarbonat
- Kieselsäure
- Salze
- Calcium
- Cadmium
- Quecksilber
- Indium
- Blei
- Zink
- Chrom
- Nitrat
- Kobalt
- Phosphat
- Ammonium
- Kohlensäure
- Silikat
- Silber
- Gold
- Molybdän
- Nickel
Aus was besteht ein Ionenaustauscher?
Ionenaustauscherharze bestehen aus einem Styrol-Divinylbenzol-Polymer. Die bernsteinfarbenen Kunstharzkügelchen mit einer Größe von 0,3 bis 1 mm eignen sich perfekt als Ladungsträger. Das Ionendefizit sorgt für die Filtrierung der Flüssigkeit.
Welche Arten von Ionenaustauschern gibt es?
Kationenaustauscher enthärten und entsalzen Trinkwasser oder Meerwasser. Die elektrische Leitfähigkeit bleibt dabei unverändert.
Anionenaustauscher werden in Kombination mit einem Kationenaustauscher eingesetzt um eine Vollentsalzung zu realisieren.
Mischbettharz ist ein Gemenge aus einem stark sauren Kationenaustauscher sowie einem stark basischen Anionenaustauscher zur Vollentsalzung.
Selektivaustauscher dienen der Nitratentfernung im Trinkwasserbereich oder für technische Anwendungen.
Kann ich die Ausbeute erhöhen, wenn ich eine Enthärtungsanlage vor den Ionenaustauscher vorschalte?
Die Ausbeute errechnet sich anhand der Gesamthärte. Wenn eine Enthärtungsanlage die Gesamthärte reduziert, könnte doch die Ausbeute steigen? Leider nein!
Das Mischbettharz entfernt Härtebildner und Salze. Werden die Härtebildner vorher entfernt, erhöht sich die Leistung nicht, da die Salze unverändert bleiben.
Eine Enthärtungsanlage entfernt lediglich die Härtebildner. Der Salzgehalt ist nach wie vor identisch zu dem Leitungswasser. Da das Mischbettharz, bestehend aus Kationentauscher (entfernt Härtebildner) und Anionentauscher (entfernt Salze) besteht, kann durch eine Enthärtungsanlage keine höhere Ausbeute erzielt werden. Es wird somit doppelt gefiltert. Auch nur mit einem Anionentauscher nach einer Enthärtungsanlage zu arbeiten funktioniert nicht, da der Anionenaustauscher einen stakt sauren Kationenaustauscher als 1. Stufe benötigt. Der Kationenaustauscher müsste mit Salzsäure beladen werden, was eine Enthärtungsanlage nicht ermöglicht.
