Wie funktioniert ein Ionenaustauscher?

Beim Ionenaustauschprozess entfernen Ionenaustauscherharze effizient ionisierte Teilchen aus dem Wasser, indem sie diese gegen H+ und OH- Ionen austauschen. Die Harze setzen sich aus porösen Kügelchen („Beads“) mit einer Größe unter 1 mm zusammen, die aus hoch verknüpften unlöslichen Polymeren mit einer großen Anzahl von Ionenaustauschgruppen bestehen.
 

Wie durch den Ionenaustausch Ionen aus dem Wasser entfernt werden

Die gelösten Ionen wandern in das Harz, wo sie aufgrund ihrer relativen Ladungsdichten (Ladung pro hydriertem Volumen) die Austauschgruppen zu erreichen versuchen.
 
Ionenaustauscher-Beads sind entweder kationisch oder anionisch und tauschen entweder Wasserstoffionen gegen Kationen (d. h. Natrium, Kalzium und Aluminium) oder Hydroxyl-Ionen gegen Anionen (d. h. Chlorid, Nitrat und Sulfat) aus. Das Wasserstoffion des Kationenaustauschers lagert sich zur Bildung von Wasser an das Hydroxyl-Ion des Anionenaustauschers an.
 
Ionenaustauscher-Harzbetten sind als Patronen oder Zylinder erhältlich. Sie werden in der Regel nach einer gewissen Zeit ausgetauscht, wenn die Kationen und Anionen die Mehrzahl der aktiven H+ und OH- Gruppen in den Harzen ersetzt haben.


Vorteile und Einschränkungen

Vorteile:

  • Entfernt gelöste anorganische Ionen und sorgt so für einen Widerstand von 18,2 MΩ-cm (bei 25°C), TOC <1 ppb
  • Regeneration durch Entionisierung mit Säuren und Basen
  • Kostengünstige Wasseraufbereitungslösung

Einschränkungen

  • Bakterien, organische Stoffe, Partikel oder Pyrogene werden nicht effektiv entfernt
  • Begrenzte Kapazität – wenn alle Ionengruppen besetzt sind, werden Ionen nicht länger gehalten
  • Chemisch regenerierte, entionisierte Harze können organische Stoffe und Partikel erzeugen
  • Einweg-Harzbetten erfordern vorbehandeltes Wasser hoher Qualität für einen effizienten und wirtschaftlichen Betrieb


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