Ionentauscher-Technologie: Prinzip, Wartung und Lagerung
1. Prinzip / Funktionsweise
Ionentauscher entfernen gezielt Ionen aus dem Wasser, indem sie diese gegen andere Ionen austauschen, die an einem Harz gebunden sind. Das Verfahren basiert auf elektrostatischem Ionenaustausch und wird in vielen Bereichen der Wasseraufbereitung eingesetzt – von der Enthärtung über Nitratentfernung bis hin zur Vollentsalzung.
- Kationentauscher (H⁺/Na⁺-Form): entfernt positiv geladene Ionen wie Ca²⁺, Mg²⁺, Fe²⁺.
- Anionentauscher (OH⁻/Cl⁻-Form): entfernt negativ geladene Ionen wie NO₃⁻, SO₄²⁻, HCO₃⁻.
Typische Ionentauscher-Varianten
| Variante | Ziel / Zielionen | Harztyp (Beispiel) | Regenerationsmittel | Kontrolle / Grenzindikator | Einsatzbereich |
|---|---|---|---|---|---|
| Enthärtung (Na⁺-Betrieb) | Ca²⁺, Mg²⁺ (Gesamthärte) | Stark saurer Kationentauscher (Na⁺-Form) | NaCl (Sole) | Resthärte (°dH), Leitfähigkeit optional | Trinkwasser- / Betriebswasseranwendung möglich |
| Teilentsalzung / Entkarbonisierung | HCO₃⁻ (Karbonathärte), pH-Stabilisierung | Schwach saurer Kationentauscher (H⁺-Form) | Säure (z. B. HCl) | Alkalität / Leitfähigkeit | Trinkwasser- / Betriebswasseranwendung möglich |
| VE-Wasser (Vollentsalzung) | Alle Ionen (Kationen & Anionen) | Stark saurer Kationentauscher (H⁺) + stark basischer Anionentauscher (OH⁻) oder Mischbett | HCl (Kation), NaOH (Anion) | Leitfähigkeit, Kieselsäure, pH | Betriebswasser |
| Nitrat-Entfernung | NO₃⁻ (ggf. selektiv zu SO₄²⁻) | Selektiver stark basischer Anionentauscher (Cl⁻-Form) | NaCl (Sole) – ggf. optimiert | Nitrat im Filtrat, Leitfähigkeit | Trinkwasser- / Betriebswasseranwendung möglich |
| Sulfat-Reduktion | SO₄²⁻ | Stark basischer Anionentauscher (Cl⁻-Form) | NaCl | Sulfat im Filtrat | Trinkwasser- / Betriebswasseranwendung möglich |
| Arsen-Entfernung (As(V)) | Arsenat | Stark basischer Anionentauscher (Cl⁻-Form) oder Adsorber auf Eisenbasis | NaCl oder Spezialverfahren | As im Filtrat | Trinkwasser- / Betriebswasseranwendung möglich |
| Eisen / Mangan (gelöst) | Fe²⁺, Mn²⁺ | Stark saurer Kationentauscher (Na⁺-Form) | NaCl | Fe/Mn im Filtrat | Trinkwasser- / Betriebswasseranwendung möglich |
| Borat / Silikat-Polishing | H₃BO₃, SiO₂ (Spuren im VE) | Stark basischer Anionentauscher Typ I (OH⁻), Mischbett | NaOH | SiO₂, Leitfähigkeit (µS/cm) | Betriebswasser |
| Mischbett-Polisher | Restleitfähigkeit < 1 µS/cm | Mischbett (H⁺/OH⁻) | HCl + NaOH (getrennt) | Leitfähigkeit, pH | Betriebswasser |
2. Einsatzbereiche
- Trinkwasseraufbereitung (z. B. Enthärtung, Nitratentfernung, Arsenentfernung).
- Prozesswasser in Labor, Medizintechnik, Industrie, Elektronik.
- Nachbehandlung von Umkehrosmose- oder Ultrafiltrationsanlagen.
- Kesselspeisewasser, Kühlwasser, Befeuchteranlagen.
3. Betrieb / Wartung
- Regeneration nach Kapazitätsgrenze oder Qualitätsanstieg im Filtrat durchführen.
- Rohwasserqualität regelmäßig kontrollieren (Leitfähigkeit, Härte, Nitrat, pH, Silikat).
- Leitfähigkeitsmessung, Härteprüfung oder Zielionen-Test je nach Systemtyp.
- Alle 6–12 Monate Sichtprüfung von Ventilen, Dichtungen, Schläuchen und Harzvolumen.
- Ionentauscherharze bei nachlassender Leistung oder Fouling tauschen (typisch nach 5–10 Jahren).
- Leitfähigkeitsmessgerät: Batterie (Knopfzelle) ca. alle 2 Jahre tauschen, Gerät spätestens nach 5 Jahren erneuern.
4. Lagerung
- Harze stets feucht lagern – Originalgebinde geschlossen halten, nicht austrocknen lassen.
- Vor Frost und direkter Sonneneinstrahlung schützen.
- Lagerbedingungen: 5–30 °C, trocken, UV-geschützt.
- Nach längerer Stillstandszeit Harzsysteme mit VE- oder Permeatwasser gründlich spülen.
- Regenerationsmittel getrennt, kühl und belüftet lagern (Sicherheitsdatenblatt beachten).
5. Wiederinbetriebnahme
- Sichtprüfung auf Dichtheit, Füllstand, Ventilstellung und Unversehrtheit.
- System nach Betriebsanleitung befüllen, ggf. Regenerationsvorgang starten.
- Nach Erstspülung Leitfähigkeit oder Härte prüfen – erste Liter verwerfen.
- Bei selektiven Tauschanlagen (z. B. Nitrat) Probe auf Zielion im Filtrat durchführen.
- Messgeräte prüfen und ggf. kalibrieren (Leitfähigkeit, pH, Härte).
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