Ionenaustauscher & Regeneration

Ist von Ionenaustauschern die Rede, meint man hiermit das Harz, das sich im Inneren der Ionenaustauscherpatrone befindet und oftmals als Harzbett bezeichnet wird. Dieses Spezialharz dient dazu, unerwünschte Ionen aus einer Lösung gegen Ionen gleicher Ladung auszutauschen – deswegen auch der Name „Austauscher“. Die Ionen aus dem Wasser tauschen quasi ihre Plätze mit den Ionen auf dem Harzbett.

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Die im Ionenaustauscher vorhandenen Harze sind irgendwann erschöpft. Ergo können keine Ionen mehr aus dem Wasser aufgenommen werden, was natürlich der Herstellung von vollentsalztem Wasser – auch VE-Wasser genannt – im Wege steht. Durch ein spezielles Regenerationsverfahren kann die Effizienz und Leistungsfähigkeit der Harze jedoch wiederhergestellt werden. Wie oft eine Regeneration stattfinden sollte, lässt sich dabei nicht pauschal beantworten, da hier verschiedene Faktoren eine Rolle spielen, einschließlich der Art des Ionenaustauschers, der Konzentration der im Wasser enthaltenen Ionen und dem Verbrauch des Wassers.

Wie weiter oben beschrieben tauschen die Ionen in der Lösung, die aufbereitet werden soll, die Plätze mit den Ionen auf dem Harz. Irgendwann aber ist auf dem Ionenaustauscherharz kein Platz mehr. Im Rahmen einer Regeneration müssen quasi wieder freie Plätze geschaffen werden. Diesen Vorgang kann man sich vereinfacht in etwa so vorstellen:

Zunächst wird das Harzbett rückgespült, um Schwebstoffe zu entfernen und aufzulockern. Anschließend kommt ein spezielles Regenerationsmittel zum Einsatz, das die Fremd-Ionen, die vom Ionenaustauscherharz aufgenommen und ausgetauscht wurden, verdrängt und gegen Regenerations-Ionen (H⁺- oder OH⁻-Ionen) austauscht. Zum Schluss wird das Ionenaustauscherbett bei regulärer Betriebsgeschwindigkeit so lange gewaschen, bis die angestrebte Wasserqualität erreicht wurde.

Es gibt gleich mehrere Möglichkeiten, um Ionenaustauscher aufzubereiten. Grob wird dabei zwischen zwei Varianten unterschieden: das Gleich- und die Gegenstromregeneration. In der Praxis hat sich das Gegenstromverfahren durchgesetzt, da es anders als das Gleichstromverfahren tatsächlich eine vollständige Regeneration der Ionenaustauscher ermöglicht. Das Regeneriermittel muss hier nicht erst das komplette Harzbett passieren und somit auch verdrängen. Zunächst werden die Schichten mit neuen Ionen beladen, die am wenigsten belastet sind. Die Schichten, die stark belastet sind, erhalten dann die komplette Dosis des Regeneriermittels. Mit dem Gleichstromverfahren ist dies nicht möglich.

Es gibt gleich mehrere Möglichkeiten, um Ionenaustauscher aufzubereiten. Grob wird dabei zwischen zwei Varianten unterschieden: das Gleich- und die Gegenstromregeneration. In der Praxis hat sich das Gegenstromverfahren durchgesetzt, da es anders als das Gleichstromverfahren tatsächlich eine vollständige Regeneration der Ionenaustauscher ermöglicht. Das Regeneriermittel muss hier nicht erst das komplette Harzbett passieren und somit auch verdrängen. Zunächst werden die Schichten mit neuen Ionen beladen, die am wenigsten belastet sind. Die Schichten, die stark belastet sind, erhalten dann die komplette Dosis des Regeneriermittels. Mit dem Gleichstromverfahren ist dies nicht möglich.

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