Ionentausch
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Beim Ionenaustausch in einer Enthärtungsanlage werden Calcium- (Ca²⁺) und Magnesiumionen (Mg²⁺), die für die Wasserhärte verantwortlich sind, durch Natriumionen (Na⁺) ersetzt. Dieser Prozess reduziert die Gesamthärte des Wassers. Die Enthärtungsanlage enthält ein spezielles Harz, das mit Natriumionen (Na⁺) beladen ist. Dieses Harz hat eine hohe Affinität zu Calcium- und Magnesiumionen.
Hier ist eine detaillierte Beschreibung des Vorgangs:
Austauschprozess
- Hartes Wasser fließt durch das Ionenaustauscherharz
- Die Calcium- und Magnesiumionen im Wasser tauschen ihre Plätze mit den Natriumionen, die an das Harz gebunden sind
- Dadurch werden die Calcium- und Magnesiumionen im Harz zurückgehalten, während die Natriumionen in das Wasser abgegeben werden.
- 2Na⁺ (Harz) + Ca²⁺(Wasser) → Ca²⁺ (Harz) + 2Na⁺ (Wasser)
- 2Na⁺ (Harz) + Mg²⁺(Wasser) → Mg²⁺ (Harz) + 2Na⁺ (Wasser)
Regeneration des Harzes
- Nach einer gewissen Zeit sind die Bindungsstellen des Harzes mit Calcium- und Magnesiumionen gesättigt, und die Effizienz des Harzes nimmt ab
- Das Harz muss regeneriert werden, um wieder effektiv zu funktionieren. Dies geschieht durch Spülen des Harzes mit einer konzentrierten Salzlösung (Natriumchlorid, NaCl)
- Die hohe Konzentration von Natriumionen in der Salzlösung verdrängt die Calcium- und Magnesiumionen vom Harz, die dann mit der Spüllösung weggespült werden
- Nach der Regeneration ist das Harz wieder mit Natriumionen beladen und bereit für den nächsten Zyklus des Ionenaustauschs
- Ca²⁺ (Harz) + 2Na⁺(Sole) → 2Na⁺(Harz) + Ca²⁺ (Sole)
- Mg²⁺ (Harz)+ 2Na⁺ (Sole) → 2Na⁺ (Harz)+ Mg²⁺ Sole)
Vorteile des Ionenaustausches
- Effiziente und nachweislich bewiesene Entfernung von Härtebildnern aus dem Wasser (anders als bei physikalischen Aufbereitungsmethoden)
- Verbesserung der Effizienz von Seifen und Waschmitteln
- Vermeidung von Kalkablagerungen in Rohrleitungen und Geräten
- Energieeinsparungen durch nicht verkalkte Rohrleitungen und Wärmetauscher
- Kosteneinsparung durch weniger Seifen und Waschmittel, sowie Energieeinsparung und Reparaturkosten
- Verbesserte Lebensqualität durch weniger Kalkablagerungen an Armaturen und Duschwänden, sowie ein sanfteres und angenehmeres Haut- und Haargefühl
- Verbesserte Produktionsergebnisse in industriellen Bereichen
Nachteile des Ionenaustausches
- Erhöhte Natriumkonzentration im enthärteten Wasser. Gesundheitlich jedoch unbedenklich, da der Grenzwert von 200 mg/l Natrium gemäß Trinkwasserverordnung (TrinkwV) stets eingehalten wird