Anwendung von Enthärtungsharzen in der Wasseraufbereitung
Wasseraufbereitungsharze werden in kationische und anionische Harze unterteilt. Kationische Harze lassen sich wiederum in Natrium- und Wasserstoffharze untergliedern. Natriumharze tauschen Calcium- und Magnesiumionen gegen Natriumionen aus und enthärten so das Wasser. Dieser Prozess wird als Kationenaustauscherharz-Wasserenthärtung bezeichnet. Wasserstoffharze tauschen Calcium- und Magnesiumionen Wasserstoff gegenionen aus, um das Wasser ebenfalls zu enthärten. Anionenharze enthalten austauschbare Hydroxidionen, die Säureionen im Wasser ersetzen können. Mithilfe von Anionen- und Kationenaustauscherharzen lässt sich Wasser in reines Wasser umwandeln.
Ionenaustausch
In der Wasseraufbereitungsindustrie ist die Reaktion gleich großer molarer Ladungen zwischen Ionen im Wasser und Ionen an Ionenaustauscherharzen.
Kationische Harze enthalten zahlreiche stark saure Gruppen, wie z. B. Sulfonsäure (SO₄²⁻), die leicht H⁺ abspalten und daher stark sauer sind. Nach der Dissoziation des Harzes können die im Harz enthaltenen negativen Gruppen, wie z. B. SO₄²⁻, weitere Kationen aus der Lösung adsorbieren. Diese beiden Reaktionen führen zum Austausch von H⁺ im Harz gegen Kationen in der Lösung. Stark saure Harze besitzen ein hohes Dissoziationsfähigkeit und können in sauren oder alkalischen Lösungen dissoziieren und einen Ionenaustausch durchführen. Nach einer bestimmten Zeit muss der Harz regeneriert werden. Dabei wird die Ionenaustauschreaktion mit Chemikalien in umgekehrter Richtung durchgeführt, um die funktionellen Gruppen des Harzes für die Wiederverwendung in ihren ursprünglichen Zustand zurückzuversetzen. Beispielsweise wird das oben erwähnte kationische Harz mit einer starken Säure regeneriert. Dabei gibt das Harz die adsorbierten Kationen ab und verbindet sich anschließend mit H⁺, um seine ursprüngliche Zusammensetzung wiederherzustellen. Diese Technologie findet breite Anwendung in …
Wasserenthärtung mit Kationenaustauscherharz
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