Anwendung von Enthärtungsharzen in der Wasseraufbereitung

Wasseraufbereitungsharze werden in kationische und anionische Harze unterteilt. Kationische Harze werden in Natrium- und Wasserstoffharze unterteilt. Natriumharze tauschen Calcium- und Magnesiumionen gegen Natriumionen aus und machen so das Wasser weicher. Dieser Vorgang wird als Wasserenthärtung durch Kationenaustauscherharze bezeichnet. Wasserstoffharze ermöglichen den Austausch von Calcium- und Magnesiumionen gegen Wasserstoffionen zur Wasserenthärtung. Anionenharze enthalten austauschbare Hydroxidionen, die Säureionen im Wasser ersetzen können. Gleichzeitig kann Wasser durch den Einsatz von Anionen- und Wasserstoffkationenharzen in reines Wasser umgewandelt werden.

Ionenaustausch  In der Wasseraufbereitungsindustrie handelt es sich um die Reaktion gleicher Ladungsmolmenge zwischen Ionen im Wasser und Ionen auf einem Ionenaustauscherharz.

Kationische Harze enthalten eine große Anzahl stark saurer Gruppen, wie beispielsweise Sulfonsäure (SO₂O₃), die leicht H₂ dissoziieren und daher stark sauer sind. Nach der Dissoziation des Harzes können die im Harz enthaltenen negativen Gruppen, wie beispielsweise SO₂O₃, andere Kationen in der Lösung adsorbieren. Diese beiden Reaktionen bewirken einen Austausch von H₂ im Harz mit Kationen in der Lösung. Stark saure Harze haben eine hohe Dissoziationsfähigkeit und können in saurer oder alkalischer Lösung dissoziieren und einen Ionenaustausch bewirken. Nach einer gewissen Zeit sollte das Harz regeneriert werden, d. h. die Ionenaustauschreaktion wird mit Chemikalien in umgekehrter Richtung durchgeführt, um die funktionellen Gruppen des Harzes für die Wiederverwendung wiederherzustellen. 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 H₂, um die ursprüngliche Zusammensetzung wiederherzustellen. Diese Technologie wird häufig eingesetzt in  Kationenaustauscherharz zur Wasserenthärtung .