Verwendung von Kationenaustauscherharz

Kationenharz  ist eine negativ geladene Matrix mit austauschbaren positiven Ionen (Kationen). Negativ geladene Ionen sind fest und dauerhaft gebunden – ein Teil der Harzstruktur. Da die Perle negativ geladen ist, werden nur positive Ionen angezogen oder ausgetauscht. Für die Wasseraufbereitung wird das Kationenharz in der Natriumform (Na+) oder Wasserstoffform (H+) verkauft.
 

Kationenharzanwendungen:

Wasserenthärter - Reduzierung der Härte

Stark basisches Kationenharz mit Natrium (Na+) wird häufig zur Wasserenthärtung in Haushalt, Gewerbe und Industrie eingesetzt. Laut der Water Quality Association liegt die Härte des US-Wassers zwischen 1 und 350 Grain (gpg) pro Gallone bzw. 17,1 und 5.985 ppm. Die meisten Wässer liegen jedoch zwischen 3 und 50 gpg.

Die Enthärtung mit Kationenharz ist eine einfache Austauschfunktion. Die Harzperle ist negativ geladen und zieht positive Ionen an. In der Natriumform (Na+) tauscht das Harz Natriumionen gegen Härteionen – Kalzium und Magnesium – aus. Die Perle wird von diesen Ionen stärker angezogen und tauscht sich leicht mit dem Natrium aus. Sobald das Harz erschöpft ist, wird es mit einer Salzlösung (NaCl) regeneriert. Die Salzlösung überwältigt und löst Kalzium und Magnesium aus der Perle. Das Harz wird wieder in die Natriumform umgewandelt und ist wiederverwendbar.

• Ein Gehalt an freiem Chlor über 0,5 ppm oder ein beliebiges Oxidationsmittel führt zur Zersetzung des Kationenharzes und verkürzt seine Lebensdauer.

• Verwenden Sie bei Anwendungen mit hohem Chlorgehalt und hohen Temperaturen ein 10 % vernetztes Gel oder makroporöses Harz.

Wasserenthärter – Entfernung von Eisen und Mangan

Das Problem des harten Wassers wird oft durch Verunreinigungen wie Eisen (Rostflecken) und Mangan (schwarze Flecken) verschlimmert. Eisenhaltiges Wasser hat einen charakteristischen Geschmack.
 

Eisen 

• Durch das Erweichen von Harz wird Eisen(II) bzw. lösliches Eisen aus dem Wasser entfernt.

Die USEPA-Vorschriften für sekundäres Trinkwasser schreiben einen Eisengehalt von weniger als 0,3 ppm vor.

Eisen(II)-Eisen wird oft als „Klarwassereisen“ bezeichnet und kommt häufig im Grund- oder Brunnenwasser vor.

• Bei der Dimensionierung eines Enthärters ist der Eisengehalt zu berücksichtigen – für jeden Teil pro Million (ppm) Eisen addieren Sie 1 Grain Härte. Beispiel: Wenn die Wasserprobe eine Härte von 5 Grain und 2 ppm Eisen aufweist, sollten Sie den Enthärter auf 7 Grain und nicht auf 5 Grain dimensionieren.

• Eisen(III)-Fe++, nicht Eisen(III)-Fe+++

Zweiwertiges Eisen haftet am Kationenharz und lässt sich nur schwer auswechseln. Die regelmäßige Verwendung von Harzreinigern oder Salz mit Harzreinigerzusätzen wird empfohlen.

Wenn Eisen(II) auf Sauerstoff (Luft) trifft, verwandelt es sich in Eisen(III). Eisen(III) ist unlöslich und hinterlässt die bekannten Rostflecken, die oft fälschlicherweise als Härte bezeichnet werden. Eisen(III) lässt sich am besten durch mechanische Filtration entfernen, nicht durch Kationenharz.

Mangan

• Mangan kann mit Kationenharz reduziert werden.

• Mangan ist oft ein Begleitstoff von Eisen und wird auf ähnliche Weise entfernt. Der schwarze oder dunkelbraune Fleck entsteht, wenn die löslichen Manganionen oxidiert und in Mangandioxid umgewandelt werden.

Führen

• Erweichungsharz hat eine starke Affinität zu Blei – Pb++.

Demineralisierung

Stark saure Kationen in der Wasserstoffform (H+) in Kombination mit stark basischen Anionen (SBA) in der Hydroxidform (OH) werden am häufigsten für Demineralisierungsprozesse wie tragbare Austauschtanks (PEDI) verwendet. Dabei wird der Wasserstoff gegen Calcium, Magnesium und Natrium ausgetauscht.