Verwendung von Kationenaustauschharz

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

Anwendungen von Kationenharzen:

Wasserenthärter – Reduzierung der Wasserhärte

Stark basisches Kationenharz im Natriumgehalt (Na+) wird häufig für Wasserenthärtungsanwendungen im Haushalt, im Gewerbe und in der Industrie verwendet. Nach Angaben der Water Quality Association liegt die Wasserhärte in den Vereinigten Staaten zwischen 1 und 350 Grains (gpg) pro Gallone oder 17,1 bis 5.985 ppm. Die meisten Wässer liegen jedoch zwischen 3 und 50 gpg.

Das Erweichen mit Kationenharz ist eine einfache Austauschfunktion. Die Harzperle ist negativ geladen und zieht positive Ionen an. Wenn es in der Natriumform (Na+) geliefert wird, tauscht das Harz Natriumionen gegen Härteionen – Kalzium und Magnesium. Die Perle wird von diesen Ionen stärker angezogen und tauscht sich leichter mit dem Natrium aus. Sobald das Harz erschöpft ist, wird es mit einer Salzlösung (NaCl) regeneriert. Die Sole überwältigt und setzt das Kalzium und Magnesium aus der Perle frei. Das Harz wird wieder in die Natriumform umgewandelt und ist zur Wiederverwendung bereit.

• Bei einem Gehalt an freiem Chlor über 0,5 ppm oder einem Oxidationsmittel kommt es zur Vernetzung und zur Verkürzung der Lebensdauer des Kationenharzes.

• Bei Anwendungen mit hohem Chlorgehalt und hoher Temperatur ein 10 % vernetztes Gel oder makroporöses Harz verwenden.

Wasserenthärter – Eisen- und Manganentfernung

Das Problem des harten Wassers wird oft durch Verunreinigungen wie Eisen (Rostflecken) und Mangan (schwarze Flecken) verschärft. Eisenwasser hat einen besonderen Geschmack.
 

Eisen 

• Enthärtendes Harz entfernt Eisen oder lösliches Eisen im Wasser.

Die USEPA Secondary Drinking Water Regulations erfordern einen Eisengehalt von weniger als 0,3 ppm.

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

• Bei der Dimensionierung eines Weichmachers ist Eisen zu berücksichtigen – für jeden Teil pro Million (ppm) Eisen fügen Sie 1 Korn Härte hinzu. Beispiel: Wenn die Wasserprobe eine Härte von 5 Grains und 2 ppm Eisen aufweist, würden Sie den Enthärter auf 7 und nicht auf 5 Grains dimensionieren.

• Eisenhaltiges Fe++, nicht Eisenhaltiges Fe+++

Eisen haftet am Kationenharz und lässt sich nicht leicht austauschen. Der regelmäßige Einsatz von Harzreinigern oder Salz mit Harzreinigerzusätzen wird empfohlen.

Wenn Eisen (II) auf Sauerstoff (Luft) trifft, wandelt es sich in Eisen (III) um. Eisen(III) ist unlöslich und hinterlässt die klassischen Rostflecken, die Menschen kennen und die oft fälschlicherweise als Härte bezeichnet werden. Eisen(III) lässt sich am besten durch mechanische Filterung und nicht durch Kationenharz entfernen.

Mangan

• Mangan kann mit Kationenharz reduziert werden.

• Mangan ist oft ein Begleiter 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++.

Entmineralisierung

Ein starkes saures Kation in der Wasserstoffform (H+) in Kombination mit einem starken basischen Anion (SBA) in der Hydroxidform (OH) wird am häufigsten für Entmineralisierungsprozesse wie den Betrieb tragbarer Austauschtanks (PEDI) verwendet. Dabei wird der Wasserstoff gegen Calcium, Magnesium und Natrium ausgetauscht.