Prinzip des Ionenaustauschs

Kationenharz tauscht gelöste Kationen (Ca, Mg, Na) gegen Wasserstoffionen aus. Anionenharz tauscht Anionen (Cl, SO₄, HCO₃) gegen Hydroxylionen aus. Durch die kombinierte Aufbereitung werden praktisch alle gelösten Salze entfernt, wodurch entmineralisiertes Wasser entsteht.

Systemkonfiguration

Zwei in Reihe geschaltete Druckbehälter – zunächst ein Kationenaustauscher, gefolgt von einem Anionenaustauscher. Das Rohwasser fließt durch das Kationenbett, wo Salze in Säuren umgewandelt werden. Das saure Zwischenprodukt fließt durch das Anionenbett, wo die Säuren neutralisiert werden. Das Produktwasser ist nahezu mineralfrei.

Kationenbehälter

Stark saures Kationenharz in Wasserstoffform. Behälter mit Einlassverteiler, Harzbett mit einer Tiefe von 30–48 Zoll, Freiraum für die Ausdehnung bei der Rückspülung, Auslass-Unterentwässerung. Regeneration mit Schwefelsäure oder Salzsäure zur Wiederherstellung der Wasserstoffform.

Anionenbehälter

Starkbasisches Anionenharz in Hydroxylform. Behälterausführung ähnlich wie beim Kationenharz. Die Regeneration erfolgt mit Natriumhydroxid (Lauge), wodurch die Hydroxylform wiederhergestellt wird. Harz vom Typ I entfernt Siliziumdioxid, Typ II ist wirtschaftlicher für Anwendungen ohne Siliziumdioxid.

Materialzusammensetzung

FRP-Behälter sind während der Regeneration beständig gegen Säuren und Laugen. Interne Verteiler aus korrosionsbeständigen Werkstoffen. Rohrleitungen aus Edelstahl oder Kunststoff. Regenerationsmittelbeständige Ventile und Steuerungen.

Betriebsdruck

Typischer Betriebsdruck: 50–100 psig. Der Druckabfall pro Bett beträgt im sauberen Zustand 10–15 psi und steigt bei Erschöpfung auf 20–30 psi an. Der gesamte Druckabfall im System wird durch eine geeignete Dimensionierung geregelt.

Wasserqualität

Das Zulaufwasser wird vorbehandelt, um Schwebstoffe und Chlor zu entfernen und die Harze zu schützen. Die Leitfähigkeit des Produktwassers liegt typischerweise bei 1–10 Mikrosiemens/cm. Der Siliziumdioxidgehalt liegt bei Verwendung von Anionenharz vom Typ I unter 0,02 ppm. Die Qualität hängt von der Wirksamkeit der Regeneration ab.

Regenerationszyklus

Im Betriebszyklus werden Verunreinigungen durch das Harz zurückgehalten. Durch die Rückspülung wird das Harzbett aufgelockert, wodurch angesammelte Feststoffe entfernt werden. Die chemische Regeneration stellt die Austauschkapazität wieder her. Durch die Spülung wird überschüssiges Regeneriermittel entfernt. Anschließend wird der Betrieb wieder aufgenommen. Die Zyklusfrequenz richtet sich nach der Wasserqualität und dem Durchsatz.

Anwendungen

Kesselnachspeisewasser, pharmazeutische Wasserversorgungssysteme, Reinstwasser für die Elektronikfertigung, Spülwasser für Laborzwecke, Prozessindustrien, die mineralfreies Wasser benötigen, sowie alle Anwendungen, bei denen entmineralisiertes Wasser erforderlich ist.

Kapazitätsberechnung

Das Harzvolumen richtet sich nach der Wasserhärte, dem TDS-Wert und der erforderlichen Produktionsrate. Die typische Austauschkapazität beträgt 20–30 Kilograin pro Kubikfuß für Kationenharz und 15–25 Kilograin für Anionenharz. Bei der richtigen Dimensionierung wird ein Gleichgewicht zwischen Investitionskosten und Regenerationshäufigkeit hergestellt.

Automatisierung

Steuerungssysteme regeln Betriebs-, Regenerations- und Spülzyklen. Die Leitfähigkeitsüberwachung löst bei Durchbruch die Regeneration aus. Durchflusszähler erfassen die verarbeitete Menge. Die automatische Dosierung des Regeneriermittels gewährleistet eine ordnungsgemäße Wiederherstellung.

Leistungsvorteile

Erzeugt hochreines entmineralisiertes Wasser. Bewährte Ionenaustauschtechnologie. Relativ geringe Investitionskosten bei moderaten Reinheitsanforderungen. Einfache Bedienung dank automatischer Steuerung.

Baunormen

Behälter gemäß ASME Abschnitt X für GFK oder Abschnitt VIII für Metall. Rohrleitungen gemäß den geltenden Vorschriften. Umgang mit Chemikalien gemäß den Sicherheitsstandards. Vollständige Dokumentation mit Kapazitätsberechnungen und Regenerationsspezifikationen.

ERGIL-Entmineralisierungsanlagen sorgen für eine zuverlässige Wasserreinigung mittels Zweibett-Ionenaustausch und erzeugen entmineralisiertes Wasser mit geringer Leitfähigkeit für industrielle Anwendungen.