Ionenaustausch

Ein häufig eingesetztes Verfahren ist die Enthärtung mit Ionenaustauscher. Das Wasser strömt durch einen Behälter, der einen Ionenaustauscher enthält. In diesem werden vorwiegend die Ca²⁺– und Mg²⁺-Ionen gegen eine äquivalente Menge Na⁺-Ionen getauscht. Das enthärtete Wasser enthält nun entsprechend mehr Na⁺– und fast keine Ca²⁺– und Mg²⁺-Ionen. Alle übrigen Ionen verbleiben im Wasser.

Die chemische Gleichung für die Enthärtung des Wassers für die Aufnahme von Calciumionen lautet:{\displaystyle \mathrm {2\ R-SO_{3}Na\ +\ Ca_{(aq)}^{2+}\ \longrightarrow \ (R-SO_{3})_{2}Ca\ +\ 2\ Na_{(aq)}^{+}} }Mit R−SO₃X: Grundgerüst eines sulfonierten Harzes.

Die Regenerierung eines erschöpften Kationenaustauscherharzes erfolgt mit einer 8–12%igen Natriumchlorid-Lösung (Regeneriersalz). Bei der Regeneration wird die vom Ionenaustauschharz aufgenommene Härte (Calcium- und Magnesiumionen) gegen die Natriumionen der Salzlösung wieder ausgetauscht und zum Beispiel das Calcium wieder durch Natrium ersetzt. Die Gleichung hierfür lautet:{\displaystyle \mathrm {(R-SO_{3})_{2}Ca\ +\ 2\ Na_{(aq)}^{+}\ \longrightarrow \ 2\ (R-SO_{3})Na\ +\ Ca_{(aq)}^{2+}} }

Die Regenerierlösung wird mit Rohwasser aus dem Behälter des Austauschers gespült und verworfen. Geschirrspüler sind mit solchen Kationentauschern ausgestattet. Das in Geschirrspüler einzufüllende Salz dient also der Regeneration des eingebauten Kationenaustauscherharzes. Bei Enthärtungsanlagen erfolgt die Regeneration oft automatisch, in festen Zeitintervallen, abhängig von der Menge des verbrauchten Wassers oder von der Qualität des aufbereiteten Wassers, welche mit Hilfe des Härteliters beschrieben werden. Da während der Regeneration bei einer Einzelanlage (ein Behälter) kein enthärtetes Wasser zur Verfügung steht, müssen für die kontinuierliche Versorgung mit enthärtetem Wasser sogenannte Doppelanlagen vorgesehen werden. Eine Doppelanlage besteht aus zwei getrennten Behältern mit Kationenaustauscherharz. Diese werden parallel betrieben. Einer der Behälter liefert enthärtetes Wasser, während der zweite regeneriert werden kann.

Quelle: Wickipedia