Ionenaustauscherverfahren

Ionenaustauscherverfahren basieren auf dem Austausch und der Anlagerung von Ionen an Kunstharzen, welche aus organischen Polymeren aufgebaut sind. Diese Kunstharze enthalten funktionelle Gruppen, an welche sich - je nach Art des Ionenaustauschers - Kationen oder Anionen anlagern können. Somit unterscheidet man grundsätzlich zwischen Anionen- und Kationenaustauschern, welche wiederum in schwach und stark basisch bzw. schwach und stark sauer unterteilt werden. Die Anlagerung der Ionen folgt dabei einer Selektivität. So wird am Kationenaustauscher z.B. Fe³⁺ gegenüber Mg²⁺ bevorzugt, Mg²⁺ wiederrum wird gegenüber Na⁺ und H⁺ bevorzugt.

In regenerierter Form liegt ein stark saurer Kationenaustauscher in der H⁺ - Form vor. Somit sind alle funktionellen Gruppen mit H⁺ - Ionen belegt. Wird nun Wasser mit einer Ionenfracht über den Ionenaustauscher gefahren, lagern sich Ionen an den Kationentaustauscherharzen an, welche in der Selektivitätsreihe weiter oben stehen. Das H⁺ - Ion wird dabei freigesetzt. Analog verhält es sich mit einem stark alkalischen Anionenaustauscher, welcher in der regenerierten Form in der OH^- - Form vorliegt. Somit kann bei einer Vermischung von stark sauren Kationenaustauscherharzen und stark basischen Anionenaustauscherharzen eine nahezu vollständige Abtrennung von im Wasser enthaltenen Ionen erreicht werden.

Sind die funktionellen Gruppen im Harz mit den abzutrennenden Ionen besetzt, kommt es zu einem Salzdurchbruch des Harzbetts. Das Harz ist somit erschöpft und muss regeneriert werden. Bei der Regeneration wird  eine Lösung, welche die Ionen, die das Harz in der regenerierten Form haben soll (z.B. H⁺), im Überschuss enthält, über die Ionentaustauscherharze gefahren. Ein paar der im Überschuss vorliegenden Ionen lagern sich trotz der schlechteren Selektivität an den Ionenaustauscherharzen an und verdrängen die Ionen mit einer höheren Selektivität. Durch einen hohen Überschuss an z.B. H⁺ - Ionen gelingt es so, das Ionenaustauscherharz wieder komplett in die regenerierte Form zu überführen.

Unsere typischen Anwendungen für Ionenaustauscherverfahren sind:

• Enthärtung von z.B. Trinkwasser, Prozesswasser
• Entfernung von Ammoniak aus Kondensatsystemen mittels Kationenaustauscher
• Vollentsalzung mittels Mischbettionenaustauscher oder EDI gem. VGB-S-010-T-00 (vormals R 450 L)
• Entfernung von Restfarbstoffen und Salzen aus Prozesslösungen

Separate the best from the rest - Individuelle Verfahrenskombinationen für höchste Effizienz

Ionenaustauscherverfahren werden oft als Polishing-Stufe in einem Gesamtprozess eingesetzt. Durch Ionenaustauscher können effektiv Rest-Ionenfrachten entfernt werden, bei denen die Membrantechnik an ihre Grenzen stößt. Somit stellt die Ionenaustauschertechnologie eine optimale Ergänzung zu unserem Schwerpunkt der Membrantechnologie dar.

In jeder Projektphase die passende Unterstützung

Wir haben Erfahrung mit einer Vielzahl unterschiedlicher Prozessflüssigkeiten gesammelt. Gerne stehen wir Ihnen bei der Auswahl der geeigneten Membran und der optimalen Prozessführung als Anlagenbauer zur Seite! Bei Spezialanwendungen bieten wir Ihnen auch gerne im Rahmen unserer 4 steps 2 separation die Möglichkeit eines Verfahrensscreening bei uns im Labor mit anschließender industrieller Pilotierung an!