Anionenharz

Anionenharzanwendungen

Anionenharz wird häufig in Wasseraufbereitungssysteme integriert, um Tannin, Nitrate oder Alkalinität zu reduzieren.

Urbans Aqua hält spezielle Anionenharze für den schnellen Versand bereit.

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In Stock Brands:

Anionenaustauscherharz hat eine positiv geladene Matrix mit austauschbaren negativen Ionen (Anionen). Positiv geladene Ionen sind fest und dauerhaft gebunden. Negativ geladene austauschbare Ionen, in der Regel Chlorid, halten das Harz elektrisch neutral. Da die Perle positiv geladen ist, werden nur negativ geladene Ionen angezogen oder ausgetauscht. Für die Wasseraufbereitung werden Anionenharze in der Chloridform (Cl-) oder der Hydroxidform (OH) verwendet.

• Typ 1 ist mit einer Trimethylaminfunktionalität ausgestattet.
• Typ 2 hat ein anderes Amin, Dimethylethanolamin, DMEA.
  • Typ 2 hat eine viel höhere Kapazität und eine effizientere Regeneration.
  • Typ 2 Harz (nicht NSF-zertifiziert) für industrielle Zwecke kann einen Plastikgeruch abgeben. Dieser Geruch stammt vom eingeschlossenen Amin, das bei der Produktion zurückbleibt.

Anionenharz hat normalerweise eine helle Farbe. Farbunterschiede zwischen den einzelnen Marken haben jedoch keinen Einfluss auf die Leistung des Harzes. Für Trinkwasseranwendungen suchen Sie nach WQA Gold Seal oder NSF-zertifizierten Produkten.

Alle Anionenharze werden durch Chlor beeinträchtigt – Dow Resins empfohlene Höchstwerte für freies Chlor

Gängige Anwendungen von Anionenharzen

PFAS – PFOA, PFOS & genX

Per- und Polyfluoralkylsubstanzen (PFAS) sind eine Gruppe von künstlich hergestellten Chemikalien, zu denen PFOA, PFOS, GenX und viele andere Chemikalien gehören. Um diese aufkommende Verunreinigung zu bekämpfen, hat Purolite eine neue Reihe von Ionenaustauscherharzen entwickelt.

• Purolite A592E (Wohnbereich) Purolite A592E
• Purolite A694E (Gewerbe- und Industriebereich) Purolite PFA694E

Nach Angaben von Purolite sollte ein richtig konzipiertes PFAS-Reduktionssystem länger halten und weniger Platz benötigen als ein gleichwertiges Aktivkohlesystem. Dies gilt insbesondere für Anwendungen mit größeren Durchflussmengen.

Merkmale

• Braucht weniger Platz auf dem Boden.
• Verlängerte Lebensdauer
• Die Leerbettkontaktzeit (EBCT) für das Harz beträgt 3 Minuten im Vergleich zu Aktivkohle mit 7 Minuten.

Konstruktion &Installation

• Da es sich um ein Ionenaustauschprodukt handelt, muss unbedingt auf konkurrierende Ionen getestet werden. PFAS-Entfernungsinformationen, die für die Kapazitätsbewertung und die Systemauslegung erforderlich sind
• Alle Kohlenstoff- und Harztanks sollten in einem Abwärtsstrom verlegt werden
• Alle Installationen sollten einen 5-Mikron-Vorfilter enthalten.
• Zwei Behandlungsbehälter, die in einer Lead-Lag-Konfiguration verlegt sind.
• Probenentnahmeanschlüsse vor, zwischen und nach den Behandlungsbehältern.
• Wenn möglich, wird ein Wasserzähler empfohlen, um die verbrauchten Gallonen zu zählen.
• Nachbehandlung mit einem kleinen Kohlefilter, um den Restgeruch des Harzes zu reduzieren.
• Purolite A592E-Harz ist nicht regenerierbar und nur für den einmaligen Gebrauch bestimmt.

Entsorgung

• Die ordnungsgemäße Entsorgung von Aktivkohle und Harz, die zur Behandlung von PFAS verwendet werden, ist immer wichtig.
  • Kleine Mengen von POE-Harzen für Privathaushalte können über den normalen Müll entsorgt werden, aber erkundigen Sie sich vorher bei Ihrer örtlichen Behörde.
  • Große Mengen des verbrauchten Harzes können von einem zugelassenen Abfallentsorger verbrannt werden.

Reduktion organischer Stoffe (Tannine, Häm-Eisen)

Tannin, auch als TOC (total organic carbon) oder organische Stoffe bezeichnet, ist ein Sammelbegriff für Wasser, das nicht klar ist. Organische Stoffe können komplexe molekulare Strukturen aufweisen, was ihre Entfernung aus der häuslichen Wasserversorgung zu einer schwierigen und manchmal frustrierenden Herausforderung macht. Spezielle Anionen-Ionenaustauscherharze können jedoch verwendet werden, um organische Stoffe zu adsorbieren und ihre Auswirkungen auf das Wasser wirksam zu beseitigen. Tannin kann Eisen oder Farbkörper enthalten. Die Farbe des Wassers kann jahreszeitlich bedingt kommen und gehen. Für ein erfolgreiches Ergebnis wird eine Konsultation mit den Fachleuten von Urbans Aqua dringend empfohlen.

• Die Tanninarten variieren je nach geographischer Lage. Aus diesem Grund führt Urbans Aqua eine Vielzahl von Purolite-Anionenharzen.
  • Tanex Tanex Bulletin
  • A-850 A850 Bulletin
  • A-860 A-860 Bulletin
  • A-502P A502P Bulletin
• Bei Verbindungen mit hohem Molekulargewicht verwenden Sie makroporöses Anionenharz Typ 1.
• Organische Substanzen, insbesondere Gerbstoffe und organisch gebundenes Eisen, sind in fast allen Wasserversorgungen zu finden.
• Zwei Hauptkategorien von Gerbstoffen oder organischen Substanzen: Huminsäuren & Fulvosäuren
• Die Farbe von tanninhaltigem Wasser variiert von gelb bis zu dunkler Teefarbe.
• Organische Stoffe haben eine leichte negative Ladung, so dass sie mit Anionen reagieren, indem sie Chlorid austauschen. Es kommt zu einem Anstieg der Chloride, für die eine sekundäre Trinkwassernorm von 250 ppm gilt.
• Um Fischgeruch zu vermeiden, verwenden Sie gespültes Anionenharz in Trinkwasserqualität. Der fischige Geruch von Anionenharz, insbesondere in der Hydroxidform (OH), ist auf die Freisetzung von Aminen aus dem Harz zurückzuführen. Dow Resins Anion Resins Odor
• Regenerieren Sie häufig mit 8-10 lbs. per cubic foot, um die organische Verschmutzung des Harzes zu reduzieren.
• Kationenharz zur Enthärtung und Anionenharz zur Tanninreduzierung können in einem Tank gemischt werden, um Platz zu sparen. Beachten Sie Folgendes:
  • Es kann zur Ausfällung von Kalziumkarbonat kommen.
  • Die Rückspülraten für Kationen- und Anionenharze sind unterschiedlich: 5 gpm pro sq.ft. gegenüber 2 gpm pro sq.ft.
    • Verwenden Sie das obere Sieb, um Harzverluste zu vermeiden.
  • Vorbehandeln Sie mit Aktivkohle, wenn der Chlorgehalt hoch ist. Chloramin und Chlor führen zu einer Zersetzung des Harzes und erhöhen die Wahrscheinlichkeit eines aminartigen (fischigen) Geruchs.
  • Anionenharz entfernt Alkalität und der pH-Wert wird während des Betriebszyklus unterdrückt. Eine pH-Einstellung kann erforderlich sein.

Gerbstoffe:

• Gerbstoffe sind ein Nebenprodukt der verfaulten Vegetation. Verrottete pflanzliche und tierische Stoffe produzieren Humin- und Fulvosäuren.
• Tannine sind am häufigsten in Küsten- oder niedrig gelegenen Sumpfgebieten anzutreffen. Ihr Vorhandensein trägt zu einem Farbspektrum im Wasser bei, das von gelb bis teefarben reicht
• Obwohl sie kein Gesundheitsrisiko darstellen, sind Tannine in einer Wasserversorgung ästhetisch unangenehm. Ihre gelbe Farbe kann auf Kleidung abfärben und Geruch in Warmwasserleitungen verursachen.
• Gerbstoffe können zur Bildung von Desinfektionsnebenprodukten wie Trihalomethanen (THM) in chlorhaltigen Wasserversorgungen beitragen.

Organisch gebundenes Eisen (Häm-Eisen):

• Eisen kann mit organischen Stoffen einen Komplex bilden, der organisch gebundenes oder Häm-Eisen erzeugt.
• Häm-Eisen kann in Wasser von klar bis hellrosa vorkommen.
• Häm-Eisen ist eine besonders frustrierende Substanz, da es sich als Eisen tarnt und mit herkömmlichen Oxidationsmedien oder Kationenaustauschern nicht entfernt werden kann. Das liegt daran, dass die organische Substanz das Eisen bindet und einkapselt und damit seine ionischen Eigenschaften verändert.

Eine Untersuchung ist der erste Schritt zu einer wirksamen Behandlung von Wasser mit Tanninen und Häm-Eisen.

• Sie sind möglicherweise die am schwierigsten zu messenden Verunreinigungen, zum Teil weil ihre Konzentrationen je nach Bedingungen wie Dürre, Überschwemmungen oder saisonalen Schwankungen und Anforderungen an die Wasserversorgung schwanken.
• Tannin-Testkits sind von vielen Anbietern erhältlich.
• Ein Testkit für Häm-Eisen ist möglicherweise schwieriger zu bekommen. Außerdem kommt Häm-Eisen in der Regel in Konzentrationen von weniger als 1 Teil pro Million (ppm) vor, was seine Messung noch schwieriger macht.
• Ein umfassenderer Test ist die Messung des gesamten organischen Kohlenstoffs (TOC), der für hochreine Anwendungen sehr zu empfehlen ist.
• Die meisten organischen Testergebnisse werden in ppm ausgedrückt.
• Aufgrund der komplexen Natur von Tannin und Häm-Eisen sollten Händler mehrere Testanwendungen, die gemeinhin als Pilotstudien bezeichnet werden, in ihrem geografischen Gebiet finden. Dies ist die einzige praktische Methode, um das am besten geeignete OT-Harz für Ihr Verkaufsgebiet zu bestimmen.

Design &Installation von Systemen zur Entfernung von organischen Stoffen alias Tanninen

Hersteller von Ionenaustauschern haben Ionenaustauscherharze entwickelt, die Tannine wirksam und wirtschaftlich entfernen. Diese Harze werden gemeinhin als organische Fallen (OT) oder organische Scavenger bezeichnet.

• Alle organischen Fallenharze sind anionisch, und die meisten organischen Stoffe weisen anionische Eigenschaften auf, so dass sie durch Ionenaustausch entfernt werden können. In den meisten Fällen werden Tannine jedoch tatsächlich von der Harzperle adsorbiert und desorbiert.
• Die Adsorptions-/Desorptionsfunktion ist eher ein mechanischer Prozess als ein Ionenaustauschprozess. Stellen Sie sich jedes Harzkügelchen als einen kleinen Schwamm vor. Während sie organische Moleküle aus dem Wasser aufnimmt, quillt die Perle auf. Wenn Salzlake zugeführt wird, zieht sich das Harzkügelchen zusammen und presst die organischen Stoffe aus dem Kügelchen heraus. Einige Harze sind schwammiger als andere.
• Die Kapazität eines organischen Abscheiderharzes ist eine Funktion seiner Wasserrückhaltung – je höher die Wasserrückhaltung, desto höher die Kapazität.
• Die meisten organischen Abscheiderharze haben eine Wasserrückhaltung von 55 bis 64 Prozent.
• Einige OT-Harze mit hoher Kapazität haben eine Wasserrückhaltung von bis zu 75 Prozent und sind damit die leistungsfähigsten. Organische Trap-Harze mit hohem Wasserrückhaltevermögen beeinträchtigen die Integrität der Perlen. Um eine hohe Wasserrückhaltung zu erreichen, müssen die Hersteller Harze mit einer geringeren Vernetzung entwickeln, d. h. mit einer inneren Struktur, die den Harzen ihre Festigkeit verleiht.
• Bei den organischen Fängerharzen mit der höchsten Kapazität ist die Lebensdauer leider geringer. Außerdem sind Harze mit hoher Wasserrückhaltung am teuersten, in einigen Fällen kosten sie 50 Prozent mehr als OT-Harze mit Standardkapazität.

Organische Abscheidersysteme – funktionieren und ähneln dem durchschnittlichen Haushaltswasserenthärter.

• Wählen Sie ein Qualitätssteuerventil, mit dem Sie die Regenerationszykluszeiten programmieren können.
• Die meisten Harzhersteller empfehlen Durchflussraten von 1 bis 4 Gallonen pro Minute pro Kubikfuß (gpm/cf). Dies mag ein wenig konservativ sein, aber nutzen Sie Ihren gesunden Menschenverstand bei der Dimensionierung und Schätzung der Betriebsanforderungen Ihrer Anwendung.

Organische Zweibettabscheidersysteme

Da die Durchflussraten in vielen Haushalten intermittierend sind, kann der durchschnittliche Haushalt zu verschiedenen Tageszeiten nur eine Spitzendurchflussrate von 6 gpm haben. Daher wird für ein durchschnittliches OT-System nicht mehr als 1 cf des Bettes benötigt. In manchen Situationen verzichten Händler auf die Kosten für ein separates OT-System und stellen ein Zweibettsystem her, indem sie nur ein Drittel (1/3) eines Kubikfußes OT-Harz auf ein Kationenbett legen.

• Ein Zweibettsystem ist möglich, weil OT-Harze viel leichter sind als Kationenharze und oben im Bett verbleiben.
• Bei Verwendung eines Zweibettsystems sollte die Rohwasserhärte nicht mehr als 15 Grains pro Gallone und die Alkalinität nicht mehr als 250 ppm betragen. Hohe Härtegrade können einen Bikarbonatniederschlag erzeugen, der das Kationenharz beschichtet und es unbrauchbar macht.
• In einem Aufstrom-Sole-System bildet sich der Niederschlag auf dem oberen Sieb und den Steuerventilen, wodurch der Wasserdurchfluss möglicherweise verringert wird.

Einzelbett-Systeme mit organischen Fallen

Ein Zweibett-System wird nicht empfohlen, wenn der Eisengehalt mehr als 3 ppm beträgt.

• Ein Einzelbett-System mit organischen Fallen sollte nach dem Wasserenthärter und dem Eisenentfernungssystem installiert werden.
• pH-Werte über 8,0 sollten vermieden werden, da OT-Harze in einer leicht sauren Umgebung besser funktionieren.
• In jedem Systemdesign wird ein oberes Verteilersieb empfohlen, um ein Rückspülen des Harzes zum Abfluss zu verhindern, besonders wenn Sie OT in einem Doppelbett verwenden.
• OT-Harze reichen von 16 bis 50 mesh. Wählen Sie ein Verteilersieb mit einer Maschenweite von 0,010 bis 0,013 (Industriestandard).
• Eine Kiesunterlage wird ebenfalls empfohlen, um die Verteilung und die Durchflussraten zu verbessern. Verwenden Sie 1/4 „x1/8“ oder 1/16 „x1/8“ Kies.

Solekreislauf

Der wichtigste Aspekt bei der Gestaltung eines OT-Systems ist der Solekreislauf. Die meisten organischen Stoffe, wie z.B. Tannine, brauchen viel länger, um von der Harzperle zu eluieren.

• Die Mindestdauer, die die Sole im Bett verweilen sollte, beträgt 30 Minuten.
• Nicht mehr als 10 Pfund Salz sind erforderlich, um 1 Kubikfuß OT-Harz zu regenerieren.
• OT-Harze müssen häufig gesalzen werden (mindestens alle drei Tage), daher sollten bedarfsgesteuerte Regelventile vermieden werden.
• Wenn möglich, programmieren Sie den Salzzyklus so, dass er nach 20 Minuten „abreißt“. Dadurch hat die Sole die Möglichkeit, die organischen Stoffe aus dem Harz zu eluieren. In manchen Systemen ist das Abwürgen der Sole unmöglich oder unnötig, aber es wird empfohlen, wenn es in Ihr System eingebaut werden kann.
• Verwenden Sie den kleinstmöglichen Injektor. Ein kleinerer Injektor ermöglicht es der Sole, länger im Harzbett zu verweilen.

Potenzielle Probleme bei der Verwendung von organischen Fallenharzen (Tanninharzen):

Schwefelähnliche Gerüche – Wenn Kunden einen schwefelähnlichen Geruch ausschließlich aus ihren Heißwasserleitungen wahrnehmen, liegt das Problem höchstwahrscheinlich bei sulfatreduzierenden Bakterien. Durch die Anwendung eines OT-Systems als Doppelbett oder als separates System wird der Geruch beseitigt.

• Theoretisch entzieht die Fähigkeit des Harzes zur Entkalkung den Bakterien ihre Sulfatmahlzeit, wodurch der Schwefelgeruch im Wasser beseitigt wird.
• Denken Sie daran, dass dies nur funktioniert, wenn der Geruch im heißen Wasser festgestellt wird.

pH – Anionenharze haben eine schwache Entkalkungsfähigkeit. Wenn Sie eine niedrige Alkalinität < 50 und einen niedrigen TDS < 100 haben, kann der pH-Wert des Wassers um einen ganzen Punkt fallen. Dafür gibt es keine einfache Lösung. Achten Sie darauf, den pH-Wert im Rahmen des Pilotversuchs zu überprüfen. Je nach Ergebnis müssen Sie möglicherweise einen Säureneutralisator installieren, der den pH-Wert, aber auch die Härte erhöht, oder ein Soda-System, um den pH-Wert zu erhöhen und den Anstieg der Härte zu vermeiden.

Reinigung und Pflege des Harzbetts der organischen Falle

Harzverschmutzung kann durch die regelmäßige Zugabe von Harzreinigern vermieden werden. Allerdings kann auch das sorgfältigste organische Abscheidesystem (OT) irgendwann verschmutzen.

• Die Rückkehr der Farbe im aufbereiteten Wasser ist der beste Hinweis auf ein verschmutztes Harzbett.
• Die Wiederherstellung eines verschmutzten Bettes wird durch die Verwendung von handelsüblichen Harzreinigern wie Phosphor- oder Zitronensäure erreicht.
• Alle Reiniger sollten als warme Lösung angewendet werden (nicht über 95 Grad Fahrenheit). Der Konditionierer sollte vor der Anwendung von Harzreinigern einmal regeneriert werden.
• Wenn Sie die warme Säurelösung (ein Pfund pro Kubikfuß) anwenden, überprüfen Sie regelmäßig den pH-Wert der Abflussleitung.
• Wenn ein signifikanter Abfall gemessen wird, leiten Sie das System um und lassen Sie die Lösung mindestens zwei bis drei Stunden einwirken. Dies sollte der Säure genügend Zeit geben, die Verunreinigungen aus den Harzkugeln herauszulösen.

Wenn das Harz nach mehreren Reinigungsversuchen nicht funktioniert, sollten Sie einen Austausch des Harzes oder eine Neukonstruktion des Aufbereiters in Betracht ziehen und genau darauf achten, warum das System verschmutzt ist.

Nitrate

Obwohl nicht sichtbar, nimmt die Häufigkeit von nitratbelastetem Wasser aufgrund früherer landwirtschaftlicher Praktiken zu.

• Der von der EPA festgelegte Höchstwert für Nitrat liegt bei 10 mg/L als N; der Höchstwert für Nitrit liegt bei 1,0 mg/L als N.
• Die Verwendung eines Point-of-Use-Filters (POU-Filter) bietet keinen ausreichenden Schutz gegen Nitrat/Nitrit-Kontamination. Die USEPA empfiehlt ein Point of Entry (POE) oder ein System für das ganze Haus.
• Nitrate haben schwerwiegende Auswirkungen auf Säuglinge – Methämoglobinämie (Blaues-Baby-Syndrom).
• Ein Anion des Typs 1 oder 2 in Chloridform kann das Problem weitgehend lösen und wird üblicherweise von Gemeinden verwendet, die ihre Abwässer sorgfältig überwachen. Die Wirksamkeit ist abhängig von konkurrierenden Sulfaten.
• Nitratselektive Harze wurden für Anwendungen entwickelt, bei denen ein hohes Verhältnis von Sulfat zu Nitrat vorliegt. Um ein erfolgreiches Ergebnis zu gewährleisten, wird die Verwendung eines nitratselektiven Harzes dringend empfohlen.
• Urbans Aqua führt Purolite A-520E. A520E Bulletin – Nitratselektiv
• Nitratentfernungssysteme sind immer dosiert und bedarfsgesteuert, um den Wasserverbrauch zu überwachen.
• Nitratselektives Harz wird konservativ mit 7.000-10.000 Körnern dosiert. Dies basiert auf dem Verhältnis von Nitraten zu Nitraten plus Sulfaten.
• Nitratharze werden in der Chloridform verkauft und mit Sole regeneriert.
• Harzanion 2014 Nitrat-Nitrit-Faktenblatt
• Klicken Sie hier für nationale Daten zum Nitratvorkommen vom U.S. Geological Survey. USGS – Nitrate
• Stark basisches Anionenharz (SBA), das zur Nitratentfernung verwendet wird, entfernt Alkalinität und kann möglicherweise Kalziumkarbonatablagerungen auf dem Harz und auf benetzten Oberflächen, einschließlich Ventilen, bilden. Es besteht jedoch keine Notwendigkeit, das Wasser vor einer Nitratanlage zu enthärten, bis die Härte 10 Körner überschreitet, selbst wenn die Alkalinität hoch ist. Es wird nicht genug Härte vorhanden sein, um Kesselstein zu bilden
• Was passiert, wenn ein Kunde eine hohe Härte, 12-14 Körner, und Nitrate über den zulässigen Grenzwerten hat und dieser Kunde keinen Enthärter kaufen möchte? Wie wirkt sich die Härte auf das Anionenharz aus?
  • Wie bereits erwähnt, lagert sich Kalziumkarbonat auf dem Harz und den benetzten Oberflächen ab und behindert den Durchfluss.
  • Abflussleitungen können durch die Ablagerungen verstopfen.
  • In Bereichen mit hoher Hitze, wie z.B. in Warmwasserbereitern oder Boilern, kommt es zu Ablagerungen.

Entkalkung

Zur Reduzierung der Alkalinität. „Die Alkalinität ist nicht dasselbe wie der pH-Wert, denn Wasser muss nicht stark basisch (hoher pH-Wert) sein, um eine hohe Alkalinität zu haben.“ (WQA Glossary of Terms Fourth Edition © 2000)

• Die Alkalinität ist ein Maß dafür, wie viel Säure dem Wasser zugesetzt werden kann, ohne den pH-Wert zu beeinflussen.
• Die Alkalinität kann aus Bikarbonatalkalinität, Karbonatalkalinität und, wenn der pH-Wert über 8,3 liegt, Hydroxidalkalinität bestehen.
• Die Entalkalisierung entfernt die Bikarbonatalkalinität, die Karbonatalkalinität und, wenn der pH-Wert über 8,3 liegt, die Hydroxidalkalinität.
• In Wassertestergebnissen wird die Alkalinität als „Bikarbonatalkalinität“ und „Karbonatalkalinität“ angegeben.
• Die Alkalinität wird anhand der Menge an Standardschwefelsäure gemessen, mit der der pH-Wert auf 4,5 gebracht wird. Einfach ausgedrückt: Wie viele Tropfen Schwefelsäure sind nötig, um den pH-Wert auf 4,5 zu senken. Dieser Tropfentest wird in eine Messung der Alkalinität umgewandelt. Dies ist vergleichbar mit dem Tropfentest für hartes Wasser, bei dem jeder Tropfen einen Härtegrad anzeigt.
• Typischerweise ist in Brunnenwasser mit einem pH-Wert unter 8 Bikarbonatalkalität vorhanden.
• Typ 2 Anionenharz in der Chloridform wird zur Entkalkung von Wasser verwendet. Das Chlorid wird gegen Bikarbonat, Karbonat und andere im Wasser vorhandene Anionen ausgetauscht. Wie ein Wasserenthärter wird ein Entkalker mit Salz regeneriert.
• Um zusätzliche Kapazität für die Bikarbonatentfernung zu erhalten, kann dem Soleregenerat Lauge zugesetzt werden.
• Um Fischgeruch zu vermeiden, verwenden Sie gespültes Anionenharz in Trinkwasserqualität.
• Urbans Aqua führt Purolite A-300E. A300E Bulletin

Entkalkung für Privathaushalte zur Senkung des pH-Wertes

• Für die Entkalkung für Privathaushalte ist ein nach NSF 61 zertifiziertes Harz vom Typ 2 erforderlich (Purolite A-300E). Es gibt keinen Restgeruch, da das Harz mit Säure und Lauge versetzt und mit heißem Wasser gespült wird.

• Die Enthärtung wird durchgeführt, um Kesselstein auf Kalzium- und Magnesiumbasis zu verhindern. Diese Kesselsteinbildung besteht aus zwei Komponenten: der Kalzium- und Magnesiumhärte und der Bikarbonatalkalinität (HCO3-1).
• Wenn man Kalzium (Ca+2) und die Bikarbonatalkalinität (HCO3-1) kombiniert, entsteht Kalziumkarbonat (CaCO3), und das ist der Kesselstein, den man dann bildet.
• Indem man eine dieser Komponenten reduziert, verringert man das Potenzial für die Bildung von Kalziumkarbonatablagerungen.
• Alkalinität kann als Bikarbonat, HCO3-1, als Karbonat, CO3-2, und auch als Hydroxid vorliegen.
• In etwa 95 Prozent der Fälle, mit denen wir in der häuslichen Behandlung konfrontiert werden, ist die Alkalinität hauptsächlich Bikarbonat. Es ist weder Karbonat noch Hydroxid.
• Bei einigen Anwendungen mit höherem pH-Wert, bei denen der pH-Wert bei 8 und höher liegt, wird neben dem Bikarbonat auch etwas Karbonat vorhanden sein.
• Die Anwendung eines starken Basenanions vom Typ A300E entfernt diese Alkalität aus dem Wasser.
• Eine Sache, die man im Hinterkopf behalten sollte, ist, dass das Harz mit dem Wasser ins Gleichgewicht kommen will, was bedeutet, dass es die gleiche Konzentration von Ionen auf dem Harz haben will wie im Wasser.
• Beispiel
  • Hohe Alkalinität – >200ppm im Wasser und der pH-Wert liegt bei 8 oder so.
    • Das Harz entzieht dem Wasser genug Alkalinität, um den pH-Wert um eine Einheit zu senken. Er bleibt im neutralen Bereich oder darüber. Es wird keine korrosive Umgebung schaffen, indem es unter 7 fällt.
  • Niedrige Alkalinität – 50 bis 100,
    • Das Harz wird die gesamte Alkalinität entfernen, so dass Ihr pH-Wert bei 5, 5,5 oder 6 liegen wird. Wenn sich Kupfer im Haus befindet, werden Sie anfangen, blaue Flecken zu sehen.

Unabhängig davon, welches stark basische Anionenharz verwendet wird, ist die Kenntnis der Alkalinität zusätzlich zum pH-Wert die einzige Möglichkeit, um festzustellen, ob das Anionenharz einen signifikanten Abfall des pH-Wertes verursachen wird.

• Bei geringer Alkalinität ist ein pH-Gleichgewicht nur schwer zu erreichen.
• Es dauert sehr, sehr lange, bis es zu einem pH-Anstieg kommt, denn bei jeder Regeneration beginnt der Prozess von neuem.

• Ein wichtiger Faktor dabei ist die Selektivität des Harzes für bestimmte Ionen.
  • Kationenselektivität –
    • Bei der Enthärtung hat das Kationenharz eine größere Selektivität für Kalzium und Magnesium und würde eher auf dem Harz sein als Natrium.
    • Calcium und Magnesium stoßen das Natrium ab, wenn es auf das Harz gelangt, so dass das enthärtete Wasser die gleiche Menge Natrium enthält wie die entfernte Härte.
  • Selektivität für Anionen –
    • Wie bei Kationenharzen ist die Selektivität für Ionen eine Funktion des Atomgewichts des Harzes, aber auch der Valenz. Die Selektivität für die meisten Anionenharze ist wie folgt:
      • Sulfat, das zweiwertig ist, hat eine größere Selektivität für das Anionenharz als Bicarbonat, Chlorid und Nitrat, die alle einwertig sind.
      • Wenn Sie mit der Behandlung beginnen, nimmt das Anion alles mit. Man entnimmt Sulfat, Alkalinität und Nitrat und tauscht es gegen Chlorid aus.
      • Mit der Zeit wird das entnommene Sulfat die Alkalinität und das Nitrat, das in der Anfangsphase der Behandlung entfernt wurde, verdrängen.
      • Schließlich, wenn das Harz sich der Erschöpfung nähert, wird es hauptsächlich in der Sulfatform vorliegen, aber es wird wirklich in der Form des Gleichgewichts mit dem Wasser sein.
      • Aber wenn ein Sulfat die Alkalinität abschlägt, werden Sie sehen, dass der pH-Wert wieder steigt. Leider wird dies erst am Ende des Durchlaufs geschehen, so dass Sie etwas tun müssen, um die Entalkalisierung zu verhindern.
    • Was wir normalerweise empfehlen, ist die Verwendung eines Neutralisators oder einer Art chemischer pH-Kontrolle nach dem Anionenharz, um den pH-Wert wiederherzustellen.
      • Die Selektivität von Kationen- und Anionenharzen ist wichtig für die Planung Ihrer Ionenaustauschanwendung. Die Selektivität für Standardanionen und -kationen wird durch die Valenz und das Molekulargewicht der zu entfernenden Ionen bestimmt. Je höher die Wertigkeit, desto höher die Selektivität, und bei gleicher Wertigkeit hat das Ion mit dem höheren Molekulargewicht die höhere Selektivität.
      • Bei der Enthärtung mit einem Kationenharz in Na-Form ist das Harz selektiver für zweiwertiges Ca und Mg, daher der Austausch gegen das einwertige Na auf dem Harz. Da Ca ein höheres Molekulargewicht hat als Mg, hat Ca eine größere Affinität für das Harz als Mg. Das Kation hat eine noch höhere Selektivität für dreiwertiges Al.
      • Bei der Entalkalisierung mit stark basischen Anionen in der Chloridform gelten die gleichen Prinzipien. Die Selektivität ist am größten für zweiwertiges So4 (Sulfat) im Vergleich zu NO3 (Nitrat), HCO3 (Bikarbonatalkalität) und Cl (Chlorid). Aus diesem Grund wird Chlorid durch die anderen Anionen im Wasser ausgetauscht

Es gibt natürlich Ausnahmen. Bei nitratselektiven Harzen, die eine Triethylaminfunktionalität aufweisen, ist dieses Amin für Nitrat selektiver als für Sulfat. In diesem Fall kommt es nicht zu Nitratauswaschungen wie bei Standard-Anionenharzen.

Warum Kesselspeisewasser entkalken

• Ionenaustausch wird verwendet, um Kesselsteinbildung zu verhindern und Korrosion zu kontrollieren.
  • Bikarbonat-Alkalität und Kalzium-Magnesium-Härte bilden zusammen Kalziumkarbonat, das in Industrie-, Gewerbe- und Wohnkesseln zu Kesselsteinbildung führt.
  • Für Industriekessel wird eine niedrige Härte und Alkalität gewünscht. Dies wird durch die Behandlung mit einem Enthärter und Entkalker erreicht.
  • Die Reduzierung von Alkalinität und Härte verringert die Menge der Kesselabschlämmung, so dass nicht so viele Chemikalien für den Kesselstein- und Korrosionsschutz eingesetzt werden müssen.
  • Es gibt noch einen zweiten Vorteil: Wenn dem Kesselspeisewasser keine Bikarbonatalkalinität entzogen wird, fließt diese Alkalinität mit dem Dampf als Kohlendioxid (CO2) ab. Wenn dieser Dampf kondensiert, wird er normalerweise als Kondensat in den Kessel zurückgeführt. Das CO2 im Dampf kondensiert als Kohlensäure und lässt den pH-Wert in einen sauren, korrosiven Zustand sinken.
  • Wie kann ein Wasseraufbereiter die entstehende Kohlensäure bekämpfen? Mit mehr Chemikalien. Sie führen dem Kesselspeisewasser neutralisierende Amine zu, die auch mit dem Dampf überschwappen, um die Kohlensäure zu neutralisieren, wenn sie sich im Kondensat bildet. Der Vorteil davon ist der Korrosionsschutz. Ohne diesen Schutz würden die Rohrleitungen korrodieren, so dass Kupfer und Eisen in das Kondensat zurückkehren würden. Letztendlich gelangt es zurück in das Kesselspeisewasser und zurück in den Kessel, und es kommt zu Kupfer- und Eisenablagerungen im Kessel, was wir vermeiden wollen. Kupfer führt zu Lochfraß an den Kesselrohren und kann letztendlich zum Versagen der Rohre führen.

Bestimmung der Kapazität stark basischer Anionenharze für Entkalker – Berechnung von Kilogramm pro Kubikfuß (KGr/ft3)

• Der Bereich liegt zwischen 4 und 10 Kgr/ft3 oder 4.000 und 10.000 Körnern/ft3. Es gibt Entkalkungskurven in den technischen Datenblättern, aber es ist notwendig, eine Wasseranalyse zu haben.
• Die Entkalkungskapazität des A300E oder eines anderen Anionenharzes vom Typ 2 basiert auf dem prozentualen Anteil der Alkalität aller Anionen im Wasser. Um dies zu bestimmen, müssen Sie Sulfat, Alkalinität, Nitrat und Chlorid kennen.
  • Wenn Sie zum Beispiel eine Kapazitätskurve verwenden und 100 ppm Gesamtanionen und 60 ppm Alkalinität haben, erhalten Sie wahrscheinlich etwa 8.000 Körner pro Kubikfuß.
  • In einer industriellen Umgebung erhalten Sie eine höhere Kapazität, wenn Sie der Sole ein wenig Lauge hinzufügen. Auf den technischen Datenblättern sind dafür separate Kurven angegeben. Die Zugabe von Lauge zum NaCl erhöht die Kapazität um etwa 10-15%.
  • Wenn man zusätzliches Salz hinzufügt, erhält man keine zusätzliche Kapazität – z.B. sind normalerweise 5 Pfund pro Kubikfuß pro Regeneration ausreichend. Eine Aufstockung auf 10 Pfund erhöht die Kapazität nicht. Das Gleiche gilt für Lauge. Das Hinzufügen von mehr als 0,25 Pfund Lauge pro Kubikfuß erhöht die Kapazität nicht.
  • Die Lauge wird getrennt von der Sole in das NaCl-Verdünnungswasser mit einer Chemikalienpumpe zugeführt.
  • Es ist wichtig zu beachten, dass für die Soleaufbereitung enthärtetes Wasser verwendet werden sollte. Andernfalls bildet sich Kalziumkarbonat in der Salzlake. Dies ist besonders wichtig, wenn Sie Lauge verwenden.

Chloridentfernung/Reduzierung

Starke Basenharze in der Chloridform entfernen oder reduzieren keine Chloride. Sie tauschen Chlorid gegen Alkalinität und Verunreinigungen (Nitrat, TOC usw.)

• Im Haushalt verwendetes Anionenharz wird mit NaCl (Salz) regeneriert.
• Wenn Wasser durch ein Anionenharz in Chloridform fließt, tauscht es Chlorid gegen Anionen aus, die eine größere Affinität für die SBA haben – Nitrat, Sulfat usw.
• Wenn das Harz erschöpft ist, wird es mit 10% NaCl regeneriert. Das Harz wird von der hohen Chloridkonzentration überwältigt, und die Nitrate, Sulfate usw. werden ausgetauscht, während das Chlorid auf die SBA-Austauschstellen zurückgeht.
• Wenn Sie 450 ppm Chlorid einbringen, wird es auf ein viel höheres Niveau ansteigen, das der Menge an Sulfat- und Nitratanionen entspricht, die Sie aus dem Wasser nehmen.
• Das gleiche Problem tritt auf, wenn Sie versuchen, Sulfate – SO4 – zu reduzieren.
• Die Zugabe von Natriumkarbonat in die Solebehälter kann Chlorid reduzieren, ist aber keine wirkliche Wissenschaft und wird daher nicht empfohlen.
• Membrantechnologie – Umkehrosmose ist der einzige praktische Weg, um Chloride in Haushaltswasser zu reduzieren.
• Entmineralisierung: Ein stark saures Kation (SAC) in Wasserstoff (H)-Form, gefolgt von einem stark basischen Anion (SBA)-Harz in Hydroxid (OH)-Form entfernt alle Ionen, einschließlich Chlorid, aber Säure und Lauge sind zur Regeneration erforderlich. Dies ist für den Hausgebrauch nicht geeignet.
• Mischbettharz: Ein Mischbett, das aus SBA in Hydroxidform und SAC in H-Form besteht, entfernt ebenfalls alle Ionen, einschließlich Chloride, ist jedoch wie bei der Demineralisierung nicht für den Hausgebrauch geeignet.

Demineralisierung

Starke saure Kationen in der Wasserstoffform (H+) in Kombination mit stark basischen Anionen (SBA) in der Hydroxidform (OH) werden am häufigsten für Demineralisierungsprozesse wie z. B. in tragbaren Austauschtanks (PEDI) verwendet. In diesem Fall wird der Wasserstoff gegen Calcium, Magnesium und Natrium ausgetauscht. (Weitere Informationen finden Sie im Abschnitt über die Demineralisierung bei tragbaren DI-Austauschverfahren.)

Radiologische Verunreinigungen

Uran und Radium lassen sich sehr leicht aus dem Wasser entfernen, da sie ionisch klebrig sind. Sie bleiben während des Aufbereitungsprozesses an Anionen- und Kationenharzen haften und reichern sich dort an. Wenn das System nicht ordnungsgemäß betrieben und gewartet wird, können sich die radioaktiven Stoffe ansammeln, was zu schädlichen Radioaktivitätswerten führt.

Uran

• Typ II Anionenharz, das auch zur Entkalkung und NICHT-selektiven Nitratentfernung verwendet wird.

Radium 226, 228

• Kationenharz, das auch zur Wasserenthärtung verwendet wird.

Links zu Harzspezifikationen & Technische Merkblätter:

Harz Anion Übersicht Dow Ionenaustauscherharze Anionenharze Geruch

Harz Anion Übersicht Dow Ionenaustauscherharze Typ 1 und Typ 2 Stark basische Anionenharze Unterschiede

Harz Übersicht Entkalkung & Anion SBA Purolite A300 Typ 2 Gel

Harz Übersicht Entkalkung SBA Purolite A300E Typ 2 Gel

Harz Übersicht Nitrat Selektiv SBA Purolite A520E Typ 1 Makro

Harz Übersicht Harz Anion SBA PFA400 Typ 1 Gel

Harz Übersicht Anion SBA Purolite A400 Typ 1 Gel

Harz Übersicht Anion SBA Purolite A-400OH Typ 1 Gel

Harz Übersicht Gerbstoffreduktion SBA Purolite A850 Polyacryl Gel

Harz Übersicht Gerbstoffreduktion SBA Purolite A860 Polyacryl Makro

Harz Übersicht Gerbstoffreduktion SBA Purolite A502P Macro Typ 1

Harz Übersicht Gerbstoffreduzierung SBA Purolite Tanex Typ 1 Macro

Urbans Aqua ist ein Großhändler für Wasseraufbereitungsanlagen für den privaten & und gewerblichen Gebrauch, einschließlich Ionenaustauscherharze; Calgon & Jacobi Aktivkohle; Filterag Plus; GreensandPlus; Pyrolox Advantage; KDF; Birm; Sand/Kies; Clack, Fleck & AqMatic Ventile; Stenner Pumpen & Teile.

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