Ionenaustausch zur Schwermetallentfernung: Vor-, Nachteile & Überlegungen

Ionenaustausch ist eine Methode der Wasseraufbereitung, um Verunreinigungen, einschließlich Schwermetallen, zu entfernen. Dies kann durch die Aussetzung von Wasser gegenüber einem Wasserenthärter vor der Umkehr-Osmose-Reinigung erfolgen. Es kann auch durch Entmineralisierung erfolgen, bei der das Wasser mit Harzperlen in Kontakt kommt, die Wasserstoffionen gegen Kationen und Hydroxidionen gegen Anionen austauschen, was reines Wasser ergibt. Die Harzperlen werden oft nach einer Behandlung namens „Regeneration“ wiederverwendet. Beide Ionenaustauschmethoden entfernen anorganische Verunreinigungen, haben jedoch Nachteile.

Bakterienprobleme

Ionenaustausch entfernt oder tötet keine Mikroorganismen wie Bakterien, die sich im Wasser befinden. Wenn Ionenaustausch die erste Art der Behandlung ist, die auf das Wasser angewendet wird, können die Ionenaustauschbetten als Bakterienkulturmedium wirken. Dies führt zu einer höheren Kontamination mit bakteriellen Abfallprodukten und einer verminderten Reinigungswirksamkeit.

Perlenabbau

Die Perlen, die in Ionenaustauschbetten verwendet werden, können Partikel abstoßen, insbesondere wenn sie Hitze ausgesetzt sind oder nach mehreren Jahren der Nutzung. Diese Partikel reisen mit dem zu behandelnden Wasser. Wenn dies nach der Partikelfiltration des Wassers geschieht, können die Perlenpartikel möglicherweise nie aus der Wasserversorgung entfernt werden. Mit der Zeit ist es möglich, dass die Partikel Verunreinigungen in das Wasser abgeben.

Chlor-Schaden

Ionenaustauschperlen zerfallen leicht, wenn sie oxidierenden Desinfektionsmitteln wie Chlor ausgesetzt sind. Das bedeutet, sie dürfen nicht Wasserversorgungen ausgesetzt werden, die auch nur eine kleine Menge Chlor enthalten. Außerdem kann Wasser, das durch Behandlungsbetten geschickt wird, nicht mit Chlor behandelt werden, um Bakterien abzutöten.

Eisen-Verschmutzung

Harzperlen, die mit Wasser in Kontakt kommen, das eine Form von gelöstem Eisen, Fe3+, enthält, verursachen, dass Eisen(III)-hydroxid aus dem Wasser ausfällt. Dieses Material verhindert weiteren Ionenaustausch und verstopft im Wesentlichen das Behandlungsbett. Diese Art von Eisen tritt am häufigsten in Wasser auf, das aus anaeroben unterirdischen Versorgungsquellen gepumpt wurde, das Fe2+ enthält, das anschließend mit Luft in Kontakt kommt und zu Fe3+ oxidiert.

Verschmutzung während der Regeneration

Ionenaustauschperlen, die wiederverwendet werden, werden in der Regel alle 12 bis 48 Stunden regeneriert, und die Regeneration erfolgt in demselben Tank oder Behandlungsbett, das für die Wasseraufbereitung verwendet wird. Wenn Schwefelsäure zur Regeneration von Kationenaustauschharzperlen in einem Entmineralisator verwendet wird – und das behandelte Wasser einen hohen Kalziumgehalt hat – kann dies dazu führen, dass Calciumsulfat aus der Regenerationslösung ausfällt. Dies verursacht Ablagerungen auf den Perlen, Tanks und Rohren in der Anlage. Mit der Zeit verstopft dies das Behandlungsbett.