Wasser | Ionenaustausch

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Tertiäre Wasseraufbereitung: Ionenaustausch

Ziel

  • Entfernung von Ionen, Härte, spezifischen Kationen oder Anionen
  • Konzentration von Kationen und Anionen

Prinzip

Bei der Herstellung von Prozesswasser sowie bei der Reinigung von Industrieabwässern ist es manchmal notwendig, bestimmte (oder fast alle) Ionen aus dem Wasser zu entfernen. Dies kann durch eine Trenntechnik wie z.B. Ionenaustausch erfolgen. Mit dieser Technik können sehr niedrige Restkonzentrationen von Ionen im behandelten Wasser erreicht werden.

Wie der Name schon sagt, werden bei diesem Prozess Ionen aus behandeltem Wasser gegen unschädliche Gegenionen wie Na+, H+, Cl- of OH- ausgetauscht. Dies kann selektiv oder nicht durch Auswahl des Austauschmaterials erfolgen. Ist die Kapazität des Ionenaustauschers gesättigt, wird er mit einer konzentrierten Lösung Gegenionen regeneriert. Das Ionenharz wird in den ursprünglichen Zustand zurückgebracht, wobei die getrennte Regenerationsflüssigkeit die desorbierte Ladung enthält.

Anwendungen

  • Aushärtung oder Entsalzung von Prozesswasser
  • Entfernung von Schwermetallen aus Abwasser
  • Rückgewinnung von Edelmetallen oder Katalysatoren aus Abwasser
  • Rückgewinnung von Säuren oder Basen aus Spülwässern
  • Reinigung von Produkten

Realisierungsmöglichkeiten

Ein Ionenaustauscher besteht im Wesentlichen aus einem oder mehreren Druckbehältern, die mit Ionenaustauschermaterial gefüllt sind. Dies kann ein Kunstharz oder ein Mineral wie Zeolith oder Aluminiumoxid sein. Für die unterschiedlichsten Anwendungen steht eine ganze Reihe von Werkstoffen zur Verfügung. Enthält das Speisewasser Schwebstoffe, empfiehlt sich eine Filtrationstechnik, um Verstopfungen zu vermeiden.

Projektbeispiel

Sandfilter gefolgt von Kationen- und Anionenfilter

Betriebskosten

Neben den Investitionskosten bestimmen die chemischen Kosten für die Regenerierung der Kolonnen und die Wiederbeschaffungskosten für den Ionenaustauscher die Betriebskosten. Daher wird der Ionenaustausch oft nur bei der Abwasserreinigung zur Abwasserreinigung eingesetzt oder wenn eine Wiederverwendung möglich ist. Für die Entsalzung von Wasser wird die Umkehrosmose zunehmend als Alternative gesehen.

Ansatz Trevi

Trevi untersucht zunächst, ob sich Einsparungen nicht durch Quellenbegrenzung erzielen lassen. Trevi hat deshalb bereits Ionenaustauscher in Unternehmen installiert, um bei bestimmten industriellen Prozessen Kreislaufschließungen zu erreichen und so Wasser und Chemikalien zu sparen. Ist eine weitere Quellenbegrenzung nicht möglich, kann der Ionenaustausch auch zur Entfernung begrenzter Konzentrationen von Metallen aus dem Abwasser vor der Einleitung eingesetzt werden.