Ionenaustauscher Lebensdauer
Die typischen Lebensdauer eines Ionenaustauschers betragen 4-7 Jahre für Anionenaustauscher und 10+ Jahre für Kationenaustauscher, in manchen Anwendungen bis zu 20 Jahre. Mit der Lebensdauer ist nicht der Zeitpunkt bis zur Ausschöpfung der Kapazität des Ionenaustauscherharzes gemeint, also bis der Ionenaustauscher regeneriert werden muß, sondern der Zeitpunkt, bis das Ionenaustauscherharz verworfen werden muß, also ein Ionenaustauscher Harzwechsel erfolgen müsste. Es handelt sich dabei um einen unvermeidbaren Verschleiß über die Zeit hinweg. In einem Mischbettharz zur Vollentsalzung (z.B. in einer Vollentsalzungspatrone) sind typischerweise 60% Anionenaustauscher und 40% Kationenaustauscher. Eine Enthärtungsanlage wird ausschließlich mit Kationenaustauschern betrieben.
Ein Anionenaustauscher verliert im bestimmungsgemäßen Betrieb in dieser Zeit von 4-7 Jahren seine funktionellen Gruppen. Beim Kationenaustauscher geht eher die Vernetzung verantwortliche Chemikalie Divinylbenzol C₁₀H₁₀ verloren. Die Ionenaustauscherharz Kugeln zerbrechen in diesem Fall und es bildet sich Ionenaustauscher Gries oder sog. Sludge. Aufgrund der geringeren Größe kann dieser Gries dann die Abgangssiebe passieren und in den Prozess bzw. ins Abwasser verschleppt werden.
In Sonderanwendungen kann ein Ionenaustauscher mit einer eigentlichen Lebenszeit von 10+ Jahren auch schon früher ausgetauscht werden müssen, insbesondere wenn Störstoffe auf den Austauscher kommen wie z.B. Öle, Fette, Biologie oder oxidative Stoffe. In diesem Fall kann sich die Lebensdauer eines eigentlich langlebigen Selektivaustauscherharzes auf z.B. 1 Jahr oder sogar nur einen einzigen Beladungszyklus bzw. Regenerationszyklus reduzieren. Insbesondere hinsichtlich des Biologiebefalls ist bei wenig genutzten Anwendungen dennoch eine wenigstens jährliche Regeneration erforderlich.
In anderen Sonderanwendungen hingegen kann sich die Lebensdauer eines Ionenaustauscherharzes durch die Regeneration auch verlängern. In der Nachreinigung von bereits vorgereinigten Reinstwasserströmen (z.B. im Bereich Halbleiter mittels Elektrodeionisation) werden häufig sog. Polisher-Mischbettharze (Ultra Pure Water Mischbettharze oder UPW Harze) der Vollentsalzungspatrone verwendet. Diese sind hochwertiger als normale Mischbettharze und können laut Datenblatt auch nicht regeneriert werden. In einem Sonderverfahren ist jedoch gleichwohl eine Regeneration möglich, die die Anwendung von einer Einmalverwendung auf eine typische Mehrfachverwendung von Ionenaustauscherharzen hin ausdehnt, die jedoch eine gesonderte Überwachung der UPW-Harze erforderlich macht.
Das für die Lebensdauer verantwortliche Divinylbenzol wird für den Weltmarkt zu 90% von DOW hergestellt. Vermeintlich günstige Ionenaustauscher sparen ggf. an dieser vergleichswiese teuren Komponente und sind für einen früheren Harzverschleiß mitverantwortlich. Es hat sich daher gezeigt, dass in Anwendungen zur Ionenaustauscher Regeneration Harze bekannter Hersteller wie Lanxess Lewatit oder Purolite eine längere Lebensdauer aufweisen können.
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