Ionenaustauscherharz Probleme und Störungen

Typische Probleme bzw. Störungen beim industriellen Einsatz von Ionenaustauscherharz sind:

  1. Bildung von Sludge bzw. Ionenaustauscherbruch
    Die aus Polymeren bestehenden Ionenaustauscherkugeln werden in der Herstellung mit Divinylbenzol, einem vergleichsweisen teuren Grundstoff von quasi nur einem Hersteller, versetzt, um eine physikalische Stabilität zu gewährleisten. Je länger ein Ionenaustauscher im Einsatz ist, desto mehr zahlt es sich aus ein hochwertiges Harz mit einem hohen Anteil Divinylbenzol zu verwenden. Günstige Harze haben oft einen geringen Anteil Divinylbenzol und sind daher im Dauerbetrieb anfälliger auf physikalische Instabilität, sog. Harzbruch oder Ionenaustauscher-Gries oder Sludge. Darunter versteht man gebrochene Ionenaustauscherkugeln (vgl. einzelne Bruchstücke im Bild oben). Diese sind dann kleiner als die typischerweise 0,2mm Siebe im Abgang von Ionenaustauscher Patronen und können diese dann über die Zeit hinweg passieren. In kritischen Anwendungen ist daher ein weiterer Filter nach den Ionenaustauscher Patronen für diesen Sludge vorzusehen. Der Bruch selbst ist unvermeidlich, kann jedoch durch die Wahl eines hochwertigen Harzes deutlich hinausgezögert werden.
  2. Volumen als Maß für Ionenaustauscher
    In der Industrie ist Volumen häufig ein typisches Maß für eine Mengeneinheit, z.B. in der Abrechnung. Für Ionenaustauscher ist das Volumen jedoch kein geeignetes Maß, ebenso wie das Gewicht. Der Grund darin liegt, dass Ionenaustauscher über seine Betriebszyklen sowohl das Gewicht als auch das Volumen ändert. Kationenaustauscher werden bei Beladung größer, Anionenaustauscher bei Beladung kleiner. Es ist daher typisch, dass das angelieferte Volumen bei einer externen Regeneration (bzw. das Volumen in einer Säule vor der Regeneration) von dem Volumen bei der Rücklieferung (bzw. das Volumen in einer Säule nach der Regenation) voneinander abweicht (vergleich dazu auch das Video unten). Stark saure Kationenaustauscher werden regelmäßig nach (bzw. bei) der Regeneration kleiner, sacken also in sich zusammen, Stark basische Anionenaustauscher werden regelmäßig nach (bzw. bei) der Regeneration größer, weiten sich also aus. Die Volumenänderung kann bis zu 50% betragen und Kräfte bis zu 400 bar entwickeln. Eine Ionenaustauscherpatrone darf daher zu keinem Zeitpunkt vollständig gefüllt sein. Weitere Varianzen sind: Abhängig von der Beladung kommt es auch zu einer Gewichtsänderung. Nachdem Ionenaustauscher jedoch auch stets feucht bleiben soll, ist der Grad des enthaltenen Restwassers im Harzbett maßgeblich für Gewichtsunterschiede verantwortlich. Einzig die Anzahl der Harzkugeln bleibt konstant. Abrechnungsrelevant ist der Anlieferungszustand.
  3. Nutzungsdauer Ionenaustauscher
    Ionenaustauscher herstellerseitig typischerweise 2 Jahre ab Herstellungsdatum nutzbar. Unsere Erfahrungen gehen jedoch von einer weit längeren Nutzungsdauer bzw. Lebensdauer Ionenaustauscher aus. Für Anionenaustauscher ist erfahrungsgemäß häufig eine Nutzung von bis zu 7 Jahre möglich, für Kationenaustauscher auch 12-20 Jahre. Wenn Harze sehr lange lagern, können diese aufgrund des Entweichens der Restfeuchte deutlich kleiner werden und an Volumen verlieren. Derartige Säcke sind zusammengefallen und leicht erkenntlich. Durch Wässern der Harze gewinnen diese wieder ihr ursprüngliches Volumen zurück. Der Effekt tritt jedoch sehr schnell ein, daher sollten trockene Harze nicht in Ionenaustauscher Patronen gefüllt werden, da die schlagartige Volumenerhöhung die Ionenaustauscherpatrone sprengen kann.
  4. Oxidative Stoffe
    Ionenaustauscher reagieren stark mit oxidativen Stoffen. Vermeiden Sie daher unbedingt, dass oxidative Stoffe auf einen Ionenaustauscher kommen und vermeiden Sie geschlossene Kreisläufe. Die Reaktion ist exotherm und bildet Gas, d.h. die Ionenaustauscher Patrone wird heiß und baut Druck auf. Die Hitze kann so stark ansteigen, dass bei den häufig verwendeten (meist blauen) GfK-Patronen mit PE-Inliner das PE weich wird und den Kopf aus der Patrone sprengt. Es handelt sich um eine sehr gefährliche Reaktion, die ggf. auch mit haushaltsüblichen Reinigern erfolgen kann.
  5. Entstehende Gerüche: siehe dazu der separate Beitrag Ionenaustauscher Fischgeruch.

Sie haben weitere Probleme beim industriellen Einsatz von Ionenaustauscher? Beachten Sie auch unseren Beitrag Fischgeruch Ionenaustauscher sowie unsere weiteren Beiträge, was bei einem Ionenaustauscher zu beachten ist und zur Funktion Ionenaustauscher. Sprechen Sie uns gerne bei weiteren Fragen und Anwendungen an.