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Autoren
OldBo
27.04.2018
Bei dem Ionenaustauschverfahren wird das Trinkwassers mit Ionenaustauscherharzen aufbereitet. Dabei unterscheidet man zwischen Kationen- und Anionen-Austauscher. Abhängig von der Austauschgruppe werden nur positiv geladene Ionen (Kationen, z. B. Kalium, Calcium, Magnesium) oder negativ geladene Ionen (Anionen, z. B. Phosphat, Nitrat, Sulfat) an sich binden gebunden.
Übersicht Ionenaustauschverfahren
 Übersicht Ionenaustauschverfahren
Quelle: Unternehmensgruppe Hydro-Elektrik GmbH
Gelöste Wasserinhaltsstoffe
 Gelöste Wasserinhaltsstoffe
Quelle: Unternehmensgruppe Hydro-Elektrik GmbH
Ionenaustausch
 Ionenaustausch
Quelle: Unternehmensgruppe Hydro-Elektrik GmbH

Bei dem Ionenaustauschverfahren wird das Trinkwasser mit Ionenaustauscherharzen aufbereitet. Dabei unterscheidet man zwischen Kationen- und Anionen-Austauscher. Abhängig von der Austauschgruppe werden nur positiv geladene Ionen (Kationen, z. B. Kalium, Calcium, Magnesium) oder negativ geladene Ionen (Anionen, z. B. Phosphat, Nitrat, Sulfat) an sich binden gebunden. Nach der Beladung des Ionenaustauschers werden im Gegenzug positive Ionen (Na+, H+) oder negative Ionen (Cl-, OH-) an das Wasser abgegeben. Durch den Austausch der Härtebildner Calcium und Magnesium wird das Wasser fast vollständig enthärtet. Der Einsatz eines Mischbetts (kombinierter Kationen- und Anionenaustauscher) kann neben der Enthärtung auch eine Vollentsalzung des Wassers erfolgen. Diese kann dann über die Messung der elektrischen Leitfähigkeit in Mikrosiemens/cm (µS/cm) bei 20 °C überprüft werden.

Die Austauschermasse (in der Regel auf Kunststoffbasis) muss nach der vollständigen Beladung ("Erschöpfung") regeneriert werden. Der Zeitraum ist von der Wasserhärte (Gehalt an Calcium- und Magnesium-Ionen) und der enthärteten Wassermenge abhängig.

Dieses Enthärtungsverfahren kann zentral durch Kationenaustauscher-Anlagen (Trinkwasser im ganzen Hauses wird enthärtet) und dezentral durch Kationenaustauscher-Patronen in Untertischgeräten (Wasserfilter) durchgeführt werden. Hierbei handelt es sich dann um einen Kationenaustauscher, der mit einem gesilberten Aktivkohlefilter kombiniert ist. Diese Kleinfilter enthärten das Wassers und entfernen Färbungen, eventuell vorhandene Spuren von Schwermetallen (z. B. Blei, Kupfer), organische Inhaltsstoffe (Pflanzenschutzmittel und chlorierte Lösungsmittel) und freien Chlor durch Hydrolyse. Einige Wasserfilter beseitigen auch Anionenaustauscherharze von Nitrat und Sulfat.

Die Kleinfilter werden gerne bei der dezentralen Trinkwasseraufbereitung eingesetzt, um eine Kalkablagerung in Wasserkesseln bzw. Wasserkocher und Töpfen zu minimieren, und den Geschmack von Kaffee und Tees durch die Vermeidung einer oberflächlich aufschwimmenden Haut, die durch eine Reaktion von Calcium-Ionen mit Tee- und Kaffeeinhaltsstoffen gebildet wird, zu verbessern.
Bei dem Einsatz dieser Geräte sollten die mögliche Nachteile und Risiken in Betracht gezogen werden. So kann z. B. eine erhöhte Natrium-Belastung des Trinkwassers den Grenzwert der Trinkwasserverordnung (200 mg/l) überschreiten und eine Absenkung des pH-Wertes durch die Umwandlung von zugehöriger in aggressive Kohlensäure infolge einer Zerstörung des Kalk-Kohlensäure-Gleichgewichts und einer damit verbundenen Metall- und Kalkaggressivität erfolgen. Wenn das Wasser längere Zeit im Austauscherbett, Vorratsbehälter, Gerät und Anlage stagniert, muss mit einer vermehrten Keimbelastung gerechnet werden. Deshalb sollte bei jedem Regenerationsprozeß das Ionenaustauscherharz mit desinfiziert werden. Das gleiche gilt auch für mit längeren Standzeiten. Es ist bei einer Erschöpfung (Beladung) des Austauschermediums mit einem "Durchbrechen" des Ionenaustauschers zu rechnen. In diesen Fällen findet eine erhöhte Rückgabe von Ionen an das Trinkwasser statt. Bei Filterpatronen in Haushaltsgeräten gibt es über diesen Zeitpunkt keinen Hinweis. Außerdem kann es durch den Ionenaustausch aus ernährungswissenschaftlicher Sicht zu einer unerwünschten Entfernung von Mineralstoffen (z. B. Magnesium) kommen. Bei der Regeneration des Ionenaustauschers mit Natriumchlorid gelangt eine große Menge Regeneriersalz in die Kanalisation und dadurch in die Flüsse und Seen (pro Einfamilienhausanlage meist mehr als 100 Kilogramm Salz pro Jahr).

Ob derartige Geräte und Kleinanlagen (Dezentrale Trinkwasseraufbereitung) für den privaten Bereich zur nachträglichen Behandlung von Trinkwasser bzw. Verbesserung der Trinkwasserqualität in private Hände gehören, wird immer wieder strittig diskutiert. In der Regel ist das vom Versorger gelieferte Wasser von hoher Qualität.

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