Ionenuitwisseling is een water behandelingsmethode die voor veel doelen wordt gebruikt, zoals het verbeteren van de drinkwaterkwaliteit, ontharding, verwijdering van ijzer, verwijdering van tijdelijke hardheid... In ons geval gebruiken we ionenuitwisseling om water te ontharden.
Het woord ion betekent atoom of combinatie van atomen met een bepaalde elektrische lading. Een ion met een positieve lading is een kation en een ion met een negatieve lading
is een anion. Een wateroplossing is altijd in evenwicht. Dit betekent dat het aantal kationen gelijk is aan het aantal anionen.
Ionenuitwisseling is een omkeerbaar chemisch proces waarbij aanvaardbare ionen (bv: natrium, chloride, ...), die gehecht zitten op een onoplosbaar permanent vast medium (wij heten dat een hars), uitgewisseld worden voor ongewenste ionen (voorbeelden: calcium, magnesium, ijzer, nitraten,...) die zich in een oplossing (bij ons water) bevinden, die het vaste medium (het hars) omcirkelt.
Het hars in de waterontharder zal de calcium en magnesium ionen tegenhouden en zal in de plaats natrium toevoegen aan het water. Dit proces is omkeerbaar, want na verloop van tijd zullen de harsen moeten reactiveren met een pekeloplossing. Het hars dat we bij Bayard gebruiken om ongewenste ionen te verwijderen die positief geladen zijn, is een kation-hars.
Hars is een sterkzure copolymeer op basis van polystyreen en divinylbenzeen. Harsen voor waterontharders maar ook harsen voor vele andere toepassingen worden gemaakt in chemische fabrieken. De meest gekende zijn Dupont (Dow), Lanxess, Rohm and Haas en Purolite. Hars wordt gemaakt van kleine plastieken bolletjes. Deze bolletjes zijn samengesteld uit polystyreen en uit divinylbenzeen (DVB). Het hars wordt actief door een negatief geladen functionele groep. Bij wateronthardingshars is deze functionele groep een sulfonzuur. De hardheidsionen zullen aangetrokken worden door de functionele groepen en natriumionen zullen worden afgegeven.
In iedere ontharder zitten er meerdere miljoenen kleine bolletjes. De afmeting van ieder harsbolletje is heel belangrijk, de chemische samenstelling en de sterkte van ieder bolletje zijn eveneens heel belangrijk. Voor ionen-uitwisseling is de binnenkant van het bolletje belangrijker dan de buitenkant, want ongeveer 90% van de uitwisseling gebeurt binnenin het bolletje.
Als het hard water door het harsbed stroomt, dan zullen de bolletjes de positief geladen Ca2+ en Mg2+ ionen aantrekken en zal er in de plaats natrium Na+ worden afgegeven. De waterhardheid wordt hier verwijderd.
Zowel de Ca2+ als de Mg2+ ionen blijven vastgeklikt zitten op de harskorrels tot die korrels in contact komen met een andere ion waarvoor ze – door de concentratie - nog een grotere aantrekking hebben. In het geval van een waterontharder zal dit altijd een natrium-ion zijn (Na+). Dit heten we dan weer de regeneratiecyclus van de ontharder. Na die cyclus
kan de service-cyclus opnieuw opstarten.
De ionen die in het water aanwezig zijn worden niet vernietigd, ze worden enkel uitgewisseld voor andere ionen en in een later stadium worden ook die weer losgelaten. Dit is de reden waarom we spreken van ionenuitwisseling.
Harsen worden voortdurend aangevallen door allerlei organismen zoals ijzer, bacteriën, algen en vele andere dingen. Deze organismen stapelen zich op in het harsbed en kunnen de harsen ernstig beschadigd, maar nog erger is als deze organismen het water besmetten dat uit de ontharder komt waardoor het niet meer drinkbaar is. Vooral ontharders die een lange tijd niet gebruikt zijn, kunnen de bron zijn van microbiologische besmetting. In veel gevallen zal regenereren met zout voldoende zijn om de bacteriën af te doden, maar in sommige gevallen zal dit echter niet volstaan. We vermelden wel dat leidingwater (of stadswater) meestal voldoende chloor bevat, die in het water distributiecentrum werd toegevoegd als ontsmettingsmiddel, om te verhinderen dat er bacteriën groei kan ontstaan in het water.
Het is aangeraden om het harsbed van een huishoudelijke waterontharder minstens één keer per jaar te desinfecteren of meer als dit nodig is. Er zijn harsreinigende vloeistoffen beschikbaar zoals Res-Up of Resin-Clean. De meeste van die reinigende en deels ook desinfecterende vloeistoffen zijn gemaakt op basis van chloor als actieve oxidant.
Het is heel belangrijk om chemische vloeistoffen te gebruiken met een gematigd chloorgehalte. Want hoge hoeveelheden chloor kunnen niet alleen de harskorrels binnen in de ontharder onherroepelijk beschadigen, maar ook kankerverwekkende bijproducten doen ontstaan, zoals trihalomethanen (THM’s). Dergelijke THM’s kunnen opduiken door de reactie tussen chloor en organisch materiaal dat in het water aanwezig is. Je kunt de harsreiniger toevoegen aan de pekel in de pekeltank juist voor de opstart van een regeneratie zodra de ontharder terug in service gaat, laat dan de eerste 50 tot 100 liter water weglopen. Dit zijn algemene richtlijnen, maar wij adviseren om steeds zorgvuldig de instructies te volgen die je terugvindt op de fles met harsreiniger. Als het harsbed echt heel erg vervuild is, dan raden wij bij Bayard aan om minstens één uur contacttijd te hebben tussen de vloeistof en de harsen. Spoel nadien uit met minstens 200 – 300 liter water. Wens je meer informatie over het onderhoud van jouw waterontharder of maak je graag een afspraak voor het onderhoud van jouw waterverzachter? Contacteer ons.
Ontdek ONA