Leaching Kationenaustauscher

    Hallo zusammen,


    der Ionenaustauscher (VE) eignet sich, um größere Mengen auf einmal entsalzen zu wollen. Werden nur Teilmengen in kürzeren oder längeren Zeitabschnitten entsalzt, sollten die ersten 5-10 Liter des erzeugten Wassers nicht für das Meerwasseraquarium benutzt werden. Anscheinend tritt durch stehendes Wasser ein " Leaching " im Kationenaustauscher auf (Ausbluten von Polystyrolsäure). Hierbei sollen sich anscheinend die Harzkügelchen zersetzen. Inwieweit diese Zersetzungsprodukte Auswirkungen auf das Meerwasseraquarium Milieu haben, ist mir nicht bekannt. Mir ist auch nicht klar, ob das Leaching des Kationenaustauschers eine Crosskontamination des Anionenaustauscher hervorruft?


    Gibt es hier im Forum Erfahrung hierzu? Ab wann beginnt dieser leaching Prozess? Wie lange könnte man den VE nicht benutzen?

    Hallo Dieter,


    das würde mich auch sehr interessieren.
    Ich verwende den VE alle 14 Tage, das Wasser fliest sofort in den Vorratsbehälter. Ein Wegwerfen der ersten Liter ist also nicht vorgesehen, eigendlich auch garnicht möglich bei meiner Verrohrung.


    Gruß Dirk



    edit: habe da mal etwas gefunden:
    Diesen Effekt bezeichnet man als „Initial Leaching“ (anfängliches Leaching) und ist in der
    Praxis sehr häufig zu beobachten und zwar harzherstellerunabhängig. Dieses anfängliche
    Leaching stellt im Kraftwerksbetrieb noch keine Beeinträchtigung des Prozesses dar, weil der
    nachgeschaltete Anionenaustauscher in einer Vollentsalzungsanlage die Sulfonsäuren adsorbiert
    und die anfängliche Sulfonsäureanwesenheit so bis auf wenige Ausnahmen
    unbemerkt bleibt. In den vielen nachfolgenden Regenerationen des Anionenaustauschers
    werden die Sulfonsäuren bei Abwesenheit im Zulauf mit Natronlauge nach und nach aus dem
    Harz eluiert.

    160x65x65cm Plexiglas, Aquaphoton 4xT5 54Watt,2x150Watt, Strömung: Abyzz A200, RF-Pumpe: Abyzz200, ATI Powercone 200

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    Hallo,


    habe gerade in einer Doktorabeit gelesen, das das ausreichende Spülen nach der Regeneration notwendig ist, um ein massives Leaching zu vermeiden. Der Überschuss an Wasserstoffionen muss wieder raus. Das bestärkt mich dahingehend, abweichend von der Meinung von Jens Kallmeyer und Armin Glaser, doch ausreichend zu spülen.

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    HI


    Als ich meinen Ionenaustauscher neu hatte waren die ersten zwei Regenerationsvorgänge echt kein Spaß, das Eluat hat übelst nach irgendeiner organischen Säure gestunken. Danach wurde es besser. Da ich meinen Austauscher einmal pro Woche in Betrieb nehme habe ich keine Probleme mit irgendwelchem Leaching, allerdings lasse ich die ersten 10 Liter aus Sicherheitsgründen in einen Eimer laufen und nehme die dann zum Blumen gießen. Dieses Wasser hat allerdings weder einen üblen Geruch, noch kann ich da irgendwelche chemischen Veränderungen messen. Es ist wirklich eine reine Vorsichtsmaßnahme.
    Was mich beim Regenerieren wundert ist die Tatsache, dass das Eluat manchmal (auch noch nach ca 4 Jahren Benutzung) etwas streng riecht und auch deutlich gelber/brauner ist als bei den Regenerationsvorgängen vorher oder nachher. Ich denke mal dass das mit Unterschieden in der Qualität des Leitungswassers zu erklären ist. Die benutzte HCl und NaOH ist immer vom gleichen Hersteller.


    Generell sollte das Wasser in Ionenaustauschern nicht zu lange stehen, bzw. das erste Bettvolumen verworfen werden, da die Harze eine sehr gute Besiedlungsfläche für Mikroorganismen darstellen. Was da alles mikrobiell produziert wird will man besser gar nicht wissen. In Reinstwasseranlagen im Laborbetrieb sind deshalb auch UV Anlagen mit eingebaut und eine Pumpe die das Wasser intern umwälzt um eine Besiedlung des Harzes zu vermeiden.


    Grüße


    Jens

    Von all den Dingen, die ich in meinem Leben bisher verloren habe vermisse ich meinen Verstand am meisten (Ozzy Osbourne)

    Hallo zusammen,


    aus der Fachhochschule Aachen (Fachbereich Chemie und Biotechnik) gibt es eine sehr ausführliche Arbeit hinsichtlich "Verfahrenstechnische Untersuchung des Leachingeffektes an Kationenaustauscherharzen". Dort wird auf die Thematik eingegangen:


    „Die aus dem Kationenharz infolge Vernetzung austretenden kurzen Ketten mit Sulfonsäuregruppen setzen sich im nachfolgenden Anionenaustauscher fest und führen zu organischer Verschmutzung. Es wird daher empfohlen, bei festgestellter organischer Verschmutzung der Anionenfilter auch den Kationenaustauscher auf Abbau zu prüfen.“


    Interessant sind die statischen Leachtest in Abhängigkeit zur Standzeit.


    Zusammenfassend wird dort folgendes abgeleitet:


    "Es gilt jedoch zu beachten, dass ein einmal eingeleiteter Leachprozess keinesfalls gestoppt
    werden kann. Die getroffene Empfehlung die Spülzeit zu verlängern und das erste
    Bettvolumen zu verwerfen ist als eine Art Schadensbegrenzung zu betrachten, denn mit
    diesen Mitteln kann der Prozeß des Continuous Leaching keinesfalls gestoppt werden. Beide
    Präventivmaßnahmen sind eine hinsichtlich des Leachverhaltens getroffene Auswahl. Ziel
    muss es sein, die Leachbereitschaft des Kationenaustauschers von vorn herein durch die
    Qualität desselbigen zu begrenzen. Die Höhe der osmotischen Beanspruchung der Harze in
    der Verfahrenstechnik spielt ebenso eine nicht unwesentliche Rolle."


    Eine Lebensdauer der Harze von ca. 10 Jahre, wie z.B. von Fa. Gralla propagiert, kann ich mir aus diesen Gründen nicht vorstellen. Vorallem wenn der VE nicht dauerhaft genutzt wird. Bei mir ist dies zweimal im Monat zum Wasserwechsel.

    Gruß Dieter

    4 Mal editiert, zuletzt von coralife ()

    Hallo zusammen,


    irgendwie beschäftigt mich das Leaching Thema. Man ist in unserem Hobby ja immer bemüht Verbesserungen zu erzielen. Deswegen habe ich einwenig recherchiert.
    Die Harze, welche vornehmlich in den Ionenaustauschern zum Einsatz kommen, sind von der Fa. Bayer das stark saure Lewatit® Kationen-Harz S100 bzw. S100G1 und das stark basische Anionen-Harz Lewatit® MP62.
    Dabei gibt es aber bereits auf dem Markt eine neue Generation leistungsfähiger gelförmiger Kationenaustauscher. Sie zeichnen sich unter anderem durch ihr sehr gutes Leaching-Verhalten und eine ausgezeichnete chemische Beständigkeit aus. Das optimierte Leaching-Verhalten von Lewatit MonoPlus S 108 und Lewatit MonoPlus S 108 H ist ein wichtiges Qualitätsmerkmal für die Wirksamkeit und Wirtschaftlichkeit eines Ionenaustauschers. Je weniger ein Typ zum so genannten Eigen-Leaching neigt, desto weniger TOC (total organic carbon) wird abgegeben. Diese Abgabe von organischen Stoffen ist unerwünscht, da sie zu einer Blockierung der Anionenaustauscher führen und somit die Betriebsbedingungen in der Anlage verschlechtern kann. Eine Qualitätsminderung des produzierten Wassers ist die Folge. Darüber hinaus zeichnen sich laut Hersteller Lewatit MonoPlus S 108 und Lewatit MonoPlus S 108 H auch nach vielen Betriebszyklen durch voll funktionsfähige Harzperlen aus. Selbst bei niedrigen Zykluszeiten – also einem häufigen Wechsel zwischen Regeneration und Beladung – sorgt die spezielle monodisperse Ionenaustauschermatrix für eine lange Lebensdauer. Aufgrund ihrer hohen chemischen und physikalischen Stabilität wird Harzbruch, der zu Problemen in der Anlage führen kann, stark vermindert. Die Harze solle auch optimal für den Einsatz im Mischbettverfahren anwendbar sein.


    Das angehängte Bild zeit die niedricge TOC-Abgabe (Leaching) des Kationenaustauschers in Abhängigkeit von der Lagerzeit in Wochen. Quelle LANXESS Deutschland GmbH (siehe oben PDF)


    Hat jemand unter Euch diese beiden Harze bereits im Einsatz und kann uns darüber seine Erfahrungen mitteilen?

    Hallo Dieter,


    ich vermute, keiner wird sich jetzt neues Harz kaufen. :grinning_squinting_face: Die ganzen Zahlen und Doktorarbeiten beziehen sich auch auf den großindustriellen Einsatz.
    Wichtiger ist wohl zu erfahren, wie sich das nun auswirkt bei unseren typischen Einsatzbedingungen, also Wassererzeugung alle 1..2 Wochen, jeweils erzeugte Wassermenge zw. 50..200 Liter, Regenerierrung alle 2..6 Monate.
    Im Großeinsatz werden die Harze wohl fast täglich regeneriert und erzeugen tausende Liter pro h, das sind ganz andere Belastungen für das Harz. Bei uns fühlt sich das Harz wie im Urlaub :grinning_squinting_face:
    Wahrscheinlich ist das Leaching ein Prozeß, der bei uns garnicht in diesem Maße zum tragen kommt und diese Berichte darüber potentielle VE-Umsteiger nur verunsichern.


    Da es langsam wohl konsenz ist, das der Anionentauscher größer ist als der Kationer gewählt sein sollte, würde mich interessieren, ob dies sogar ein Plusspunkt ist um diese Leachingprodukte des Kationer vom Anioner auffangen und neutralisieren zu lassen.


    ich jedenfalls möchte meinen VE nicht mehr missen. Nach dem dritten Regenerieren geht man die Sache schon viel lockerer an, die Handgriffe sitzen. Ist ja alles im allem mehr Wartezeit als Arbeitszeit.



    Gruß Dirk

    160x65x65cm Plexiglas, Aquaphoton 4xT5 54Watt,2x150Watt, Strömung: Abyzz A200, RF-Pumpe: Abyzz200, ATI Powercone 200

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