ionenwisselaar

Een ionenwisselaar is een materiaal of installatie die ionen uit een oplossing vervangt door ionen die vastzitten aan een stroperig of korrelig vaste stof. Het meest gebruikte type bestaat uit harskorrels met functionele groepen die geladen zijn en daardoor ionen kunnen ruilen met die in water of een processtroom.

Bij een kationenwisselaar worden kationen uit oplossing vervangen door andere kationen die aan de hars gebonden zijn. In waterbehandeling worden calcium- en magnesiumionen, die de hardheid van water geven, meestal vervangen door natrium- of kaliumionen. Een anionenwisselaar doet hetzelfde voor anionen; bijvoorbeeld opgeloste chloride, nitraat of sulfaat kunnen worden uitgewisseld tegen andere aan de hars gebonden tegenionen. In systemen met beide typen harsen achtereenvolgens (series) of in een mixed-bed kunnen ontkalking en ontzuring tegelijk plaatsvinden.

Typen en toepassingen: er bestaan sterke en zwakke versies van kation- en anionenwisselaars. Veel gebruikte toepassingen zijn waterverzachting, ontkalking, demineralisatie en ontzilting van proceswater, en de verwijdering van uiteenlopende ionen uit industriële streams. Mixed-bed systemen bieden hoge zuiverheid en worden toegepast wanneer een zeer laag gehalte aan opgeloste ionen vereist is.

Regeneratie en onderhoud: nadat de hars verzadigd raakt, wordt deze geregenereerd met geconcentreerde oplossingen die het uitgewisselde ion weer op de hars terugplaatsen (bijv. natriumchloride voor kationresins, NaOH of HCl voor anionresins). Voor een stabiele werking zijn voorbehandeling (verwijdering van organische stoffen en chlorine), regelmatige backwash en monitoring van doorstroomsnelheid en conductiviteit aan te raden.

Beperkingen zijn onder meer falen bij fouling, biologische groei of uitdroging, en de milieu-impact van regeneratie-afvalstromen.